專(zhuān)利名稱：一種記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及存儲(chǔ)技術(shù)，尤其涉及一種記錄儀。
背景技術(shù)：
一些科學(xué)設(shè)備，如高分辨率相機(jī)、合成孔徑雷達(dá)(SAR，Synthetic Aperture Radar)、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，其采集和輸出科學(xué)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量達(dá)到了 lGbps到4Gbps，導(dǎo)致 這些科學(xué)設(shè)備中的存儲(chǔ)設(shè)備的容量和寫(xiě)入速率需求大幅增加。這些存儲(chǔ)設(shè)備采用傳統(tǒng)磁盤(pán) 時(shí)，由于傳統(tǒng)磁盤(pán)抗振性能差、讀寫(xiě)速率慢等缺點(diǎn)，導(dǎo)致很難滿足以上需求。這些存儲(chǔ)設(shè)備 采用由閃存存儲(chǔ)設(shè)備組成的記錄儀時(shí)，由于閃存存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)并行和流水線技術(shù)組成與非 型閃存(NAND Flash)陣列，具有容量大、讀寫(xiě)速率高、耗電小、抗振性能好等特點(diǎn)，因而，逐 漸成為記錄儀的首選。參見(jiàn)圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中由閃存存儲(chǔ)設(shè)備組成的記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖，記錄儀一般 采用閃存映射層+通用文件系統(tǒng)的方式來(lái)管理存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，通用文件系統(tǒng)中，文件包括元 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)包括創(chuàng)建該文件的時(shí)間、文件大小、數(shù)據(jù)地址等用于描述該文件的參數(shù) 信息，所述數(shù)據(jù)地址表示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的地址，根據(jù)該數(shù)據(jù)地址便可尋址到相應(yīng)的數(shù)據(jù)。該記錄儀包括中央控制器和閃存存儲(chǔ)設(shè)備；在寫(xiě)入文件時(shí)，中央控制器先將文件 的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入閃存存儲(chǔ)設(shè)備，再將文件的數(shù)據(jù)寫(xiě)入閃存存儲(chǔ)設(shè)備；在讀出文件時(shí)，先讀取文 件的元數(shù)據(jù)，再根據(jù)元數(shù)據(jù)包含的數(shù)據(jù)地址尋址到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，讀取尋址到的數(shù)據(jù)。采用現(xiàn) 有的方案，需要將文件的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)依次存儲(chǔ)到閃存存儲(chǔ)設(shè)備中，一個(gè)文件的元數(shù)據(jù)和 數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體進(jìn)行存儲(chǔ)。在閃存存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)的文件的元數(shù)據(jù)占用的空間較大，例如，對(duì)于文件分配表 (FAT, File Allocation Table) 32文件系統(tǒng)，500G的閃存存儲(chǔ)設(shè)備上占用的用于存儲(chǔ)元數(shù) 據(jù)的空間為100MB，其占用了較大的空間。圖1還示出了中央控制器的具體結(jié)構(gòu)，中央控制器包括周邊元件互連(PCI， Peripheral Component Interconnect)總線控制器，PCI總線控制器通過(guò)PCI總線實(shí)現(xiàn)對(duì) 閃存存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。采用現(xiàn)有的由于需要將文件的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)寫(xiě)入一個(gè)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，需要按照元 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的順序先后寫(xiě)入，元數(shù)據(jù)的訪問(wèn)占用了數(shù)據(jù)寫(xiě)入帶寬，這導(dǎo)致寫(xiě)入速度慢；尤其 對(duì)于存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)較多的情況，缺點(diǎn)更加明顯，其速度將更慢。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種記錄儀，該記錄儀能夠加快寫(xiě)入文件的速度。一種記錄儀，該記錄儀包括中央控制器，以及與中央控制器連接的元數(shù)據(jù)閃存存 儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)將文件的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù) 據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；讀取文件時(shí)，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，再根據(jù)讀取
3的元數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。從上述方案可以看出，本實(shí)用新型中，在記錄儀中設(shè)置存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)閃存 存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，將元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在兩個(gè)閃存存儲(chǔ)設(shè)備 中，而不像現(xiàn)有技術(shù)將文件的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)順序存入一個(gè)閃存存儲(chǔ)設(shè)備中；這樣，在寫(xiě)入文 件時(shí)，可以同時(shí)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，加快了文件寫(xiě)入的速度。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖， 對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型在記錄儀中設(shè)置存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，將元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在兩個(gè)閃存存儲(chǔ)設(shè)備中，這樣，在寫(xiě)入文件時(shí)， 可以同時(shí)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，從而，加快了寫(xiě)入文件的速度。