基于MPC8377E的网络电子存储阵列关键技术研究

发布时间：2017-06-09 01:02

  本文关键词：基于MPC8377E的网络电子存储阵列关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现今,在电子信息科学和移动互联网技术领域正在发生着的高速变革和发展,使得包括军事科技、测量探测和民用通讯等在内的各行各业都催生出了大容量数据的存储需求,有许多还要提供方便的联网下载功能。纵览目前已存在的和正在蓬勃发展中的大容量存储技术,如RAID阵列排布、网络存储和新兴磁介质存储等,其各有利弊,或各自在擅长的领域独自发挥着作用,或刚刚研发成功正在进入市场的过程中,也有一些并没有提供合适的联网下载能力。基于这一现状,本文在网络大容量存储方面提出了一种新的解决方案。本文以Freescale(飞思卡尔)公司的PowerPC构架处理器MPC8377E为主控芯片,以嵌入式Linux系统为主控系统,以SATA接口的固态硬盘为存储介质,设计了网络电子存储阵列实现方案。重点对阵列所涉及的主控芯片MPC8377E软件系统移植、对外网络数据接口以及阵列内部的PCI Express总线数据交互等关键技术进行了研究实现。本网络电子存储阵列由1块管理板和10块存储板构成,所有板卡都是以MPC8377E为主控芯片而设计实现的,基于MPC8377E处理器内部集成的SATA控制器、千兆以太网控制器和PCI Express总线控制器等模块,均可以通过嵌入式linux系统统一管理使用,本方案中管理板通过千兆以太网与外部实现数据交互,阵列内部利用PCI Express总线实现管理板与10块存储板之间的数据交互,每个存储板最终将PCI Express总线交互的数据通过SATA接口实现了固态盘的数据存储。该阵列实现的关键是MPC8377E的软件系统方面,本文以嵌入式Linux为主导,从引导加载程序U-Boot移植开始,逐步在包括管理板和存储板的各个板卡内分别移植了嵌入式Linux系统,这其中包括Linux内核镜像文件,PowerPC构架下特有的,U-Boot引导程序与嵌入式Linux内核之间的桥梁文件——DTB设备树文件,还有内核启动后第一个要挂载的根文件系统镜像。并基于该根文件系统,完成了PCI Express驱动程序源代码的编译和驱动模块的生成,在嵌入式Linux系统的基础上编写了本存储阵列对外数据交互的接口,一个与传统FTP不同的自定义的FTP服务程序,并针对PowerPC构架交叉编译了可执行的二进制文件,最终完成了本网络电子存储阵列的软件移植和设计。总体上实现了与上位机的FTP联网通信和固态SATA硬盘阵列中数据的下载。本系统共包含10个MPC8377E存储板,每个存储板管理两路容量为500GB的SATA接口固态盘,从整体上构成了一个总容量达10TB的存储阵列,并在此基础上移植了嵌入式Linux系统,对外实现了基于FTP协议的网络数据下载。基于以上功能特性,本文中研究实现的基于MPC8377E主控芯片的网络电子存储阵列可以在大容量数据存储领域中提供一个新的问题解决思路和参考。
【关键词】：MPC8377E 存储阵列 嵌入式Linux FTP
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-10
• 缩略语对照表10-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题背景及意义13-14
• 1.2 课题关键技术的发展现状14-15
• 1.3 本文组织结构15-17
• 第二章 系统总体方案设计17-23
• 2.1 系统的总体设计17-18
• 2.2 主控芯片选型及板卡的硬件实现18-20
• 2.3 SATA固态硬盘阵列的组织方案20-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 存储阵列操作系统的Linux移植23-41
• 3.1 U-Boot引导程序的移植23-28
• 3.1.1 U-Boot简介23-24
• 3.1.2 U-Boot目录结构24-25
• 3.1.3 U-Boot移植流程及结果25-28
• 3.2 设备树DTB文件的移植28-33
• 3.2.1 设备树简介28-30
• 3.2.2 设备树移植流程和结果30-33
• 3.3 嵌入式Linux内核的移植33-39
• 3.3.1 Linux内核简介33-35
• 3.3.2 Linux内核源码组织结构35-37
• 3.3.3 Linux内核移植流程及结果37-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 存储阵列内文件系统与驱动的实现41-57
• 4.1 Ext2根文件系统简介41-42
• 4.2 Ext2根文件系统制作流程42-51
• 4.2.1 使用BusyBox脚本工具构建命令文件43-45
• 4.2.2 生成其他目录和文件45-49
• 4.2.3 生成镜像并烧写运行49-51
• 4.3 驱动实现51-56
• 4.3.1 驱动综述51-54
• 4.3.2 PCI Express驱动的实现54-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 存储阵列对外FTP服务的实现57-69
• 5.1 本阵列FTP服务与传统FTP实现的对比57-58
• 5.2 存储阵列FTP程序流程分析58-63
• 5.3 存储阵列FTP下载实测63-67
• 5.4 本章小结67-69
• 第六章 结论和展望69-71
• 6.1 研究结论69
• 6.2 研究展望69-71
• 参考文献71-73
• 致谢73-75
• 作者简介75-76

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李光春;基于PCI-E总线的高速大容量数据记录系统软件设计[D];电子科技大学;2009年

  本文关键词：基于MPC8377E的网络电子存储阵列关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：434086