存储设备精选(九篇)

第1篇：存储设备范文

存储卡遇见Wi-Fi

Wi-Fi存储卡的本质其实是集成支持802.11b/g/n无线模块的SD标准卡，只要插在数码相机或连接着电脑的读卡器上（或把读卡器插在移动电源的USB接口上）就能工作。无论是笔记本、平板电脑还是手机，都能通过Wi-Fi无线访问这个存储卡，无需数据线就能将其中的照片下载到自身的内存中，轻松实现实时分享的能力。

以创见Wi-Fi SD存储卡和Android系统手机为例，将它插入数码相机并打开相机电源后，我们就能在手机或平板上搜索到名为“WIFISD”的无线热点，输入默认密码即可成功连接。接下来需要在手机端安装免费的Wi-Fi客户端软件，运行后点击浏览即可无线读取Wi-Fi SD内的照片，并可批量下载。

点击随拍即看，按下相机快门后照片会第一时间传送到手机的屏幕上，方便即时查看效果。此外，在设定界面，我们还能在手机端设置Wi-Fi SD进入因特网模式（需要接入能上网的Wi-Fi热点），将卡内的照片分享到互联网上。

虽然很多数码相机也内置Wi-Fi功能，但不同品牌和型号的操作和功能差异很大，而Wi-Fi存储卡则以最佳的通用性和无需单独购买Wi-Fi相机的优势，更适合需要实时无线分享照片的用户。比如好友一起外出时，一人用插着Wi-Fi存储卡的相机拍照，而其他人可以按需从中挑选自己喜欢的照片并无线下载，分享到自己的微博或微信中。

被网络化的打印设备

区分Wi-Fi和Wi-Fi直连

目前支持无线打印的打印机很多，虽然都是基于Wi-Fi的无线打印形式，但它们却存在网络打印和Wi-Fi直连打印两种概念。以佳能PIAMA ip7280为例，这款无线打印机要先接入某个Wi-Fi无线局域网，而只有位于该局域网内的手机或平板，在安装Easy-PhotoPrint软件后才能实现无线打印。

而Wi-Fi直连技术（Wi-Fi Direct）则可跳过无线局域网，支持该技术的打印机无需通过无线路由器就可以与具备无线功能的终端设备进行直接连接并完成打印。比如爱普生XP系列、惠普最新数码多功能一体机都支持Wi-Fi直连。如果你公司或家里用的是惠普LaserJet和Officejet系列产品，则可通过HP 1200w移动打印配件，实现Wi-Fi直连打印和NFC（近距离通讯）技术等触碰式移动打印功能。

无线移动存储设备时代来临

网络化的步伐并没有停滞在小巧的存储卡上。如今，集多功能于一身的存储设备逐渐走进了我们的视野中，而这类产品就好似口袋中的“云平台”，做到一机在手诸事莫愁。

比如，希捷Wireless Plus就是一款集Wi-Fi功能的无线硬盘，拥有1TB大容量存储空间，还能提供10小时的续航能力。有了它，外出时我们可以将多款手机拍摄的照片无线同步到Wireless Plus内。或利用Wi-Fi，用手机直接播放Wireless Plus里存储的视频，缓解手机存储空间的不足。

第2篇：存储设备范文

对于硬盘而言,在持续高速数据存储中,关键是它的持续数据传输速率(sustained transfer rate)能否满足要求。目前,15000r/min的小型计算机系统接口SCSI(Small Computer System Interface)硬盘,总线数据传输速率为80~320MB/s,持续数据传输速率大于40MB/s。而PC机普遍配置的IDE硬盘,虽然它的总线数据传输速率可以达到33~100MB/s,但持续数据传输速率只有15MB/s左右,性能低于SCSI硬盘。

本文设计了一种专用高速硬盘存储设备,它脱离微机平台实时将高速数据送入SCSI硬盘,持续存储速率可达35MB/s(使用Seagate公司生产的ST336752LW型硬盘)。

1 SCSI总线及硬盘

SCSI是美国ANSI9.2委员会定义的计算机和外设之间的接口标准,最初是以磁盘存储设备为主,但由于它的灵活性、设备独立等特点,使之不仅在磁带设备、打印设备、光盘驱动设备等外设中得到普遍应用,也在许多I/O设备和计算机网络、计算机工业控制等领域不断发展。随着外设速率的不断提高,SCSI的性能几乎每5年提高一倍,目前Ultra320 SCSI总线数据传输速率可达320MB/s。

SCSI是设备无关的输入输出总线,可以挂接多达8个以上的设备。对于SCSI总线上的设备,如果是任务的触发者,则称为启动设备;如果是任务的执行者,则称为目标设备。通常启动设备先选择一个目标设备,继而由目标设备决定继续控制总线或释放总线,直到完成任务。本文的专用高速硬盘存储设备采用单启动、单目标结构。