參見(jiàn)圖2，為本實(shí)用新型中記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖，該記錄儀包括中央控制器、與中 央控制器連接的元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備。中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)將文件的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù) 據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；在讀取文件時(shí)，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，再根據(jù)讀 取的元數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。進(jìn)一步地，中央控制器包括周邊元件互連擴(kuò)展(PCIe，Peripheral Component Interconnect Express)總線控制器，PCIe總線控制器與數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備連接，通過(guò) PCIe總線實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)；中央控制器還包括局部總線控制器，局 部總線控制器通過(guò)局部總線與元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備連接，通過(guò)局部總線實(shí)現(xiàn)對(duì)元數(shù)據(jù)閃存 存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。局部總線控制器和局部總線為中央控制器中現(xiàn)有的組成部分，本實(shí)用新型利用現(xiàn) 有的局部總線控制器和局部總線實(shí)現(xiàn)對(duì)元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)元數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。并且，在高 數(shù)據(jù)傳輸速率情形下，PCI總線難以滿足需求，因此，本實(shí)用新型中采用PCIe總線與數(shù)據(jù)閃 存存儲(chǔ)設(shè)備連接；采用PCIe總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸為已有的技術(shù)，這里不過(guò)多贅述。進(jìn)一步地，所述元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備包括元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)器和磁阻隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ) 器(MRAM，Magnetoresistive Random Access Memory)；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入 所述MRAM進(jìn)行緩存，再將一段時(shí)間內(nèi)緩存的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)器；圖中，用Nor flash表示元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)器。目前使用的MRAM的寫(xiě)周期為35ns，其容量最大為4MB，MRAM可用作斷電防護(hù)和文 件系統(tǒng)一致性檢測(cè)使用；MRAM具有斷電非易失性，如果突然斷電，MRAM可以保存斷電前存 儲(chǔ)在其中的元數(shù)據(jù)，從而起到斷電防護(hù)的作用；并且，重新上電后，MRAM還可以將其中保存 的元數(shù)據(jù)與Nor Flash中保存的元數(shù)據(jù)進(jìn)行一致性校驗(yàn)，檢測(cè)MRAM中保存的元數(shù)據(jù)是否已 經(jīng)寫(xiě)入到Nor Flash，如果還未寫(xiě)入，則將MRAM中保存的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入到Nor Flash中。
4[0022]進(jìn)一步地，所述元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備還可以包括主元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和備元數(shù) 據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，圖中虛線部分示出了備元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，中央控制器 將文件的元數(shù)據(jù)同時(shí)寫(xiě)入所述主元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和所述備元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；在讀 取文件時(shí)，中央控制器從主元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，當(dāng)主元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備出 現(xiàn)故障時(shí)，從備元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)。這樣，增加了元數(shù)據(jù)的安全性?，F(xiàn)有的記錄儀中，在閃存存儲(chǔ)設(shè)備中存儲(chǔ)了元數(shù)據(jù)的地址列表，該地址列表中包 含了文件名與相應(yīng)元數(shù)據(jù)地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)需要讀取某一文件時(shí)，根據(jù)輸入的文件 名，在地址列表中查詢出相應(yīng)的元數(shù)據(jù)地址；通過(guò)元數(shù)據(jù)地址尋址到元數(shù)據(jù)后，再根據(jù)尋址 到的元數(shù)據(jù)包含的數(shù)據(jù)地址尋址到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后讀取數(shù)據(jù)。在地址列表中進(jìn)行查詢時(shí)， 需要將輸入的文件名與地址列表中包含的文件名進(jìn)行一一對(duì)比，以找出與輸入的文件名相 同的文件名，進(jìn)而查詢出相應(yīng)的元數(shù)據(jù)地址，該查找方式速度較慢。為了進(jìn)一步提高查找元數(shù)據(jù)的速度，本實(shí)用新型中，可以對(duì)元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備 中保存的元數(shù)據(jù)地址采用檢索方式進(jìn)行管理，具體地，將文件名按照檢索關(guān)鍵字建立相應(yīng) 的索引；這樣，在獲知文件名后，根據(jù)建立的索引便可查詢出相應(yīng)的元數(shù)據(jù)地址。