PCI Express接口的數(shù)據(jù)采集存儲系統(tǒng)方案

　　◇集成有單通道、全雙工2.5 Gbit/s傳輸?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/PCI">PCI Express端口;

　　◇可配置局部總線寬度，支持8位、16位和32位的總線方式;

　　◇支持?jǐn)?shù)據(jù)總線、地址總線獨(dú)立和復(fù)用總線操作模式;

　　◇雙通道高性能的DMA數(shù)據(jù)傳輸可支持?jǐn)?shù)據(jù)塊模式、分散/集中模式、硬連線數(shù)據(jù)傳輸模式和命令模式;

　　◇支持PCI Express規(guī)范中的端點(diǎn)和根復(fù)合體模式;

　　◇芯片小型封裝，適合緊湊的電路板設(shè)計(jì)。

　　本方案中主要使用DMA方式中的命令模式。在命令模式下，可以通過一對硬連線“DREQ”和“DACK”來控制傳輸，每一個(gè)DMA通道都有一對這樣的信號。當(dāng)FIFO在被寫滿或讀空時(shí)，命令模式將暫停操作。而當(dāng)FIFO狀態(tài)改變以后，又可繼續(xù)行進(jìn)數(shù)據(jù)傳輸。

　　2.4 Raid磁盤陣列

　　從存儲容量、讀寫速度和單位成本等方面綜合考慮，可以考慮利用多個(gè)硬盤組成Raid磁盤陣列來作為長時(shí)高速采集系統(tǒng)的存儲載體。即把多塊容量、性能、品牌一致的硬盤組合起來形成一個(gè)硬盤組，從而提供比單個(gè)硬盤更高的讀寫速率，以解決數(shù)據(jù)存儲容量的速度問題。該方式的磁盤容量可以達(dá)到驚人的T字節(jié)級別，可充分滿足系統(tǒng)長時(shí)間高速采集的需要。本系統(tǒng)采用Raid磁盤陣列控制卡，最高可連接8塊SATA II硬盤，本系統(tǒng)掛接了4塊西數(shù)500GSATAⅡ硬盤。用硬盤讀寫速度測試軟件IOmeter可以測得：在256KByte塊傳輸模式下，磁盤寫入速度可以達(dá)400MB/s以上，而這也符合系統(tǒng)DMA方式的數(shù)據(jù)傳輸模式，所以，在磁盤寫入速度方面，該方式完全可以滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求。

　　3 性能測試

　　PLX SDK是由PLX公司提供的專門針對該公司生產(chǎn)的PCI Express接口芯片的軟件開發(fā)工具包。當(dāng)安裝完P(guān)LXSDK軟件后，再把PEX8311開發(fā)板插入PCI Express插槽中，就可以用PLXMon對PEX8311的DMA模式下的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行設(shè)置和分析。圖5所示是本系統(tǒng)的性能測試界面圖。

　　4 結(jié)束語

　　基于PCI Express總線技術(shù)和Raid磁盤技術(shù)研制的高速大容量數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，其最高采樣速率可達(dá)210MHz，存儲容量為2TB。如果要擴(kuò)展存儲容量，只需更換Raid磁盤陣列控制卡并增加硬盤數(shù)量即可。通過實(shí)際使用表明，該系統(tǒng)可以在50MHz采樣率下穩(wěn)定、可靠、持續(xù)不間斷的完成數(shù)據(jù)的采集和存儲，而且操作方便，擴(kuò)展性強(qiáng)，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值和參考價(jià)值。