复合硬盘的结构设计及其关键技术研究

发布时间：2020-10-29 21:51

　　 复合盘技术充分融合了硬盘的容量大和FLASH的速度快,功耗低的特性。对于移动计算设备来说,电池使用时间太短是一个致命的问题,而复合盘的低功耗能很好的解决这一问题。同时它也能提高计算设备开/关机速度,常用应用程序的启动速度和数据的访问速度等等性能。 复合盘是硬盘和FLASH的有机结合,将FLASH作为主存和硬盘之间的缓存,系统可将用户的常用数据和程序存放在FLASH中。该系统采用北京博创科技有限公司的UP-NETARM2410S开发板作为开发环境,外接上硬盘和U盘模拟复合盘的实现。系统利用了嵌入式开发技术,结合硬盘缓存理论,通过ARM9技术和UCOSII操作系统来实现对硬盘和FLASH的控制,实现读写硬盘扇区,读写FLASH扇区的操作以及硬盘和FLASH的数据交换操作;将FLASH空间划分为读缓存和写缓存,利用HASH表来实现FLASH数据的查找以提高查找效率;根据不同的数据特点来提供不同的读预取策略和采用最近最不常用调度算法(least frequency used,LFU)提高读操作的命中率,对于写操作则直接写到FLASH中,将小写合成大写一次性写到硬盘以实现写缓存;改进了传统硬盘停转算法,增加了智能停转,读CACHE缺失和预起转措施使硬盘停转时间更长以降低功耗。试验证明该系统提高了存储系统的效率,降低了硬盘的功耗,提高了硬盘的抗震性和稳定性。 复合盘技术已经显现很好的技术优势,在系统性能、低功耗、抗震性、稳定性等方面超过传统硬盘,相信复合盘技术会有很好的应用前景。
【学位单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：TP333
【部分图文】：

4 复合盘和传统硬盘的性能比较PC World 近期率先测试了三星的一款 32GB 容量固态笔记本磁盘。除了三星GB 固态磁盘，希捷的两款 Monmentus 笔记本硬盘也参加了对比测试，分别是00.3 160GB 和 5400.2 120GB，其中前者采用垂直记录技术。图 2.1 是复合盘和统硬盘的机理比较示意图。

ASH占据了容量为1-16MB闪存市场的大部分，而NAND型的产品当中，这也说明了NOR主要应用在代码存储介质中NAND在CompactFlash,Secure Digital,Pc Cards和MMC存持FLASH上运行代码不需要任何的软件支持，而在NAND型通常需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序MTD（Mivers）。NAND型和NOR型FLASH在进行读写和擦除操作时成在FLASH芯片内部，它是对FLASH进行操作的接口)。硬件架构件架构如图 3.1 所示：包括嵌入式控制器，控制主板，传统硬盘通过 ATA 接口与控制主板相连，Dram Cache 是 2－8M，而 NVCache 大小一般有 256M 到 1G 大小。

图 4.4 硬盘驱动功能结构图 设备寄存器的 I/O 引脚，产生访问 CF 存储卡等 ATA 设备寄 设备寄存器的访问，为 ATA 指令执行提供接口函数硬件复位层提供的硬件接口，控制 CF 存储卡等 ATA 设备进化提供接口函数。探测层提供的硬件接口，探测 CF 存储卡等 ATA 设备支持 CF 存储卡等 ATA 设备的热插拔。初始化探测到有 CF 存储卡等 ATA 设备插入时，需要使信息。初始化设备信息是通过执行获取设备识别指执行
【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 陈东;;基于冗余CAN总线的分布式控制系统的研究与设计[J];安防科技;2008年03期

2 申红明;赵芙生;;基于LPC2138的嵌入式家庭智能监控系统[J];安防科技;2008年05期

3 王莉莉;吕芳;;基于ARM的汽车防盗报警系统设计[J];安防科技;2008年06期

4 韩国华;杜永贵;;基于ARM7的远程视频监控系统[J];安防科技;2009年11期

5 杨里;唐伦;陈前斌;;基于TD-SCDMA移动视频监控系统的反向控制[J];安防科技;2009年12期

6 冯飞雨;于春梅;胡立锋;;基于S3C2440的嵌入式远程视频监控系统的设计[J];安防科技;2011年03期

7 王义杰;;WINCE下I~2C总线对EEPROM读写的实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年03期

8 凤俊翔;;AGV小车TCP/IP通讯功能的设计与实现[J];安徽农业科学;2010年20期

9 高一久;;现场总线与以太网嵌入式网关设计[J];信息安全与技术;2011年04期

10 张艳艳;王慧博;;基于LPC2210微处理器的Bootloader的分析与设计[J];白城师范学院学报;2007年06期

相关博士学位论文 前10条

1 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年

2 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年

3 王颖锋;嵌入式系统节能调度算法研究与设计[D];西安电子科技大学;2010年

4 朱方;多信息融合模式分类方法研究及在公交客流识别系统中的应用[D];河北工业大学;2010年

5 胡风华;基于以太网的存储系统研究[D];中国科学院研究生院（计算技术研究所）;2005年

6 李慕君;基于PC/Windows环境的电力系统动态数字实时仿真系统研究[D];同济大学;2005年

7 程路;车辆动态称重技术研究[D];浙江大学;2008年

8 王彪;NASICON材料与微型气体传感器及检测系统的研究[D];吉林大学;2008年

9 胡静波;装载机容错线控转向系统研究[D];吉林大学;2008年

10 孙运全;STATCOM非线性H_2/H_∞混合控制与模块化嵌入式数字系统研究[D];江苏大学;2008年

相关硕士学位论文 前10条

1 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年

2 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年

3 张维;基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究[D];山东科技大学;2010年

4 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年

5 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年

6 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年

7 叶智祥;基于ARM的以太网转换器研究及应用[D];长春理工大学;2010年

8 刘健洪;基于ARM和CAN总线的染色机温度控制系统研究[D];浙江理工大学;2010年

9 徐航;基于S3C44BOX的工业用煤成份分析仪研究[D];郑州大学;2010年

10 蒋伟;基于S3C2410的恒温式自动量热仪的设计[D];郑州大学;2010年

本文编号：2861504