專利名稱：一種記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及存儲技術(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、合成孔徑雷達(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)量達到了 lGbps到4Gbps，導(dǎo)致 這些科學(xué)設(shè)備中的存儲設(shè)備的容量和寫入速率需求大幅增加。這些存儲設(shè)備采用傳統(tǒng)磁盤 時，由于傳統(tǒng)磁盤抗振性能差、讀寫速率慢等缺點，導(dǎo)致很難滿足以上需求。這些存儲設(shè)備 采用由閃存存儲設(shè)備組成的記錄儀時，由于閃存存儲設(shè)備通過并行和流水線技術(shù)組成與非 型閃存(NAND Flash)陣列，具有容量大、讀寫速率高、耗電小、抗振性能好等特點，因而，逐 漸成為記錄儀的首選。參見圖1，為現(xiàn)有技術(shù)中由閃存存儲設(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)的方式來管理存儲的數(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設(shè)備；在寫入文件時，中央控制器先將文件 的元數(shù)據(jù)寫入閃存存儲設(shè)備，再將文件的數(shù)據(jù)寫入閃存存儲設(shè)備；在讀出文件時，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)依次存儲到閃存存儲設(shè)備中，一個文件的元數(shù)據(jù)和 數(shù)據(jù)作為一個整體進行存儲。在閃存存儲設(shè)備中存儲的文件的元數(shù)據(jù)占用的空間較大，例如，對于文件分配表 (FAT, File Allocation Table) 32文件系統(tǒng)，500G的閃存存儲設(shè)備上占用的用于存儲元數(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PCI總線實現(xiàn)對 閃存存儲設(shè)備內(nèi)元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的讀寫。采用現(xiàn)有的由于需要將文件的元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)寫入一個閃存存儲設(shè)備，需要按照元 數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的順序先后寫入，元數(shù)據(jù)的訪問占用了數(shù)據(jù)寫入帶寬，這導(dǎo)致寫入速度慢；尤其 對于存儲文件數(shù)據(jù)較多的情況，缺點更加明顯，其速度將更慢。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種記錄儀，該記錄儀能夠加快寫入文件的速度。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 儲設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫入元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備，同時將文件的數(shù)據(jù)寫入數(shù) 據(jù)閃存存儲設(shè)備；讀取文件時，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲設(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)閃存存儲設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。從上述方案可以看出，本實用新型中，在記錄儀中設(shè)置存儲元數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)閃存 存儲設(shè)備和存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備，將元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個閃存存儲設(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)順序存入一個閃存存儲設(shè)備中；這樣，在寫入文 件時，可以同時寫入元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，加快了文件寫入的速度。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型中記錄儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖， 對本實用新型進一步詳細說明。本實用新型在記錄儀中設(shè)置存儲元數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備和存儲數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)閃存存儲設(shè)備，將元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分別存儲在兩個閃存存儲設(shè)備中，這樣，在寫入文件時， 可以同時寫入元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)，從而，加快了寫入文件的速度。參見圖2，為本實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)閃存存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備。中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫入元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備，同時將文件的數(shù)據(jù)寫入數(shù) 據(jù)閃存存儲設(shè)備；在讀取文件時，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲設(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)閃存存儲設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。進一步地，中央控制器包括周邊元件互連擴展(PCIe，Peripheral Component Interconnect Express)總線控制器，PCIe總線控制器與數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備連接，通過 PCIe總線實現(xiàn)對數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備內(nèi)數(shù)據(jù)的讀寫；中央控制器還包括局部總線控制器，局 部總線控制器通過局部總線與元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備連接，通過局部總線實現(xiàn)對元數(shù)據(jù)閃存 存儲設(shè)備內(nèi)數(shù)據(jù)的讀寫。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，本實用新型利用現(xiàn) 有的局部總線控制器和局部總線實現(xiàn)對元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備內(nèi)元數(shù)據(jù)的讀寫。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，本實用新型中采用PCIe總線與數(shù)據(jù)閃 存存儲設(shè)備連接；采用PCIe總線進行數(shù)據(jù)傳輸為已有的技術(shù)，這里不過多贅述。進一步地，所述元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備包括元數(shù)據(jù)閃存存儲器和磁阻隨機訪問存儲 器(MRAM，Magnetoresistive Random Access Memory)；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫入 所述MRAM進行緩存，再將一段時間內(nèi)緩存的元數(shù)據(jù)寫入元數(shù)據(jù)閃存存儲器；圖中，用Nor flash表示元數(shù)據(jù)閃存存儲器。目前使用的MRAM的寫周期為35ns，其容量最大為4MB，MRAM可用作斷電防護和文 件系統(tǒng)一致性檢測使用；MRAM具有斷電非易失性，如果突然斷電，MRAM可以保存斷電前存 儲在其中的元數(shù)據(jù)，從而起到斷電防護的作用；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)進行一致性校驗，檢測MRAM中保存的元數(shù)據(jù)是否已 經(jīng)寫入到Nor Flash，如果還未寫入，則將MRAM中保存的元數(shù)據(jù)寫入到Nor Flash中。