SCSI硬盘在标识硬盘扇区时使用了线性的概念,即硬盘只有顺序的第1扇区、第2扇区…第n扇区,不像IDE硬盘的“柱面/磁头/扇区”三维格式。这种线性编排方式访问延时最小,可加快硬盘存取速率,尤其在持续大容量数据存储时,所显现的优势较明显。目前,操作系统内部也使用线性编号的扇区,其目的是加快介质存取速度,加大介质访问容量。

综上所述,该专用高速硬盘存储设备使用SCSI总线不仅数据传输速率高,而且在需要时可以增加设备中的硬盘数量来扩展存储空量,甚至可以把硬盘替换为其它SCSI存储设备。

2 系统结构设计

为了实现SCSI协议和硬盘存储,一般需要有微处理器、DMA控制器、SCSI协议控制器、数据缓存器等硬件支持和相应的软件控制模块。

·微处理器用来控制设备中各部件的工作,实现设备本身的特定功能。该专用高速硬盘存储设备实现数据的持续高速存储,要求处理数据的速度高。通常这些需要传输和处理大量数据的设备均选用数字信号处理器DSP作为微处理器。同时,SCSI协议中许多复杂的控制功能也需要这个微处理器来实现。

·传送大量数据大多会采用直接存储器访问DMA(Direct Memory Access)方式,因此需要独立的DMA控制器或选用内置DMA控制器的微处理器。出于简化电路和提高速率的考虑,该设备采用复杂可编程逻辑器件CPLD构造了一个独立的DMA控制器。

·要实现SCSI协议需要有SCSI协议控制器。DSP中通常不会集成SCSI协议控制器,因此一般情况下,需要选择通用的SCSI协议控制器,辅助DSP实现SCSI协议和通信。

·在设备的输入接口部分,需要有数据缓存单元。普通的存储器在写入的同时不能读取;采用双口随机存储器RAM虽然可以解决并发访问的问题,但它必需的双边地址译码又是不可忽视的问题。对于单纯的数据存储设备,不需要对数据做压缩、信号分析等预处理工作,缓存单元在结构上相当于先进先出(First In First Out,FIFO)队列,先到的数据先被存储。所以采用专用FIFO芯片,可以去掉复杂的缓存器译码电路,大大简化系统设计。而且,采用专用FIFO芯片,整个设备从外部数据接口看来,就是一个写不满的FIFO,也大大简化了对设备数据接口的操作。

专用高速硬盘存储设备的框图如图1所示。图1中各方框表示一个基本模块,括号中文字表示具体实现的器件,虚线左侧部分不属于设备模块。

该高速硬盘存储设备设计中向处理器选用了TI公司生产的TMS320F206,SCSI协议控制器选用了Qlogic公司生产的FAS368M,DMA控制器和其它逻辑转换电路选用了ALTERA公司生产的CPLD器件EPM7064。

TMS320C206是TI公司生产的CPLD器件EPM7064。

TMS320C206是TI公司生产的TMS320系列单片数字信号处理器中的一种低价格、高性能的定点DSP芯片。该芯片功耗低,处理能力强,指令周期最短为25ns,运算能力达40MIPS,片内具有32KB的闪烁存储器和4.5KB的RAM,是最早使用闪烁存储器的DSP芯片之一。由于闪烁存储器具有比ROM灵活、比RAM便宜的特点,因此使用TMS320F206不仅降低了成本、减小了体积,同时系统升级也比较方便。

FAS368M是与SCSI-3标准完全兼容的SCSI协议控制器,它支持启动设备与目标设备两种模式,同步数据传输速率为40MB/s。另外,FAS368M支持最大50 MB/s的快速DMA数据传。由于采用分离的微处理器总线和DMA总线结构,因此能以较高速率产生响应而不会造成瓶颈效应。

3 硬件电路及功能描述

TMS320F206、FAS368M、EMP7064和IDT7208之间的具体连接线路如图2所示。

3.1 FAS368M的信号及内部寄存器说明

图2中FAS368M的主要信号和控制逻辑如下:

·ACK、ATM、BSY、CD、IO、MSG、REQ、RST、SD0~15、SDP0~1、SEL及其差分信号,都是FAS368M与SCSI总线的接口信号。

·CS信号是读写FAS368M内部寄存器片选信号。

·RD、WR是FAS368M内部寄存器的读写信号。

·FAS368M的TNI端对应TMS

320F206的外部中断INT1,当其有效时,表明有错误产生(如校验出错)、一个事件需要服务(如FAS368M作为目标设备被选中)或已结束某服务(如DMA结束)。 ·DREQ,FAS368M使DREQ有效向DMA控制器(EPM7064)发出DMA传输请求。

·DACK,EPM7064对FAS368M DMA请求信号DREQ的响应。

·DBWR,DMA数据写信号。当DREQ和DACK信号均有效时,EPM7064控制该信号和缓存器IDT7208的RD信号,实现数据从IDT7208向FAS368M的同步快速传输。

