數(shù)據(jù)流盤(pán)-高速存儲(chǔ)讀取技術(shù)最新進(jìn)展
在測(cè)控領(lǐng)域，從多通道低采樣率到多通道高采樣率的數(shù)據(jù)采集，只要存儲(chǔ)/讀取速度超過(guò)20MB/s，總量超過(guò)2GB，工程師們都需要花費(fèi)較多的精力或財(cái)力以解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)/讀取的問(wèn)題，
傳統(tǒng)儀器如示波器的存儲(chǔ)能力是有限的，采集周期由儀器上緩存大小決定，采樣結(jié)束以后，需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、GPIB或者是USB總線將數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行存儲(chǔ)。舉例來(lái)講，如果采樣率為100MS/s，采樣通道緩存為256MB，那么當(dāng)數(shù)據(jù)填滿緩存時(shí)采集過(guò)程只持續(xù)了2.56s，緩存中的數(shù)據(jù)通過(guò)GPIB總線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)(傳輸速率1MB/s)，傳遞過(guò)程需費(fèi)時(shí)256s，即4分多鐘內(nèi)系統(tǒng)只連續(xù)采集了256M的數(shù)據(jù)；而使用最新的采集和流盤(pán)設(shè)備，如NI的PXIe設(shè)備，使用相同采樣率、相同大小的板上緩存，采集存儲(chǔ)過(guò)程可以一直持續(xù)下去，直到存儲(chǔ)的硬盤(pán)被填滿(最高2TB即2000GB)。采集的數(shù)據(jù)還可被直接從硬盤(pán)上通過(guò)相關(guān)設(shè)備完全回放出來(lái)，整個(gè)文件完全是Windows系統(tǒng)文件。
本文的目的就是介紹高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵限制因素，進(jìn)而說(shuō)明數(shù)據(jù)流盤(pán)的原理及其應(yīng)用，最后介紹最新的數(shù)據(jù)流盤(pán)產(chǎn)品。
所謂流盤(pán)即持續(xù)從或者向存儲(chǔ)器(Memory)中傳輸數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器可以是設(shè)備的板上緩存(Onboard Memory)、控制器上的RAM或者是控制器上的硬盤(pán)。數(shù)據(jù)向這些存儲(chǔ)器上傳輸?shù)乃俾适艿蕉喾N因素的限制，包括系統(tǒng)的帶寬和存儲(chǔ)器介質(zhì)的讀寫(xiě)速度等。本文介紹了流盤(pán)中使用到的總線種類(lèi)和存儲(chǔ)介質(zhì)類(lèi)型，以提供關(guān)于流盤(pán)的應(yīng)用信息，便于應(yīng)用于不同總線不同存儲(chǔ)器的流盤(pán)應(yīng)用，涉及了最新的數(shù)據(jù)流盤(pán)產(chǎn)品。
存儲(chǔ)介質(zhì)
IDE
IDE集成驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備是由Western Digital、ATA和APTI在1986年聯(lián)合開(kāi)發(fā)的較早的應(yīng)用于硬盤(pán)和其它存儲(chǔ)介質(zhì)的一種接口規(guī)范。1990年11月，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)采用了IDE接口標(biāo)準(zhǔn)。將IDE命名為ATA(高級(jí)技術(shù)附加裝置)。隨著技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)介質(zhì)的容量越來(lái)越大，原先的規(guī)范已不適應(yīng)更大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)，于是EIDE(Enhanced IDE)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，它可以支持的磁盤(pán)容量達(dá)到8.4GB，同時(shí)該協(xié)議也發(fā)展成為可支持其它類(lèi)型的存儲(chǔ)介質(zhì)，如CD、DVD-ROMS、磁帶存儲(chǔ)器和大容量軟盤(pán)。隨著磁盤(pán)容量的進(jìn)一步增大，ATA標(biāo)準(zhǔn)也不斷的修改，以支持137GB進(jìn)而160GB的容量，現(xiàn)在是128PiB(或者144PetaBytes)的硬盤(pán)容量。在串行ATA(SATA) 標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)之前，IDE、EIDE和ATA都是同義詞，并且與并行ATA接口(PATA)具有互換性。
SATA
SATA在2003年被開(kāi)發(fā)出來(lái)以代替舊的PATA規(guī)范，SATA采用串行連接方式，以連續(xù)串行的方式傳送數(shù)據(jù)，采用類(lèi)似于以太網(wǎng)、光纖和PCI總線的形式以8B/10B的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，能對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)檢查。SATA接口針腳數(shù)目更少，僅用四支針腳完成所有工作，分別用于連接電纜、連接地線、發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)，同時(shí)該架構(gòu)還能降低系統(tǒng)能耗和減小系統(tǒng)復(fù)雜性。傳輸信號(hào)采用LVDS形式(低電壓差分信號(hào)，更穩(wěn)定、速度更快)。SATA 1.0定義的數(shù)據(jù)傳輸率可達(dá)150MB/s，比最快的PATA(即ATA/133)所能達(dá)到133MB/s的數(shù)據(jù)傳輸率更高，SATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)
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