4[0022]進一步地，所述元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備還可以包括主元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備和備元數(shù) 據(jù)閃存存儲設(shè)備，圖中虛線部分示出了備元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；在寫入數(shù)據(jù)時，中央控制器 將文件的元數(shù)據(jù)同時寫入所述主元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備和所述備元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；在讀 取文件時，中央控制器從主元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，當主元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備出 現(xiàn)故障時，從備元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)。這樣，增加了元數(shù)據(jù)的安全性。現(xiàn)有的記錄儀中，在閃存存儲設(shè)備中存儲了元數(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)地址之間的對應(yīng)關(guān)系。當需要讀取某一文件時，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)。在地址列表中進行查詢時， 需要將輸入的文件名與地址列表中包含的文件名進行一一對比，以找出與輸入的文件名相 同的文件名，進而查詢出相應(yīng)的元數(shù)據(jù)地址，該查找方式速度較慢。為了進一步提高查找元數(shù)據(jù)的速度，本實用新型中，可以對元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備 中保存的元數(shù)據(jù)地址采用檢索方式進行管理，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 元數(shù)據(jù)地址進行B+-樹方式建立索引為例進行說明，該方式的檢索復(fù)雜度為logbN，b為 B+-樹中節(jié)點的個數(shù)，N為元數(shù)據(jù)地址的個數(shù)；B+-樹為現(xiàn)有的檢索方式，這里不多贅述。由 于采用檢索方式對元數(shù)據(jù)地址進行管理以查詢出元數(shù)據(jù)地址，相比于采用常規(guī)方式進行元 數(shù)據(jù)地址的查詢具有速度快的特點，從而，提高了讀取數(shù)據(jù)的速度。進一步地，對數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備可采用組(group)方式進行管理。下面以數(shù)據(jù)閃 存存儲設(shè)備的容量為2TB的情況對組方式進行說明，具體地，可以按照4GB為每組容量對閃 存存儲設(shè)備進行劃分。寫入數(shù)據(jù)時可以將同類文件盡量寫入到指定的組中；并且，可以盡量 保證數(shù)據(jù)在時間和空間上的局部性，也就是將在某一時間段內(nèi)寫入的數(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。對數(shù)據(jù)進行組方式管理為現(xiàn)有的技術(shù)，這里不過多贅 述。進一步地，對元數(shù)據(jù)可采用日志式文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方式進行管理，日志式文件系統(tǒng) 也就是，按照日志方式向元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備寫入元數(shù)據(jù)；具體實現(xiàn)日志式文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 方式時，需要在MRAM中先緩存元數(shù)據(jù)，再將元數(shù)據(jù)從MRAM中寫入到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)，這里不過多贅述。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 保護的范圍之內(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)閃存存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫入元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備，同時將文件的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；讀取文件時，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲設(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 周邊元件互連擴展總線控制器，所述局部總線控制器通過局部總線對元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備 進行元數(shù)據(jù)讀寫，所述周邊元件互連擴展總線控制器通過周邊元件互連擴展總線對數(shù)據(jù)閃 存存儲設(shè)備進行數(shù)據(jù)讀寫。
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)閃存存儲設(shè)備包括元數(shù)據(jù)閃 存存儲器和磁阻隨機訪問存儲器；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫入所述磁阻隨機訪問存儲器進行緩存，再將一段時間內(nèi) 緩存的元數(shù)據(jù)寫入所述元數(shù)據(jù)閃存存儲器。
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)閃存存儲設(shè)備包括主元數(shù)據(jù) 閃存存儲設(shè)備和備元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)同時寫入所述主元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備和所述備元數(shù)據(jù)閃 存存儲設(shè)備；在讀取文件時，中央控制器從主元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)，當主元數(shù)據(jù) 閃存存儲設(shè)備出現(xiàn)故障時，從備元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備讀取元數(shù)據(jù)。
專利摘要本實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)閃存存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；中央控制器將文件的元數(shù)據(jù)寫入元數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備，同時將文件的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)閃存存儲設(shè)備；讀取文件時，中央控制器從元數(shù)據(jù)閃存存儲設(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)閃存存儲設(shè)備讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。本實用新型提供的記錄儀能夠加快寫入文件的速度。
文檔編號G11C16/26GK201765841SQ20102023290
公開日2011年3月16日 申請日期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, 武國強 申請人:北京國科環(huán)宇空間技術(shù)有限公司