一种新型商用星载固态存储器设计研究

为了解决传统卫星平台配套使用的星载固态存储器通用性弱、研制周期长、难以适应商业卫星短周期、低成本的应用需求问题,设计了一种可按虚拟信道(VCID)与地址灵活存储和点播的通用型固态存储器。为了验证方案的可行性,利用Libero+Modelsim构建了软件验证平台进行仿真验证,并设计了测试电路,仿真和实测结果均表明,新型固态存储器可实现按VCID选择和地址区间随机点播回放的功能,数据收发准确可靠,提升了产品应用灵活性和普适性。

Linux平台远程逻辑卷复制系统的设计

提出了一种Linux平台上远程逻辑卷复制系统的设计方案,论述了它的系统结构及实现方法。该系统不依赖于特殊的存储设备或网络,在复制过程中通过保持主、从两端逻辑卷上数据块的更新顺序来保证数据一致性。系统支持同步和异步两种复制模式,可以适合不同的应用环境,为实现通用、经济的远程数据容灾系统提供了可能。

采用位表的块级持续数据容灾系统研究

提出了一种在块级持续数据容灾系统中建立备份位表和恢复位表的方法,有效消除数据恢复过程中冗余读写操作,提高了数据恢复的效率。实验证明,采用位表的块级持续数据容灾系统可以快速地将被保护数据卷恢复到之前任意时刻的正确状态。

Linux平台远程逻辑卷复制系统的灾难恢复策略

在存储管理中,数据保护是重要的一环。本文提出了一种基于Linux平台远程逻辑卷复制系统的灾难恢复策略,并论述了它的基本原理及实现方法。该灾难恢复策略保证了本地系统的数据卷在遭受灾难的情况下,可以被远程系统进行接管,并在适当时候根据远程数据卷实现本地数据的有效恢复,大大提高了数据保护能力,并在一定程度上降低了管理开销。

设备复制系统的日志机制研究

设备复制系统采用数据复制技术实现数据容灾,而日志机制是整个系统的核心和基础。本文在分析借鉴文件系统和数据库系统日志的基础上,提出了一个满足设备复制系统特点和设计要求的日志机制,并重点围绕日志的组织结构、生成方式、访问方式以及溢出、修正等特殊情况的处理方法进行了论述。原型实验表明,该日志机制在设备复制系统得到了较好实现,为数据复制提供了保障。

我国相变存储器的研究现状与发展前景

介绍了我国相变存储器的研究现状及面临的关键问题。提出了我国相变存储器的发展思路和目标:加强新型材料和器件结构等方面的基础研究,形成创新性的成果,同时加强专利战略布局;加强与国内半导体公司的合作,共同推进相变存储器的产业化进程;探索相变存储器的新应用领域,寻求在通信、金融、交通、医疗、身份证等领域的应用。

一种基于NVMeoF存储池的分域共享并发存储架构

E级计算和大数据时代,为了充分利用超级计算机系统的并行计算能力,许多大数据应用程序在高性能计算HPC系统上运行,超级计算机的I/O模式更趋复杂,I/O瓶颈问题日益严峻。当前基于闪存的存储阵列或存储服务器已逐步应用在高性能计算机的并行存储系统中,但传统存储体系结构、I/O协议软件栈和存储网络的较高延迟使得新型存储介质不能发挥性能优势,存储系统依然存在I/O访问延迟高、并发I/O吞吐率和瞬发I/O(Burst I/O)带宽受限的问题。针对上述问题和技术挑战,提出了一种基于非易失存储介质NVM的分域共享并发存储架构,设计了一种支持NVMeoF网络存储的Burst I/O缓冲存储池NV-BSP,实现了虚拟化存储池资源管理、基于天河高速互连网的NVMeoF网络存储通信等关键技术,具有横向和纵向扩展能力,可有效支持面向特定计算任务的Burst I/O加速和低延迟远程存储访问。基于HPC和大数据应用程序混合运行性能分析模型,提出了一种混合应用程序QoS控制策略。小规模验证系统上的性能测评结果表明:NV-BSP存储池的读写性能可随并发I/O处理线程数良好扩展;与Linux操作系统自带的MD-RAID相比具有明显的性能优势;相比本地I/O访问,基于天河互连网络的NVMeoF远程存储读写延迟仅增加了59.25μs和54.03μs。通过计算与存储分离,NV-BSP在提供堪比本地存储池性能的同时,提高了系统存储资源动态调配的灵活性和系统可靠性。

一种块级别多模式数据容灾模型

提出一种基于Linux平台逻辑卷管理系统的块级别多模式数据容灾模型,论述了其系统结构与工作流程,并详细讨论了快照数据备份、连续数据保护、远程数据复制3种容灾模式的工作原理与关键技术。

基于数据差异的CDP邻近时间点恢复

块级CDP系统无法提供有明确语义信息的可恢复时间点,用户难免需执行多次恢复才能获得有效数据。若对每次恢复都使用传统算法,会耗费大量时间与开销。目标时间点相邻较近的两次恢复,其有效数据间存在少量差异。将邻近时间点恢复划分为4种类型,给出一种用"位表"标记差异数据块、把多余数据剔除、缺少数据写入的"差异算法"。原型实验表明,该算法能够提供正确的邻近时间点恢复,其效率优于传统算法,且差异数据量更小,效率更高。

基于存储环境感知的重复数据删除算法优化

在备份和归档等存储应用中产生的重复数据在存储空间和能耗上造成的浪费问题日益突出,如何删除重复数据已成为当前存储领域中的研究热点。CDC(Content-Defined Chunking)是一种适用于多种应用环境的重复数据删除算法,但缺乏针对具体应用环境的优化。通过对存储环境进行感知和分析,为CDC算法提出了两个参数选择约束条件:(1)根据存储设备中的数据块存储方式来选择平均分块大小等参数;(2)根据数据的分块边界分布特性来选择分块边界特征值参数。实验表明,与无约束条件的CDC算法相比,这两个约束条件在4个实验数据集上平均可提高16.3%的数据缩减比。

