固态硬盘SSD性能分析及RAID 0方案设计

针对SATA II接口300 MB/s的最大极限传输速度,为突破其瓶颈,提出了一种基于固态硬盘的RAID 0阵列存储方案,使得固态硬盘在SATA II接口下的传输性能达到更高。首先使用两片英睿达CRUCIAL容量为256 GB的SSD固态硬盘单独挂载在SATA II接口下测得传输性能;然后设置主板RAID模式,将其组建RAID得到Volume0,同样测得传输性能;最后通过对比测试,RAID 0 SSD整体的持续读写性能明显优于单盘SSD。性能测试结果表明,SSD在数据的读取写入、突发传输速率等方面都远优于传统机械硬盘,RAID 0更能使得SSD的性能达到最大,突破SATA II接口的峰值传输速度。

基于SATA 3.0的高速大容量嵌入式存储阵列控制器

在遥感、通信等高端电子系统中,经常会有大带宽的海量数据存储需求。在当前大数据形势下,其他嵌入式系统对数据存储的容量与带宽要求也越来越高。针对以上应用,本文提出了一种基于FPGA的SATA 3.0存储阵列控制器,通过合理设计分层架构以及通道扩展方式,提高了阵列控制器的跨平台移植能力、升级能力、模块复用能力和环境适应能力,弥补了专用RAID控制芯片依赖于计算机而不适合嵌入式系统的缺陷。本阵列控制器完全采用Xilinx公司的Kintex-7系列FPGA实现,外接8块SSD实现通道扩展,并且利用Micro Blaze实现了对控制器的自动测试。最终设计实现的阵列控制器,存储容量达4TB,写入带宽达3.3 GB/S,读出带宽达3.4 GB/S,能在-40~60℃的工业化环境中正常工作。

基于SATA接口固态硬盘的大容量存储系统设计

为满足嵌入式设备日益增长的数据存储与管理需求,文中设计了一种基于FPGA的SATA3.0存储阵列控制器。该方案不仅显著提升了系统的跨平台能力与升级能力,还增强了模块的复用性和环境适应性。在实现细节上,选用Xilinx Kintex-7 FPGA作为核心硬件,外接8块SSD以扩展通道数量,并通过MicroBlaze软核处理器实现了自动化测试。经过优化,该系统展现了卓越的性能参数:存储容量高达4TB,写入带宽达3.3 GB/S,读出带宽达3.4 GB/S。此外,该系统还表现出了极佳的环境适应性,能在-40~60℃的宽温范围内稳定工作,充分满足了工业化环境的需求。

基于工作负载感知的固态硬盘阵列系统的架构设计与研究

在RAID-0阵列中设计了一种基于冷热数据分离存储的固态硬盘阵列系统架构HA-RAID,并结合滑动窗口技术进行优化.其主要思想是,利用固定长度的滑动窗口将阵列系统中的盘划分为普通盘和热点盘,热点盘专门存放热数据,普通盘存放普通数据,且阵列中各盘的角色随着滑动窗口的移动而不断变化.在8块商用固态硬盘组成的RAID-0阵列系统上对HA-RAID予以实验分析.实验结果表明,相比于未引入冷热数据分离机制的原始RAID-0做法,HA-RAID可以将热数据相对均匀地存储到各个盘上,很好地实现了阵列系统级的负载和磨损均衡,从而将阵列中热点盘出现的比例降低到几乎为0.在真实的企业级工作负载下,相比原始RAID-0,HA-RAID减少12.01%～41.06%的平均响应时间,很好地实现了阵列系统级的I/O性能提升.

基于队列式缓存结构的视频图像存储算法

针对视频图像数据实时存储过程中普遍存在的丢帧问题,通过深入分析典型的存储算法,找出实时存储过程中视频图像数据丢失的原因:计算机在连续存储相同大小的文件时,存储速度在一定的范围内波动.本文采用队列式缓存结构有效地消除了存储速度波动所带来的影响,保证了在数据流速小于磁盘平均存储速度的前提下,高速视频图像数据的实时存储,解决了丢帧问题.实践验证了该算法的可行性与可靠性.

高速视频硬盘记录系统分析

为了提高视频记录速度,通过分析视频记录系统的数据通道,找出通道的瓶颈所在;通过研究文件大小与存储速度的关系,采用RAID0技术和文件合成与分割技术提高硬盘的存储速度,改善了系统的数据通道,最终达到了提高视频记录系统的整体速度。

图像存储与实时显示系统设计与实现

针对大面阵CCD摄像机需要实时无压缩记录的要求,在分析了数字视频的信号特点和SCSI系统数据传输过程的基础上,提出了利用FPGA将图像数据分路处理:一路原始图像数据经SCSI控制器以DMA方式直接写入SCSI磁盘阵列;另一路图像数据经过FPGA处理后由PCI接口进入计算机内存实时显示的设计方案。直接访问磁盘空间的存储方案指出了传统存储方案的不足,使用DMA技术解决该问题。并分析了SCSI磁盘存储时间,以及数据块大小对磁盘存储速度的影响。由于原始图像数据没有使用PCI接口,而是直接访问SCSI磁盘,其存储速度得到了很大提高,达到高速存储目的。实验结果表明,使用改进的存储方式,在输入图像分辨率为2K×2K,工作频率为25f/s时,SCSI速度存储速度达到1 200 Mb/s,存储系统工作稳定,可靠,很好地满足工程需求。

基于迁移的存储系统热点问题处理

针对存储系统中由于访问集中等原因引起系统性能下降的热点问题,提出了一种基于数据迁移的解决算法。通过对存储系统访问频率的统计以及迁移算法确定数据迁移的源地址和目标地址,通过迁移来消除热点。并通过模拟的环境和实验,结果表明算法有效地消除了系统出现的热点,并在一定程度均衡了负载,提高了系统性能。

天津通信财务安全认证系统

从系统的建设背景、设计思想,安全架构等方面介绍了在天津通信企业网多业务平台上通过各种安全技术手段建立的天津通信财务安全认证系统。