下面以對(duì) 元數(shù)據(jù)地址進(jìn)行B+-樹(shù)方式建立索引為例進(jìn)行說(shuō)明，該方式的檢索復(fù)雜度為logbN，b為 B+-樹(shù)中節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)，N為元數(shù)據(jù)地址的個(gè)數(shù)；B+-樹(shù)為現(xiàn)有的檢索方式，這里不多贅述。由 于采用檢索方式對(duì)元數(shù)據(jù)地址進(jìn)行管理以查詢出元數(shù)據(jù)地址，相比于采用常規(guī)方式進(jìn)行元 數(shù)據(jù)地址的查詢具有速度快的特點(diǎn)，從而，提高了讀取數(shù)據(jù)的速度。進(jìn)一步地，對(duì)數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備可采用組(group)方式進(jìn)行管理。下面以數(shù)據(jù)閃 存存儲(chǔ)設(shè)備的容量為2TB的情況對(duì)組方式進(jìn)行說(shuō)明，具體地，可以按照4GB為每組容量對(duì)閃 存存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行劃分。寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)可以將同類(lèi)文件盡量寫(xiě)入到指定的組中；并且，可以盡量 保證數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間上的局部性，也就是將在某一時(shí)間段內(nèi)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)盡量存入連續(xù)的 組中；這樣可提高讀取數(shù)據(jù)的速度。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組方式管理為現(xiàn)有的技術(shù)，這里不過(guò)多贅 述。進(jìn)一步地，對(duì)元數(shù)據(jù)可采用日志式文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行管理，日志式文件系統(tǒng) 也就是，按照日志方式向元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備寫(xiě)入元數(shù)據(jù)；具體實(shí)現(xiàn)日志式文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 方式時(shí)，需要在MRAM中先緩存元數(shù)據(jù)，再將元數(shù)據(jù)從MRAM中寫(xiě)入到Nor Flash中。日志式 文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式為現(xiàn)有的技術(shù)，這里不過(guò)多贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種記錄儀，其特征在于，該記錄儀包括中央控制器，以及與中央控制器連接的元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)將文件的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；讀取文件時(shí)，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，再根據(jù)讀取的元數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于，所述中央控制器包括局部總線控制器和 周邊元件互連擴(kuò)展總線控制器，所述局部總線控制器通過(guò)局部總線對(duì)元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備 進(jìn)行元數(shù)據(jù)讀寫(xiě)，所述周邊元件互連擴(kuò)展總線控制器通過(guò)周邊元件互連擴(kuò)展總線對(duì)數(shù)據(jù)閃 存存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。
3.如權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于，所述元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備包括元數(shù)據(jù)閃 存存儲(chǔ)器和磁阻隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述磁阻隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器進(jìn)行緩存，再將一段時(shí)間內(nèi) 緩存的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)器。
4.如權(quán)利要求1所述的記錄儀，其特征在于，所述元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備包括主元數(shù)據(jù) 閃存存儲(chǔ)設(shè)備和備元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)同時(shí)寫(xiě)入所述主元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和所述備元數(shù)據(jù)閃 存存儲(chǔ)設(shè)備；在讀取文件時(shí)，中央控制器從主元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，當(dāng)主元數(shù)據(jù) 閃存存儲(chǔ)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，從備元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種記錄儀，該記錄儀包括中央控制器，以及與中央控制器連接的元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫(xiě)入元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備，同時(shí)將文件的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備；讀取文件時(shí)，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，再根據(jù)讀取的元數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)閃存存儲(chǔ)設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型提供的記錄儀能夠加快寫(xiě)入文件的速度。
文檔編號(hào)G11C16/26GK201765841SQ20102023290
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者劉建東, 劉心泉, 張小宇, 武國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京國(guó)科環(huán)宇空間技術(shù)有限公司