基于半導體存儲芯片K9WBG08U1M的大容量存儲器

　　2.2 存儲器訪(fǎng)問(wèn)控制接口

　　每塊存儲板的訪(fǎng)問(wèn)控制接口均可由兩片FPGA實(shí)現。 由于板上有100片存儲芯片K9WBG08U1M，而輸入/輸出總線(xiàn)只有一套，所以，對芯片的訪(fǎng)問(wèn)需要通過(guò)總線(xiàn)驅動(dòng)和譯碼邏輯來(lái)實(shí)現。該邏輯可由ALTERA公司的Cyclong系列FPGA實(shí)現，具體型號為EP2C35F67218，它同時(shí)可通過(guò)EBIU總線(xiàn)與DSP進(jìn)行數據交換。存儲芯片寫(xiě)入或讀出的數據需通過(guò)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(huì )導致負載過(guò)大而無(wú)法工作，所以，可將存儲芯片4個(gè)一組，共用一套EP2C35的I/O引腳驅動(dòng)，以保證足夠的驅動(dòng)能力。來(lái)自總線(xiàn)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(xiàn)，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4TB，而拍攝的文件時(shí)長(cháng)和壓縮后的文件大小是不固定的，因此，根據Flash器件的固有特性，可構建一個(gè)適合管理NAND Flash存儲器的FAT文件系統，并通過(guò)改進(jìn)FAT表的存儲方式來(lái)延長(cháng)存儲器的使用壽命，提高系統存儲的穩定性。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，可在本系統中設計一個(gè)簡(jiǎn)單的文件記錄系統，包括文件名、存儲地址、文件大小、對應攝像機號、拍攝時(shí)間和時(shí)長(cháng)，記錄下來(lái)的信息可保存在FLASH中的FAT表項區域中，用于滿(mǎn)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(xiě)入

　　當中心控制分系統接收到開(kāi)始拍攝命令后，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送開(kāi)始命令給前端視頻采集系統，同時(shí)依照攝像機號和存儲陣列的對應關(guān)系發(fā)送開(kāi)始命令給存儲陣列，存儲陣列創(chuàng )建文件索引表項后，即開(kāi)始等待接收視頻數據，直到中心控制分系統接收到上位機發(fā)送的結束命令，再寫(xiě)入文件名、文件長(cháng)度等有關(guān)信息，從而完成一次文件寫(xiě)入過(guò)程。

　　3.2 文件下載

　　當有用戶(hù)需要瀏覽存儲在存儲陣列當中的文件信息時(shí)，上位機可發(fā)送瀏覽命令給中心控制分系統。由中心控制分系統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后，按照FIP下載格式回送給上位機顯示，用戶(hù)可以依據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，本文設計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控制。

　　3. 3 文件管理

　　事實(shí)上，NAND Flash存儲器有時(shí)也會(huì )出現位反轉現象，同時(shí)在使用中也可能會(huì )有壞損單元。因此，數據寫(xiě)入必須在空白的區塊或者擦除后的區塊中進(jìn)行，其底層技術(shù)要求以塊為單位進(jìn)行擦除，再按頁(yè)寫(xiě)入。如果在存儲陣列當中有無(wú)用的視頻數據，用戶(hù)可以按照需要選中相應的文件，提取出文件存放的地址參數后再進(jìn)行文件刪除操作?？紤]到存儲陣列的壽命問(wèn)題，要使每個(gè)芯片的使用概率大概相等，本設計采用順序存儲的格式來(lái)存放文件。但是，當刪除文件之后，就會(huì )在存儲陣列中留下大量的未用空白區域，使得存儲陣列的使用率大為降低，為此可在存儲陣列當中設計存儲陣列文件整理功能和格式化功能，當空白區域所占用的比例較高時(shí)，由上位機發(fā)送文件整理命令給中心控制分系統，以便中心控制分系統控制存儲陣列進(jìn)行文件整理操作，整理完成后回送狀態(tài)給上位機。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，以提高系統的可靠性。而在存儲陣列當中，當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 結束語(yǔ)

　　這種設計方便靈活，可以借鑒，以用來(lái)設計高速、大容量、高可靠性的電子存儲設備。事實(shí)上，針對本系統中要求容量大、可靠性高、使用環(huán)境惡劣等特點(diǎn)，本文所設計的系統能夠很好地滿(mǎn)足初始的預期效果，現在已經(jīng)在某型系統上得到了應用。