CN201765841U

CN201765841U - 一种记录仪

Info

Publication number: CN201765841U
Application number: CN2010202329078U
Authority: CN
Inventors: 武国强; 刘心泉; 张小宇; 刘建东
Original assignee: BEIJING GUOKEHUANYU SPACE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Beijing Guoke Huanyu Science and Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-06-12
Filing date: 2010-06-12
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2020-06-12

Abstract

本实用新型提供了一种记录仪，该记录仪包括中央控制器，以及与中央控制器连接的元数据闪存存储设备和数据闪存存储设备；中央控制器将文件的元数据写入元数据闪存存储设备，同时将文件的数据写入数据闪存存储设备；读取文件时，中央控制器从元数据闪存存储设备读取元数据，再根据读取的元数据从数据闪存存储设备读取相应的数据。本实用新型提供的记录仪能够加快写入文件的速度。

Description

一种记录仪

技术领域

本实用新型涉及存储技术，尤其涉及一种记录仪。

背景技术

一些科学设备，如高分辨率相机、合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)、高速模数转换器等，其采集和输出科学数据的数据量达到了1Gbps到4Gbps，导致这些科学设备中的存储设备的容量和写入速率需求大幅增加。这些存储设备采用传统磁盘时，由于传统磁盘抗振性能差、读写速率慢等缺点，导致很难满足以上需求。这些存储设备采用由闪存存储设备组成的记录仪时，由于闪存存储设备通过并行和流水线技术组成与非型闪存(NAND Flash)阵列，具有容量大、读写速率高、耗电小、抗振性能好等特点，因而，逐渐成为记录仪的首选。

参见图1，为现有技术中由闪存存储设备组成的记录仪的结构示意图，记录仪一般采用闪存映射层+通用文件系统的方式来管理存储的数据，通用文件系统中，文件包括元数据和数据，元数据包括创建该文件的时间、文件大小、数据地址等用于描述该文件的参数信息，所述数据地址表示存储数据的地址，根据该数据地址便可寻址到相应的数据。

该记录仪包括中央控制器和闪存存储设备；在写入文件时，中央控制器先将文件的元数据写入闪存存储设备，再将文件的数据写入闪存存储设备；在读出文件时，先读取文件的元数据，再根据元数据包含的数据地址寻址到相应的数据，读取寻址到的数据。采用现有的方案，需要将文件的元数据和数据依次存储到闪存存储设备中，一个文件的元数据和数据作为一个整体进行存储。

在闪存存储设备中存储的文件的元数据占用的空间较大，例如，对于文件分配表(FAT，File Allocation Table)32文件系统，500G的闪存存储设备上占用的用于存储元数据的空间为100MB，其占用了较大的空间。

图1还示出了中央控制器的具体结构，中央控制器包括周边元件互连(PCI，Peripheral Component Interconnect)总线控制器，PCI总线控制器通过PCI总线实现对闪存存储设备内元数据和数据的读写。

采用现有的由于需要将文件的元数据和数据写入一个闪存存储设备，需要按照元数据和数据的顺序先后写入，元数据的访问占用了数据写入带宽，这导致写入速度慢；尤其对于存储文件数据较多的情况，缺点更加明显，其速度将更慢。

发明内容

本实用新型提供了一种记录仪，该记录仪能够加快写入文件的速度。

一种记录仪，该记录仪包括中央控制器，以及与中央控制器连接的元数据闪存存储设备和数据闪存存储设备；

中央控制器将文件的元数据写入元数据闪存存储设备，同时将文件的数据写入数据闪存存储设备；读取文件时，中央控制器从元数据闪存存储设备读取元数据，再根据读取的元数据从数据闪存存储设备读取相应的数据。

从上述方案可以看出，本实用新型中，在记录仪中设置存储元数据的元数据闪存存储设备和存储数据的数据闪存存储设备，将元数据和数据分别存储在两个闪存存储设备中，而不像现有技术将文件的元数据和数据顺序存入一个闪存存储设备中；这样，在写入文件时，可以同时写入元数据和数据，加快了文件写入的速度。

附图说明

图1为现有技术中记录仪的结构示意图；

图2为本实用新型中记录仪的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型在记录仪中设置存储元数据的元数据闪存存储设备和存储数据的数据闪存存储设备，将元数据和数据分别存储在两个闪存存储设备中，这样，在写入文件时，可以同时写入元数据和数据，从而，加快了写入文件的速度。

参见图2，为本实用新型中记录仪的结构示意图，该记录仪包括中央控制器、与中央控制器连接的元数据闪存存储设备和数据闪存存储设备。

中央控制器将文件的元数据写入元数据闪存存储设备，同时将文件的数据写入数据闪存存储设备；在读取文件时，中央控制器从元数据闪存存储设备读取元数据，再根据读取的元数据从数据闪存存储设备读取相应的数据。

进一步地，中央控制器包括周边元件互连扩展(PCIe，Peripheral Component Interconnect Express)总线控制器，PCIe总线控制器与数据闪存存储设备连接，通过PCIe总线实现对数据闪存存储设备内数据的读写；中央控制器还包括局部总线控制器，局部总线控制器通过局部总线与元数据闪存存储设备连接，通过局部总线实现对元数据闪存存储设备内数据的读写。

