CN111638886B - 一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备 - Google Patents

一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111638886B
CN111638886B CN202010293186.XA CN202010293186A CN111638886B CN 111638886 B CN111638886 B CN 111638886B CN 202010293186 A CN202010293186 A CN 202010293186A CN 111638886 B CN111638886 B CN 111638886B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
main control
control module
fiber channel
storage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010293186.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111638886A (zh
Inventor
孙骥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Faith Information Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Faith Information Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Faith Information Technology Co ltd filed Critical Shanghai Faith Information Technology Co ltd
Priority to CN202010293186.XA priority Critical patent/CN111638886B/zh
Publication of CN111638886A publication Critical patent/CN111638886A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111638886B publication Critical patent/CN111638886B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F8/00—Arrangements for software engineering
    • G06F8/60—Software deployment
    • G06F8/61—Installation
    • G06F8/62—Uninstallation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/44—Arrangements for executing specific programs
    • G06F9/445—Program loading or initiating
    • G06F9/44594—Unloading
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Abstract

本发明公开了一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，至少包括：FPGA主控模块、光模块、地面卸载设备、mSATA固态电子盘，mSATA固态电子盘中存储有机载设备上的机载数据，FPGA主控模块内部具有一虚拟存储空间，该空间与mSATA固态电子盘对应，将mSATA固态电子盘中的数据统一在虚拟存储空间内；光模块与FPGA主控模块连接，对FPGA主控模块内存储的机载数据进行卸载；FPGA主控模块与地面卸载设备之间通过Fiber Channel进行远距离传输。本发明是基于FPGA实现Fiber Channel远程存储卸载，能够提高多主机间的数据存储性能，并且实现数据远距离的卸载；无需拆卸设备即可快速卸载数据到地面设备上，极大的降低了设备拆卸带来的损坏率，增加了设备的可靠性，降低了更换的经济成本。