基于生存期的云存储元数据缓存算法

针对元数据管理子系统成为云存储中性能瓶颈的问题,研究了云存储元数据缓存算法.在分析元数据被访问特性的基础上,提出了元数据缓存生存期的概念;依据云存储的特性设计了元数据缓存生存期的计算规则,给出了基于生存期的元数据调出策略和元数据缓存写回策略,提高了云存储元数据管理的效率;分析了基于生存期元数据缓存算法适应用户访问特性的能力,讨论了使用基于生存期元数据缓存算法后如何保证元数据一致性的问题;使用基于生存期元数据缓存算法,实现了云存储元数据缓存原型系统,并使用通用数据集和测试工具进行了测试与分析.结果表明,该算法能提高云存储15%的I/O速度和16%的操作处理速度.

远程数据备份系统中的日志延迟保护机制研究

远程数据备份系统是实现数据容灾的一个重要前提,而日志机制是备份系统的基础.在远程数据备份系统日志结构的基础上,针对已有日志机制的不足,提出了一种延迟保护策略.讨论了该策略的实现,并结合相关测试数据设计了一种自适应算法.延迟保护策略在远程数据备份系统中得到了很好的实现,原型实验表明,该策略能减小主从数据相位差,避免日志溢出,较好地保护了系统的日志结构,提高了数据的可恢复性.

基于SPI协议的MMC卡读写机制的实现

多媒体卡 (MMC)是在多媒体领域被应用很广的外部存储介质 ,可是大多数微处理器 (MCU)并没有专门的多媒体卡控制器。串行外设接口 (SPI)协议是被广泛支持的总线协议 ,仅需四根线就可以完全解决读写的问题。多媒体卡的串行外设模式给了不具有多媒体卡控制器而需要读写多媒体卡的微处理器另一种选择 ,它通过串行外设接口总线与多媒体卡相连 ,并支持多媒体卡模式下的大多是指令。该文介绍了串行外设接口协议的原理和多媒体卡的串行外设接口协议模式的特殊性 ,最后通过DPS5 685 8平台实现。虽然在速度上比用多媒体卡控制器实现略慢 ,可是已经完全能够满足大多数的应用场合。

基于遗传算法的RAID磁盘阵列中磁盘负载均衡方法

该文对RAID磁盘阵列内逻辑磁盘和物理磁盘之间的映射和负载关系进行分析,提出了一种基于遗传算法的物理磁盘间负载均衡方法,以提高磁盘阵列的吞吐量。仿真实验证明该方法是有效的。

基于CH341A的USB串口通讯设计

为解决当前计算机串行通讯接口只有USB,难以满足旧型号设备或某些单片机要求RS232通讯的问题,设计出两款RS232/USB电路。采用CH341A与MAX223集成电路芯片构建标准9线RS232/USB通用接口转换器,无需编程。采用CH341A与PIC16F877A构建单片机与计算机之间的USB通讯电路,软件遵循RS232通讯协议,硬件进行电平转换。实际使用表明,这两款产品与计算机端Windows操作系统下的串口应用程序完全兼容,且通讯过程中无握手失败现象。

基于LPC2131的SD卡MP3播放器的设计

利用PHILIPS公司的LPC2131微处理器和VLSI公司的VS1003音频解码芯片设计了一种采用SD卡作为存储介质的MP3播放器,实现了MP3播放器中播放单元与存储单元的分离,解决了MP3播放器内存容量受限的问题.

冷数据集中的流媒体存储系统节能方法

快速增长的数据量使流媒体存储系统在降低能耗方面遇到严峻的挑战,而针对流媒体应用而进行的节能方法的研究还很少。在对流媒体存储系统的节能问题进行详细建模的基础上,定量地分析了数据分布对节能和流媒体服务质量的影响,发现只有冷门数据的分布对节能的贡献最大,而且对服务质量的负面影响最小。提出了一种冷数据集中的节能方法,亦即将最冷的一部分数据集中存储在部分磁盘上来优化节能效果。实验表明,冷数据集中的节能算法在保障服务质量的前提下,使流媒体存储系统的节能效果获得了显著的提升。

数据容灾系统RPR传输协议的研究与设计

数据容灾的基础是可实现数据远程在线复制。远程分区复制系统RPR是在W indows核心模式下的数据复制容灾软件系统,深入讨论了对其性能有至关重要影响的传输协议的设计与实现,并分析了这个协议具有的实现错误状态恢复以及保证数据一致性的容灾特性。

基于LVM的容灾系统传输协议的实现

本文首先介绍了作者基于Linux的逻辑卷管理系统(LVM)开发的一个数据容灾系统:逻辑卷复制器(LogicVolumeReplicator,简称为LVR)。传输协议是这个系统中对它的性能有至关重要影响的组成部分。我们从协议层次,连接通路,报文设计三个方面对它进行了讨论。我们围绕实现错误状态恢复、保持数据的一致性,以及接管(failover)和恢复(failback)这三个容灾系统特性分析了这个协议的实现流程。最后,我们给出了这个协议的评价。

嵌入式系统中基于SPI协议的SD卡扩展实现

介绍了在嵌入式系统中一种基于SPI协议实现对SD卡的扩展方法,结合Fat Fs文件系统,使小型嵌入式系统也能容易、方便地扩展大容量存储器。并在STM32上成功移植,打开SD卡中TXT文本,并通过串口输出文本中的内容。