基于RAID技术的固态存储阵列系统的研究与设计
发布时间：2021-07-31 04:30
在数据采集、存储和处理的各个环节中,存储是一个支撑全局的基础性环节,但在诸如军工等关键应用领域中,基于磁盘的存储系统已无法同时满足性能和可靠性的要求。针对当前磁盘存储系统在军工等关键应用领域中所遇到的问题和面临的挑战,本文提出固态存储阵列系统技术方案。文章以高性能存储和灵活部署方式为目标,设计了固态存储系统的体系架构。该架构基于独立磁盘冗余阵列（RAID）技术,以具有片上RAID功能的IOP348处理器为核心,以SATA固态硬盘为基本存储单元。围绕该架构,本文研究并实现了可用于近距离传输的PCI Express传输通道以及可用于远距离传输的光纤传输通道。同时,为了实现存储系统的容量扩展和性能提升,设计了基于SAS接口的扩展通道。多种高速串行传输通道的采用,为存储系统提供了足够的带宽。通过研究和设计SATA协议逻辑单元以及NAND FLASH控制与管理,论文完成了SATA固态硬盘的设计方法。并通过RAID硬件加速引擎和Cache缓存机制,实现了快速RAID处理。论文最后提出了固态存储阵列设备硬件设计,实现了CPCIe架构和标准单元架构的存储设备,为满足军工等特殊存储需求提供了良好的选择,...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SAS连接器内部链接器上的端口与并行SCSI有很大区别，跟SATA磁盘的端口兼容
图 3.5 SAS 双端口内部连接器通过将原本分离的 SATA 端口和电源插头相连，并将的背侧（如图 3.5 所示），插座则是在对侧。第二端口只有 SATA 端口（也即 SAS 第一端口）的 2/3，因此窄。这样既可以保证 SATA 设备插入 SAS 插座，又能A 插座。如果将 SATA 磁盘直接插入 SAS 背板，那么，SATA 磁盘只连接在一个控制器上。S 通道硬件设计通过兼容 SATA 协议的 24 端口 SAS 扩展器 PMC PMPM8388 可配置为扇出扩展器或边缘扩展器。主机设备少了 SMP 处理。PM8388 支持 SAS 链路层、SMP 和议支持 SAS 端口连接，内部的 STP 桥接功能对 SA端口均可以连接 SAS 或 SATA 硬盘，可以实现低延时线，可实现任意模式的端口互联互通。SAS 端口可以
图 4.7 基于 CPCI Express 的系统架构4.2.2 设备硬件构成IOP348FPGANANDNANDFPGANANDNAND两个 SATA扩展口六片板载SATA SSDSATA3UCPCIe板图 4.8 3U 尺寸的 CPCI Express 固态存储板硬件结构硬件设计基于 3U CPCIe 结构形式，硬件结构框图如图 4.8 所示。CPCIe 使用
本文编号：3312771
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SAS连接器内部链接器上的端口与并行SCSI有很大区别，跟SATA磁盘的端口兼容
图 3.5 SAS 双端口内部连接器通过将原本分离的 SATA 端口和电源插头相连，并将的背侧（如图 3.5 所示），插座则是在对侧。第二端口只有 SATA 端口（也即 SAS 第一端口）的 2/3，因此窄。这样既可以保证 SATA 设备插入 SAS 插座，又能A 插座。如果将 SATA 磁盘直接插入 SAS 背板，那么，SATA 磁盘只连接在一个控制器上。S 通道硬件设计通过兼容 SATA 协议的 24 端口 SAS 扩展器 PMC PMPM8388 可配置为扇出扩展器或边缘扩展器。主机设备少了 SMP 处理。PM8388 支持 SAS 链路层、SMP 和议支持 SAS 端口连接，内部的 STP 桥接功能对 SA端口均可以连接 SAS 或 SATA 硬盘，可以实现低延时线，可实现任意模式的端口互联互通。SAS 端口可以
图 4.7 基于 CPCI Express 的系统架构4.2.2 设备硬件构成IOP348FPGANANDNANDFPGANANDNAND两个 SATA扩展口六片板载SATA SSDSATA3UCPCIe板图 4.8 3U 尺寸的 CPCI Express 固态存储板硬件结构硬件设计基于 3U CPCIe 结构形式，硬件结构框图如图 4.8 所示。CPCIe 使用
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