Description

一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备
技术领域
本发明公开了一种飞机载荷平台的数据存储卸载技术，尤其涉及一种基于FiberChannel的机载与地面之间的数据存储、上传、卸载一体化功能的设备。
背景技术
随着飞机机载传感器的日益增多，产生了载荷平台的音视频数据、飞行参数记录等海量数据。现有的机载存储卸载设备属于外置型设备，受存储设备空间限制，需要对存储设备内的数据进行转移，当前转移方式是将机载存储介质拆卸，将数据导入到地面专用设备，这种机载存储卸载设备存在诸多缺陷，例如：需拆卸机载存储介质到地面专用设备导入，数据易损坏；存储容量小；传输距离短；功耗高，不易散热；异常断电后文件易损坏，数据易丢失，空地之间传输速率低；数据传输易收到复杂电磁环境影响产生误码等；而随着机载数据的日益庞大，到对机载海量数据的实时存储、空地数据高速互传提出了新的要求，原有的数据存储架构和空地数据传输带宽已经无法满足现有数据的要求。
因此，针对现有技术的缺陷，本领域的技术人员致力于开发一种基于FiberChannel的远程存储卸载设备，以解决机载海量数据的实时存储和高速传输问题。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，基于Fiber Channel总线可靠性高、带宽大、技术成熟的特点，解决机载海量数据的实时存储和高速传输问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，至少包括：FPGA主控模块、光模块、地面卸载设备、mSATA固态电子盘，其中，所述mSATA固态电子盘中存储有机载设备上的机载数据，所述FPGA主控模块内部具有一虚拟存储空间，该空间与所述mSATA固态电子盘对应，用于将所述mSATA固态电子盘中的数据统一在虚拟存储空间内，实现对机载数据的存储；所述光模块与所述FPGA主控模块连接，用于对所述FPGA主控模块内存储的机载数据进行卸载；所述FPGA主控模块与所述地面卸载设备之间通过Fiber Channel进行远距离传输，将所述光模块卸载的数据传输到地面卸载设备上，实现无需拆卸即可完成对机载数据卸载的目的。
进一步的，所述FPGA主控模块为半制定集成电路，其上具有可编程的逻辑阵列。
进一步的，所述FPGA主控模块上编辑有基于Fiber Channel协议与SRIO/PCIE协议转换功能的逻辑阵列，所述FPGA主控模块通过SRIO/PCIE协议实现与所述mSATA固态电子盘的连接，从而实现对机载数据的存储。
进一步的，所述mSATA固态电子盘中存储的机载数据由机载设备的操作主机传输并存储，所述操作主机内定义一种数据传输协议，用来承载读写擦除等功能的格式包，所述操作主机将要发送的命令和数据包构造好存放在所述操作主机的内存中，通知所述操作主机的存储模块通过DMA操作去获取，所述存储模块基于定义的数据传输协议，将格式包解析后，按照标准SATA协议分发至所述mSATA电子盘，完成数据的读写操作。
进一步的，所述mSATA固态电子盘由所述操作主机实现相应的文件系统，分配相应的读写地址。
进一步的，所述FPGA主控模块根据指令实现对多个读写地址的所述mSATA固态电子盘的机载数据进行读写操作。
进一步的，所述FPGA主控模板在内部实现相应的RAID算法(RAID0/1/01)将多块所述mSATA固态电子盘虚拟成统一的存储空间，对外体现为一块存储盘。
进一步的，所述FPGA主控模板内部根据所述操作主机的不同可以实现多主机的冲突检测控制功能。
进一步的，基于Fiber Channel的远程存储卸载设备至少还包括CPU模块和DDR内存。
通过实施上述基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，具有如下有益效果：
1.本发明技术方案基于FPGA主控模块实现Fiber Channel远程存储卸载，能够提高多主机间的数据存储性能，并且实现数据远距离的卸载，通过FPGA主控模块的编程逻辑实现了读写互斥操作，减少了用户上层应用软件的复杂程度，并且实现了高速存储和高速卸载；
2.本发明技术方案操作主机将数据存储到mSATA盘中，并通过FPGA主控模块转换，操作方便，地面卸载设备不需要拆卸存储设备即可完成mSATA固态电子盘中数据的卸载，这样减轻了每次卸载数据操作难度，数据安全性高，文件系统不易损坏；增加了设备的可靠性，降低了更换的经济成本；
3.本发明技术方案操作主机的存储模块通过DMA操作读取机载数据，减少操作主机CPU模块的占用率，提升操作主机的使用效率，同时提高传输效率和速度；
4.本发明技术方案中Fiber Channel总线传输，可实现远距离传输；
5.本发明技术方案功耗低，数据传输不受复杂电磁环境的干扰。
附图说明
图1为本发明实施例中远程存储卸载设备内部功能框图示意图；
图2为本发明实施例中远程存储卸载设备功能框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，至少包括：FPGA主控模块、光模块、地面卸载设备、mSATA固态电子盘，其中，mSATA固态电子盘中存储有机载设备上的机载数据，FPGA主控模块内部具有一虚拟存储空间，该空间与mSATA固态电子盘对应，用于将mSATA固态电子盘中的数据统一在虚拟存储空间内，实现对机载数据的存储；光模块与FPGA主控模块连接，用于对FPGA主控模块内存储的机载数据进行卸载；FPGA主控模块与地面卸载设备之间通过Fiber Channel进行远距离传输，将光模块卸载的数据传输到地面卸载设备上，实现无需拆卸即可完成对机载数据卸载的目的。
基于上述技术方案，采用如下实施例进行具体说明。
如图1和图2所示远程存储卸载设备。该远程存储设备通过快速连接设备与机载设备之间连接，远程存储设备至少包括FPGA主控模块、光模块、地面卸载设备、mSATA固态电子盘、CPU模块及DDR内存，其中，FPGA(Field Programmable Gate Array)主控模块为半定制电路中的典型集成电路，其本身含有数字管理模块、内嵌式单元、输出单元以及输入单元等，本技术方案在此基础上，FPGA主控模块上编辑有基于Fiber Channel协议与SRIO/PCIE协议转换功能的逻辑阵列，用来实现对机载数据的存储在。
光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分，发射端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号，从而实现数据的传输。
具体实现上，在板卡(PCB板)上光模块进行数据卸载，板卡上通过SRIO或PCIE总线与FPGA主控模块连接，用来完成数据的存储。
mSATA固态电子盘中存储有机载设备上的机载数据，mSATA固态电子盘中存储的机载数据由机载设备的操作主机传输并存储，操作主机内定义一种数据传输协议，用来承载读写擦除等功能的格式包，操作主机将要发送的命令和数据包构造好存放在操作主机的内存中，通知操作主机的存储模块通过DMA(Direct Memory Access，直接内存存取，是所有现代电脑的重要特色，它允许不同速度的硬件装置来沟通，而不需要依赖于CPU的大量中断负载)操作去获取，这样可以减少操作主机CPU的占用率，提升操作主机的使用效率，同时提高传输效率和速度，存储模块基于定义的数据传输协议，将格式包解析后，按照标准SATA协议分发至mSATA电子盘，完成数据的读写操作。
FPGA主控模块内部具有一虚拟存储空间，该空间与mSATA固态电子盘对应，用于将mSATA固态电子盘中的数据统一在虚拟存储空间内，实现对机载数据的存储，即在FPGA主控模块内部实现相应的RAID算法(RAID0/1/01)将多块mSATA固态电子盘虚拟成统一的存储空间，对外体现为一块存储盘。
FPGA主控模块通过SRIO/PCIE协议实现与mSATA固态电子盘的连接，mSATA固态电子盘由操作主机实现相应的文件系统，分配相应的读写地址，FPGA主控模块根据指令实现对多个读写地址的mSATA固态电子盘的机载数据进行读写操作。
FPGA主控模板内部根据操作主机的不同可以实现多主机的冲突检测控制功能。
FPGA主控模块与地面卸载设备之间通过Fiber Channel进行远距离传输，将光模块卸载的数据传输到地面卸载设备上，实现无需拆卸即可完成对机载数据卸载的目的。
本技术方案基于FPGA实现Fiber Channel远程存储卸载，能够提高多主机间的数据存储性能，并且实现数据远距离的卸载，通过FPGA主控模块底层逻辑实现了读写互斥操作，减少了用户上层应用软件的复杂程度，并且实现了高速存储和高速卸载，设备读写速度在450MB/s以上；设备操作方便，用户无需拆卸设备即可快速卸载数据到地面设备上，极大的降低了设备拆卸带来的损坏率，增加了设备的可靠性，降低了更换的经济成本。原设备的MTBF值(平均故障间隔时间)为2000小时，本技术方案设备MTBF值为10000小时以上。
需要补充说明的是，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何用途或者适应性变化，这些用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求书指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围的前提下进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (6)

