PCI Express接口的數據采集存儲系統方案

　　◇集成有單通道、全雙工2.5 Gbit/s傳輸的PCI Express端口;

　　◇可配置局部總線(xiàn)寬度，支持8位、16位和32位的總線(xiàn)方式;

　　◇支持數據總線(xiàn)、地址總線(xiàn)獨立和復用總線(xiàn)操作模式;

　　◇雙通道高性能的DMA數據傳輸可支持數據塊模式、分散/集中模式、硬連線(xiàn)數據傳輸模式和命令模式;

　　◇支持PCI Express規范中的端點(diǎn)和根復合體模式;

　　◇芯片小型封裝，適合緊湊的電路板設計。

　　本方案中主要使用DMA方式中的命令模式。在命令模式下，可以通過(guò)一對硬連線(xiàn)“DREQ”和“DACK”來(lái)控制傳輸，每一個(gè)DMA通道都有一對這樣的信號。當FIFO在被寫(xiě)滿(mǎn)或讀空時(shí)，命令模式將暫停操作。而當FIFO狀態(tài)改變以后，又可繼續行進(jìn)數據傳輸。

　　2.4 Raid磁盤(pán)陣列

　　從存儲容量、讀寫(xiě)速度和單位成本等方面綜合考慮，可以考慮利用多個(gè)硬盤(pán)組成Raid磁盤(pán)陣列來(lái)作為長(cháng)時(shí)高速采集系統的存儲載體。即把多塊容量、性能、品牌一致的硬盤(pán)組合起來(lái)形成一個(gè)硬盤(pán)組，從而提供比單個(gè)硬盤(pán)更高的讀寫(xiě)速率，以解決數據存儲容量的速度問(wèn)題。該方式的磁盤(pán)容量可以達到驚人的T字節級別，可充分滿(mǎn)足系統長(cháng)時(shí)間高速采集的需要。本系統采用Raid磁盤(pán)陣列控制卡，最高可連接8塊SATA II硬盤(pán)，本系統掛接了4塊西數500GSATAⅡ硬盤(pán)。用硬盤(pán)讀寫(xiě)速度測試軟件IOmeter可以測得：在256KByte塊傳輸模式下，磁盤(pán)寫(xiě)入速度可以達400MB/s以上，而這也符合系統DMA方式的數據傳輸模式，所以，在磁盤(pán)寫(xiě)入速度方面，該方式完全可以滿(mǎn)足系統應用需求。

　　3 性能測試

　　PLX SDK是由PLX公司提供的專(zhuān)門(mén)針對該公司生產(chǎn)的PCI Express接口芯片的軟件開(kāi)發(fā)工具包。當安裝完P(guān)LXSDK軟件后，再把PEX8311開(kāi)發(fā)板插入PCI Express插槽中，就可以用PLXMon對PEX8311的DMA模式下的數據傳輸進(jìn)行設置和分析。圖5所示是本系統的性能測試界面圖。

　　4 結束語(yǔ)

　　基于PCI Express總線(xiàn)技術(shù)和Raid磁盤(pán)技術(shù)研制的高速大容量數據存儲系統，其最高采樣速率可達210MHz，存儲容量為2TB。如果要擴展存儲容量，只需更換Raid磁盤(pán)陣列控制卡并增加硬盤(pán)數量即可。通過(guò)實(shí)際使用表明，該系統可以在50MHz采樣率下穩定、可靠、持續不間斷的完成數據的采集和存儲，而且操作方便，擴展性強，具有一定的工程應用價(jià)值和參考價(jià)值。