论文题目: 基于SCSI实时高速数字视频直接存储技术的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 机械制造及其自动化
作者: 黄进
导师: 邢忠宝
关键词: 数字视频,直接存储
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 在新一代光电经纬仪中为了能够及时获取弹道的变化特性和准确判断弹道的位置,需要选择大阵列、高帧频的CCD 像机,这样不可避免地产生了大量高速的图像数据。于是,图像数据存储对于速度和容量提出更高的要求。开发超高速海量存储系统成为本课题的研究核心。高速数字视频图像的实时采集和存储的实现需要涉及到总线、存储介质、阵列、协议、软件和硬件的开发等关键技术。在研究工作中,基于SCSI 总线和FAST-40 底层协议,利用硬件技术,通过底层开发高速数字视频直接存储系统是研究工作的重点和难点。在对FAST-40 SCSI 协议深入研究的基础上,建立了双并行SCSI 四硬盘直接存储阵列系统模型,从而突破了传统存储方案中的PCI 总线瓶颈、操作系统和文件系统的限制。RAID0 技术的引入又大大提高了系统的存储效率,使系统资源得到充分利用。将FAST-40 SCSI 技术与阵列技术相结合,同时引入并行化的思想,奠定了100MB/s 的可靠持续存储的基础初步实验结果表明,采用SCSI 直接存储技术是实现超过100MB/s 的存储速度的可行方向,将大大提高存储效率,同时又为实时存储系统的小型化、专用化以及存储速度的进一步提高开拓了发展方向。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图表索引
图索引
表索引
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 相关技术
1.2.1 存储介质
1.2.2 硬盘接口技术
1.2.2.1 IDE 接口
1.2.2.2 SCSI 接口
1.2.3 磁盘阵列技术
1.2.4 LVD 技术
1.2.5 高速数字电路设计与噪声控制技术
1.3 直接存储系统的方案
1.4 本文研究内容
第2章 SCSI 系统协议及实现
2.1 SCSI 总线
2.1.1 SCSI 系统结构
2.1.2 SCSI 接口
2.1.3 SCSI 总线控制
2.1.4 SCSI 总线阶段
2.1.4.1 总线空闲(bus free)
2.1.4.2 总线仲裁(abitration phase)
2.1.4.3 选择阶段(selection phase)
2.1.4.4 再选阶段(reselection phase)
2.1.4.5 信息传输阶段
2.1.5 SCSI 总线条件
2.1.5.1 注意条件(ATN)
2.1.5.2 复位条件(RST)
2.2 SCSI 的消息、命令和状态
2.2.1 消息系统
2.2.2 命令系统
2.2.3 SCSI 状态
2.2.4 例外和错误处理
2.2.5 任务管理
2.3 SCSI 协议的底层实现
2.3.1 SCSI 系统构成
2.3.2 FAS466 介绍
2.3.2.1 FAS466 特点
2.3.2.2 器件的内部结构
2.4 小结
第3章 系统硬件设计
3.1 硬件系统总体设计
3.2 CAMERA LINK 接口
3.2.1 Camera link 接口信号
3.2.2 BASLER A501K 相机接口设计
3.3 缓冲并行预处理
3.4 FAS466 接口设计
3.4.1 微处理器接口
3.4.2 DMA 接口
3.4.2.1 DMA 接口信号
3.4.2.2 从外部DMA 控制器到FAS466 的数据传输控制
3.4.3 SCSI 总线接口
3.4.3.1 DS2118M 功能原理描述
3.4.3.2 SCSI 接口电路的可靠性设计
3.5 高速电路及PCB 设计
3.5.1 单传输线等效分析
3.5.2 差分传输线等效电路分析
3.5.3 终端匹配方案
3.5.4 电子元器件的选择
3.5.5 布局、布线与电磁兼容性设计
3.6 小结
第4章 系统软件设计
4.1 FAS466 命令特点
4.1.1 DMA 和非DMA 命令
4.1.2 中断命令和非中断命令
4.1.3 非法命令
4.1.4 命令模式
4.2 SCSI 硬盘写入实现
4.2.1 SCSI 硬盘写入的协议过程及程序实现
4.2.2 SCSI 协议的底层程序实现
4.2.3 FAS466 信息传输命令的执行状态控制
4.2.4 双SCSI 硬盘阵列写入过程
4.3 数据恢复程序
4.3.1 ASPI 介绍
4.3.2 ASPI 的实现
4.4 小结
第5章 存储系统的性能分析
5.1 试验一:SCSI 硬盘写入时序分析
5.2 试验二:单SCSI 硬盘持续存储速率分析
5.3 试验三:SCSI 硬盘阵列持续存储速率分析
5.3.1 阵列中硬盘数量的确定
5.3.2 SCSI 硬盘阵列I/O 性能分析
5.4 FIFO 对存储性能的影响
5.4.1 传输方式选择
5.4.2 数据宽度选择
5.4.3 速度选择
5.4.4 容量选择
5.5 小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
作者在攻读博士学位期间发表的论文
博士学位论文原创性声明
发布时间: 2006-03-14
参考文献
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