基于半導(dǎo)體存儲芯片K9WBG08U1M的大容量存儲器簡介

　　每塊存儲板的訪問控制接口均可由兩片F(xiàn)PGA實(shí)現(xiàn)。 由于板上有100片存儲芯片K9WBG08U1M，而輸入/輸出總線只有一套，所以，對芯片的訪問需要通過總線驅(qū)動和譯碼邏輯來實(shí)現(xiàn)。該邏輯可由ALTERA公司的Cyclong系列FPGA實(shí)現(xiàn)，具體型號為EP2C35F67218，它同時(shí)可通過EBIU總線與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。存儲芯片寫入或讀出的數(shù)據(jù)需通過EP2C35。由于板上有100片存儲芯片都連接到EP2C35的一套I/O引腳上，故會導(dǎo)致負(fù)載過大而無法工作，所以，可將存儲芯片4個(gè)一組，共用一套EP2C35的I/O引腳驅(qū)動，以保證足夠的驅(qū)動能力。來自總線的地址信號輸入到地址譯碼器，用于選擇存儲芯片。輸入為7位地址線，輸出存儲芯片選擇信號csl～csl00其具體接口連接如圖2所示。

　　3 文件管理

　　由于存儲陣列的存儲深度達(dá)4TB，而拍攝的文件時(shí)長和壓縮后的文件大小是不固定的，因此，根據(jù)Flash器件的固有特性，可構(gòu)建一個(gè)適合管理NAND Flash存儲器的FAT文件系統(tǒng)，并通過改進(jìn)FAT表的存儲方式來延長存儲器的使用壽命，提高系統(tǒng)存儲的穩(wěn)定性。但這因此需要對每次任務(wù)拍攝的視頻文件進(jìn)行管理，為此，可在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的文件記錄系統(tǒng)，包括文件名、存儲地址、文件大小、對應(yīng)攝像機(jī)號、拍攝時(shí)間和時(shí)長，記錄下來的信息可保存在FLASH中的FAT表項(xiàng)區(qū)域中，用于滿足基本的文件管理操作，如刪除、拷貝、剪切、下載、陣列格式化等。

　　3.1 文件寫入

　　當(dāng)中心控制分系統(tǒng)接收到開始拍攝命令后，可通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送開始命令給前端視頻采集系統(tǒng)，同時(shí)依照攝像機(jī)號和存儲陣列的對應(yīng)關(guān)系發(fā)送開始命令給存儲陣列，存儲陣列創(chuàng)建文件索引表項(xiàng)后，即開始等待接收視頻數(shù)據(jù)，直到中心控制分系統(tǒng)接收到上位機(jī)發(fā)送的結(jié)束命令，再寫入文件名、文件長度等有關(guān)信息，從而完成一次文件寫入過程。

　　3.2 文件下載

　　當(dāng)有用戶需要瀏覽存儲在存儲陣列當(dāng)中的文件信息時(shí)，上位機(jī)可發(fā)送瀏覽命令給中心控制分系統(tǒng)。由中心控制分系統(tǒng)按照與存儲陣列之間的協(xié)議發(fā)送瀏覽命令，存儲陣列從存儲器當(dāng)中取得保存的視頻文件記錄信息并生成文件列表，然后打包回送給中心控制分系統(tǒng)后，按照FIP下載格式回送給上位機(jī)顯示，用戶可以依據(jù)回送的信息列表選擇文件進(jìn)行下載操作。為了使下載速度和網(wǎng)絡(luò)傳輸速度匹配，本文設(shè)計(jì)了帶流量控制的下載模式，以使下載速度可以完全由中心控制分系統(tǒng)控制。

　　3. 3 文件管理

　　事實(shí)上，NAND Flash存儲器有時(shí)也會出現(xiàn)位反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，同時(shí)在使用中也可能會有壞損單元。因此，數(shù)據(jù)寫入必須在空白的區(qū)塊或者擦除后的區(qū)塊中進(jìn)行，其底層技術(shù)要求以塊為單位進(jìn)行擦除，再按頁寫入。如果在存儲陣列當(dāng)中有無用的視頻數(shù)據(jù)，用戶可以按照需要選中相應(yīng)的文件，提取出文件存放的地址參數(shù)后再進(jìn)行文件刪除操作。考慮到存儲陣列的壽命問題，要使每個(gè)芯片的使用概率大概相等，本設(shè)計(jì)采用順序存儲的格式來存放文件。但是，當(dāng)刪除文件之后，就會在存儲陣列中留下大量的未用空白區(qū)域，使得存儲陣列的使用率大為降低，為此可在存儲陣列當(dāng)中設(shè)計(jì)存儲陣列文件整理功能和格式化功能，當(dāng)空白區(qū)域所占用的比例較高時(shí)，由上位機(jī)發(fā)送文件整理命令給中心控制分系統(tǒng)，以便中心控制分系統(tǒng)控制存儲陣列進(jìn)行文件整理操作，整理完成后回送狀態(tài)給上位機(jī)。對于存放的比較重要的文件?？捎梦募截惷钤趲讉€(gè)存儲陣列之間進(jìn)行文件備份，以提高系統(tǒng)的可靠性。而在存儲陣列當(dāng)中，當(dāng)有用文件占有率很少但是文件又很多的情況下，可以拷貝出有效文件，然后對存儲陣列進(jìn)行格式化。

　　4 結(jié)束語

　　這種設(shè)計(jì)方便靈活，可以借鑒，以用來設(shè)計(jì)高速、大容量、高可靠性的電子存儲設(shè)備。事實(shí)上，針對本系統(tǒng)中要求容量大、可靠性高、使用環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠很好地滿足初始的預(yù)期效果，現(xiàn)在已經(jīng)在某型系統(tǒng)上得到了應(yīng)用。