1.一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，其特征在于，至少包括：FPGA主控模块、光模块、地面卸载设备、mSATA固态电子盘，其中，所述mSATA固态电子盘中存储有机载设备上的机载数据，所述FPGA主控模块内部具有一虚拟存储空间，该空间与所述mSATA固态电子盘对应，用于将所述mSATA固态电子盘中的数据统一在虚拟存储空间内，实现对机载数据的存储；所述光模块与所述FPGA主控模块连接，用于对所述FPGA主控模块内存储的机载数据进行卸载；所述FPGA主控模块与所述地面卸载设备之间通过Fiber Channel进行远距离传输，将所述光模块卸载的数据传输到地面卸载设备上，实现无需拆卸即可完成对机载数据卸载的目的，所述FPGA主控模块为半制定集成电路，其上具有可编程的逻辑阵列，所述FPGA主控模块上编辑有基于Fiber Channel协议与SRIO/PCIE协议转换功能的逻辑阵列，所述FPGA主控模块通过SRIO/PCIE协议实现与所述mSATA固态电子盘的连接，从而实现对机载数据的存储，所述mSATA固态电子盘中存储的机载数据由机载设备的操作主机传输并存储，所述操作主机内定义一种数据传输协议，用来承载读写擦除功能的格式包；所述操作主机将要发送的命令和数据包构造好存放在所述操作主机的内存中，通知所述操作主机的存储模块通过DMA操作去获取，所述存储模块基于定义的数据传输协议，将格式包解析后，按照标准SATA协议分发至所述mSATA电子盘，完成数据的读写操作。
2.如权利要求1所述的基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，其特征在于，所述mSATA固态电子盘由所述操作主机实现相应的文件系统，分配相应的读写地址。
3.如权利要求2所述的基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，其特征在于，所述FPGA主控模块根据指令实现对多个读写地址的所述mSATA固态电子盘的机载数据进行读写操作。
4.如权利要求1所述的基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，其特征在于，所述FPGA主控模板在内部实现相应的RAID算法(RAID0/1/01)将多块所述mSATA固态电子盘虚拟成统一的存储空间，对外体现为一块存储盘。
5.如权利要求1所述的基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，其特征在于，所述FPGA主控模板内部根据所述操作主机的不同可以实现多主机的冲突检测控制功能。
6.如权利要求1所述的基于Fiber Channel的远程存储卸载设备，其特征在于，基于Fiber Channel的远程存储卸载设备至少还包括CPU模块和DDR内存。
CN202010293186.XA 2020-04-15 2020-04-15 一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备 Active CN111638886B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010293186.XA CN111638886B (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010293186.XA CN111638886B (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111638886A CN111638886A (zh) 2020-09-08
CN111638886B true CN111638886B (zh) 2023-05-23

