高性能磁記錄設備的設計與研究.pdf

1、近年來以計算機和網絡為基礎的信息產業(yè)獲得了空前的發(fā)展,對信息的存儲技術提出了更高的要求,其主要表現在:海量數據的存儲容量;存儲系統的可靠性;對不同數據存儲類型的適應性;數據訪問的高帶寬和高保密;以及提供有效的數據存儲解決方案.雖然磁盤的制造工藝和磁頭技術的改進,磁盤性能已經有了很大的提高,但是磁盤作為機電部件,本身受到機械執(zhí)行的慣性的制約,其I/O性能始終成為提升的瓶頸.為了解決這一問題,出現了采用冗余技術構造的RAID(Redunda

2、nt Arrayof Independent Disks獨立磁盤冗余陣列)陣列.該文深入研究了RAID設計中的多種關鍵技術,對Cache的管理,數據分布,數據存儲的均衡,磁盤性能監(jiān)控,磁盤性能的優(yōu)化等方面.討論了各種關鍵技術對RAID的不同應用中的重要性,在進行RAID系統設計中,須在不同的應用環(huán)境中均衡各種RAID關鍵技術,從而獲得最佳的性能.該文設計了一種獨立與PC系統的高性能的磁盤陣列的系統解決方案.采用SOPC(System-o

3、n-a-Programmable Chip)的結構,以FPGA(FieldProgrammable Gate Array可編程邏輯陣列)為核心,在其中建立NIOS的32位RISC指令集的MCU,FLASH接口,SDRAM接口,中斷控制器,DMA控制器等模塊.在系統硬件設計中,針對數據在RAID中的存儲控制流程,建立了讀寫分離的數據流水線,減少存儲系統的資源開銷.應用了uCOS實時操作系統,針對RAID應用的不同使用環(huán)境,設計了不同的軟件

4、控制模式,很大的提高RAID系統的性能和數據的可靠性.該方案可以應用兼容PC的系統方案,這樣的系統可以在民用和商用環(huán)境中應用;也可以應用自定義系統,采用自定義文件系統,加密/解密方案和文件分割方式,可大大提高數據的可靠性和保密性,這樣的系統可以在金融和軍用系統環(huán)境中應用.大規(guī)模的信息存儲技術方興未艾,隨著中國個行業(yè)信息話的發(fā)展對磁盤陣列的要求會越來越大,特別是高科技產業(yè),金融機構和國家安全部門需要高可靠性和高安全性的磁盤存儲系統.因此對