局部总线控制器和局部总线为中央控制器中现有的组成部分，本实用新型利用现有的局部总线控制器和局部总线实现对元数据闪存存储设备内元数据的读写。并且，在高数据传输速率情形下，PCI总线难以满足需求，因此，本实用新型中采用PCIe总线与数据闪存存储设备连接；采用PCIe总线进行数据传输为已有的技术，这里不过多赘述。

进一步地，所述元数据闪存存储设备包括元数据闪存存储器和磁阻随机访问存储器(MRAM，Magnetoresistive Random Access Memory)；中央控制器将文件的元数据写入所述MRAM进行缓存，再将一段时间内缓存的元数据写入元数据闪存存储器；图中，用Nor flash表示元数据闪存存储器。

目前使用的MRAM的写周期为35ns，其容量最大为4MB，MRAM可用作断电防护和文件系统一致性检测使用；MRAM具有断电非易失性，如果突然断电，MRAM可以保存断电前存储在其中的元数据，从而起到断电防护的作用；并且，重新上电后，MRAM还可以将其中保存的元数据与Nor Flash中保存的元数据进行一致性校验，检测MRAM中保存的元数据是否已经写入到Nor Flash，如果还未写入，则将MRAM中保存的元数据写入到Nor Flash中。

进一步地，所述元数据闪存存储设备还可以包括主元数据闪存存储设备和备元数据闪存存储设备，图中虚线部分示出了备元数据闪存存储设备；在写入数据时，中央控制器将文件的元数据同时写入所述主元数据闪存存储设备和所述备元数据闪存存储设备；在读取文件时，中央控制器从主元数据闪存存储设备读取元数据，当主元数据闪存存储设备出现故障时，从备元数据闪存存储设备读取元数据。这样，增加了元数据的安全性。

现有的记录仪中，在闪存存储设备中存储了元数据的地址列表，该地址列表中包含了文件名与相应元数据地址之间的对应关系。当需要读取某一文件时，根据输入的文件名，在地址列表中查询出相应的元数据地址；通过元数据地址寻址到元数据后，再根据寻址到的元数据包含的数据地址寻址到相应的数据，然后读取数据。在地址列表中进行查询时，需要将输入的文件名与地址列表中包含的文件名进行一一对比，以找出与输入的文件名相同的文件名，进而查询出相应的元数据地址，该查找方式速度较慢。

为了进一步提高查找元数据的速度，本实用新型中，可以对元数据闪存存储设备中保存的元数据地址采用检索方式进行管理，具体地，将文件名按照检索关键字建立相应的索引；这样，在获知文件名后，根据建立的索引便可查询出相应的元数据地址。下面以对元数据地址进行B+-树方式建立索引为例进行说明，该方式的检索复杂度为logbN，b为B+-树中节点的个数，N为元数据地址的个数；B+-树为现有的检索方式，这里不多赘述。由于采用检索方式对元数据地址进行管理以查询出元数据地址，相比于采用常规方式进行元数据地址的查询具有速度快的特点，从而，提高了读取数据的速度。

进一步地，对数据闪存存储设备可采用组(group)方式进行管理。下面以数据闪存存储设备的容量为2TB的情况对组方式进行说明，具体地，可以按照4GB为每组容量对闪存存储设备进行划分。写入数据时可以将同类文件尽量写入到指定的组中；并且，可以尽量保证数据在时间和空间上的局部性，也就是将在某一时间段内写入的数据尽量存入连续的组中；这样可提高读取数据的速度。对数据进行组方式管理为现有的技术，这里不过多赘述。

进一步地，对元数据可采用日志式文件系统结构方式进行管理，日志式文件系统也就是，按照日志方式向元数据闪存存储设备写入元数据；具体实现日志式文件系统结构方式时，需要在MRAM中先缓存元数据，再将元数据从MRAM中写入到Nor Flash中。日志式文件系统结构方式为现有的技术，这里不过多赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims

1.一种记录仪，其特征在于，该记录仪包括中央控制器，以及与中央控制器连接的元数据闪存存储设备和数据闪存存储设备；

2.如权利要求1所述的记录仪，其特征在于，所述中央控制器包括局部总线控制器和周边元件互连扩展总线控制器，所述局部总线控制器通过局部总线对元数据闪存存储设备进行元数据读写，所述周边元件互连扩展总线控制器通过周边元件互连扩展总线对数据闪存存储设备进行数据读写。

3.如权利要求1所述的记录仪，其特征在于，所述元数据闪存存储设备包括元数据闪存存储器和磁阻随机访问存储器；

中央控制器将文件的元数据写入所述磁阻随机访问存储器进行缓存，再将一段时间内缓存的元数据写入所述元数据闪存存储器。

4.如权利要求1所述的记录仪，其特征在于，所述元数据闪存存储设备包括主元数据闪存存储设备和备元数据闪存存储设备；

中央控制器将文件的元数据同时写入所述主元数据闪存存储设备和所述备元数据闪存存储设备；在读取文件时，中央控制器从主元数据闪存存储设备读取元数据，当主元数据闪存存储设备出现故障时，从备元数据闪存存储设备读取元数据。