Family

ID=72328891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010293186.XA Active CN111638886B (zh) 2020-04-15 2020-04-15 一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111638886B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7716730B1 (en) * 2005-06-24 2010-05-11 Oracle America, Inc. Cryptographic offload using TNICs
CN104102457A (zh) * 2014-06-19 2014-10-15 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 一种多路数据高速转存装置
US9002798B1 (en) * 2013-02-11 2015-04-07 Symantec Corporation Systems and methods for remedying corrupt backup images of host devices
CN105183377A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 机载数据存储装置
CN108519857A (zh) * 2018-03-16 2018-09-11 中北大学 多源非格式化宽带数据高速海量格式化存储与特征保全方法
CN108809863A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 中国航空无线电电子研究所 一种基于afdx的机载数据存储资源分布式共享网络系统
CN109739833A (zh) * 2018-12-18 2019-05-10 山东超越数控电子股份有限公司 一种基于fpga的国产平台数据库加速系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7716730B1 (en) * 2005-06-24 2010-05-11 Oracle America, Inc. Cryptographic offload using TNICs
US9002798B1 (en) * 2013-02-11 2015-04-07 Symantec Corporation Systems and methods for remedying corrupt backup images of host devices
CN104102457A (zh) * 2014-06-19 2014-10-15 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 一种多路数据高速转存装置
CN105183377A (zh) * 2015-08-31 2015-12-23 中国航天科工集团第三研究院第八三五七研究所 机载数据存储装置
CN108809863A (zh) * 2017-05-05 2018-11-13 中国航空无线电电子研究所 一种基于afdx的机载数据存储资源分布式共享网络系统
CN108519857A (zh) * 2018-03-16 2018-09-11 中北大学 多源非格式化宽带数据高速海量格式化存储与特征保全方法
CN109739833A (zh) * 2018-12-18 2019-05-10 山东超越数控电子股份有限公司 一种基于fpga的国产平台数据库加速系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
阳再清 ; 刘关心 ; .无人机载高速摄录系统数据实时传输与存储.宇航计测技术.2013,(第06期),全文. *
陈臻 ; .基于RAID-5的机载阵列存储技术.舰船电子对抗.2017,(第05期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111638886A (zh) 2020-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103907088A (zh) 用于可扩展低时延固态驱动器接口的方法和装置
US9003119B2 (en) Control apparatus and method, and storage apparatus
CN112562121A (zh) 一种基于srio协议的存储数据和快速下载方法
CN103625647A (zh) 一种机载新型综合数据加载传输装置
CN113590528A (zh) 基于hp接口的多通道数据采集存储回放卡、系统及方法
US7225290B2 (en) ATA and SATA compliant controller
CN206411658U (zh) 一种基于FPGA的NandFlash存储系统
US20110202716A1 (en) Storage system and data writing method
CN101365115A (zh) 嵌入式实时网络视频监控系统
CN107168919A (zh) 一种弹载平台数据采集存储系统和方法
CN115344200A (zh) 一种基于NVMe接口的存储系统
CN204291206U (zh) 一种基于闪存阵列的高清视频数据记录仪
CN111638886B (zh) 一种基于Fiber Channel的远程存储卸载设备
CN104035731A (zh) 一种刀片式服务器的存储头结点
CN111124985A (zh) 一种移动终端只读控制方法及装置
CN106776403A (zh) 一种基于fpga的高速大容量存储系统及其实现方法
CN113436055A (zh) 一种小型化星上高速图像存储处理系统
KR101110309B1 (ko) ＰＣＩ－ｅ 버스 종단 저장장치를 위한 ＰＣＩ－ｅ 레이드 제어장치 및 그 를 이용한 시스템
CN211293916U (zh) 数据存储记录装置及航电系统数据采集与存储记录装置
CN116776398A (zh) 一种带自毁功能的数据记录系统
CN113076066B (zh) 大容量高速存储设备及其运行方法
CN112416830B (zh) 一种nvme与sata协议转换的实现电路
US20070005813A1 (en) Peripheral device and method for interpreting redefined frame information structure
CN113359841A (zh) 无人机异构载荷设备统一驱动模型
CN111984199A (zh) 一种并发大容量存储方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant