分布式测试系统中数据存储管理系统研究
在本分布式测试系统实验时，所要存储管理的冲击波、水声信号等数据的大小、存储顺序都一定，是其典型特征。因此存储数据时可以按顺序方式存储，把每一类数据分别以一个文件的形式存储，用文件名把冲击波与水声信号等进行区别，并且每一文件有其唯一的编号ID。采集参数信息(如时间、通道、频率、点数、触发延时信息等)作为每个文件的头信息保存，事后数据分析处理时可先读取文件存储状态(包括所有存储文件的头信息)，然后可为事后分析处理数据提供便利。
3.2 文件系统的设计
文件系统的具体设计是根据系统资源环境和应用需求而定的，因此在具体的应用系统中文件系统会有不同的实现形式。
结合本课题的存储器特征：NAND Flash(Samsung K9F1208)是以页为单位存储、以块为单位擦除，写入速度快(典型200μs)、擦除速度慢(典型2 ms)。存储数据特征：文件大小是确定的，存储过程是顺序存储，且存储之后不会对数据进行再写入和随机读取与修改。NAND Flash构建一种基于块设备存储的文件系统，适合对本课题多次重复性实验数据进行有效存储与管理。基于块设备存储的文件系统是磁盘存储器常用的文件系统，典型的是FAT文件系统。FAT文件系统技术成熟、结构简单、系统资源开销小，结合本系统使用的NAND Flash特性，易于在本系统硬件平台(Atmel ATmega162单片机与Xilinx XC2C256-7 CPLD为核心控制)上实现。
由于NAND Flash不同于一般的磁盘存储器，在出厂时允许有一定数量的坏块，需对通用FAT文件系统做相应的修改，方可运用于本系统。在NAND Flash中建立无效块表，在该表内把所有块的状态标示出来(如可用0x00表示坏块、0xff表示有效块)，这样在之后的数据存储过程中，可防止把数据写到坏块，提高数据存储的可靠性。本文件系统由以下几部分组成：系统记录区、无效块表、文件登记表区、数据区。
本系统所用的NAND Flash是K9F1208，生产厂商设定的存储空间的第1区块必定是有效块。在设计时，将第1区块作为存储器的系统记录区，同时在此区块中建立无效块表、文件分配表、文件登记表。
①系统记录区：存放最重要的文件系统信息，如Flash存储器的类型、容量、版本信息等。
②无效块表：标示所有块的状态。无效块表存储在第1区块的第1页到第8页(共8页，每页512字节，512×8=4 096，可把FLash所有块状态标示出来)。系统调试结果如图4所示。
③文件登记表：存储每一个文件的文件头信息，存储在无效块表之后。K9F1208每页有512字节，每页存储一个文件的文件头信息。现每一文件头信息占30字节(其余系统可扩展使用)，主要包括文件名、ID号、长度、以及该文件存储在NAND Flash中的起始、结束块号物理地址。文件登记表的建立为系统查看所有存储数据提供便利，方便数据管理。根据文件登记表中文件存储在NAND FLash的首尾物理块地址信息，可随机读取少量文件数据分析，为系统因无线传输大量数据的瓶颈提供另一种解决方案。调试结果如图5所示。
④数据区域：用于存放数据，文件系统中，数据分配的最小单位是Flash存储器的一个基本擦除单元，即一个物理区块(16 KB)。
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