FAS368M在TMS320F206的控制下实现所有的SCSI物理协议,包括仲裁、选择、消息、命令、数据、状态等各阶段规定的信号电平转化等。在设备中TMS320F206对FAS368M的控制是通过对其寄存器的读写来实现的。

·指令寄存器(Command Register),TMS320F206通过向指令寄存器写入相应指令,实现诸如FAS368M的初始化与复位、SCSI总线分配与复位、SCSI总线各阶段的迁移等所有针对FAS358M和SCSI总线的控制。

·FIFO寄存器(FIFO Register)是一个16字的FIFO寄存器,硬盘和FAS368M之间的数据都要通过FIFO寄存器。它有两方面的用途:当FAS368M通过SCSI总线向硬盘传送数据和命令时,可以先把要传送的数据和命令放在FIFO寄存器,等SCSI总线空闲,并获得总线控制权以后再开始传送;另一方面,由SCSI总线传送到FAS368M的数据,也可因为TMS320F206或DMA控制器忙而停止,数据先送到FIFO寄存器空出SCSI总线,等TMS320F206或DMA控制器空闲再从FIFO寄存器读取数据。

·传输计数寄存器(Transfer Count Register)是一个减计数器,它通常用来保存一次DMA命令所要传输数据的字节数。

·中断寄存器(Interrupt Register),FAS368M所有的信息都以中断的方式通知TMS320F206。TMS320F206通过读取中断寄存器和其他状态寄存储器判断FAS368产生中断的原因,决定下一步操作,从而实现FAS368M对TMS320F206的通信。

3.2 EPM7064内部逻辑和作用

设备中的DMA控制器由CPLD器件EPM7064实现,这主要有下面几方面的考虑:

(1)设备接口缓存器采用专用FIFO芯片IDT7208,它的数据总线可以和FAS368M的DMA数据总线直接连接,不需要复杂的缓存器地址译码电路。因此,DMA控制器不需要数据与地址总线,硬件连线可以大大减少。而配合FAS368M DMA数据传输的时序,DMA控制器只需在DMA传输请求信号DREQ有效且IDT7208空信号EF无效时,使DMA传输响应信号DACK有效,随后在时钟信号CLK驱动下连续产生同步的IDT7208读信号RD和DMA写信号DBWR,实现从IDT7208到FAS368M的DMA传输;反之,则使DMA传输响应信号DACK无效,随后停止产生IDT7208读信号RD和DMA写信号DBWR,中断从IDT7208到FAS368M的DMA传输。这些时序逻辑完全可以用一片小的CPLD器件实现,因此选用EPM7064设计了该DMA控制器。

(2)FAS368M支持高达50MB/s的快速DMA传输。一般的专用DMA控制器芯片难以胜任,而且专用DMA控制器与FAS368M的连接需要一定的逻辑转换电路,硬件连线也较多。同时,它还必须在TMS320F206的控制下与FAS368M一起协调工作才能实现DMA传输,又增加了软件的复杂程度。

第3篇：存储设备范文

关键词:移动存储设备;FPGA;USB 2.0;SDRAM;通信协议

中图分类号:TP309文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2010)05-089-03

New Removable Privacy Storage Equipment

XIONG Yupeng,CHENG Xingxin,PANG Junrui

(College of Optoelectronic Science and Engineering,National University of Defense Technology,Changsha,410073,China)

Abstract:The widely use of the common removable storage equipment not only brings convenience to our work but also causes the problems of security,the reasons are common storage memory and the use of the system of Windows,so it is unsafety for data exchanging between the physical separated networks using the common removable storage equipment.The use of CD/DVD takes too much time and the cost is rather high.A new equipment based on the center controller FPGA and SDRAM storage memory is designed,the USB port is used.A series of software are designed to support this hardware under QuartusⅡ IDE and C.It can solve the security problems,the sample equipment has been made out.It works in security effectively and steadily between the separated networks.Using SDRAM storage memory and taking the hardware and software both into consideration at the same time to make sure the safety.

Keywords:removable storage equipment;FPGA;USB 2.0;SDRAM;communication protocol

0 引 言

现有移动存储设备的广泛使用极大方便了工作和生活,但不可否认的是移动存储设备的广泛使用也带来了失密、泄密问题。经过调研发现,这是由于现有移动存储设备自身的工作机理引起的,例如U盘以FLASH为存储介质,存在数据不能彻底清除、易被恢复等数据安全问题,设备丢失也是泄密的隐患;同时由于现有移动存储设备大多使用Windows的通用驱动和通用文件管理系统,为摆渡病毒的攻击提供了便利条件,使摆渡攻击大量存在;另外,现有移动存储设备数据的拷贝过程难于监管,无意泄密和有意泄密事件大量存在,且管理上的难度较大。综上所述现有移动存储设备已成为失泄密的重要隐患,亟待解决。现有保密手段大多是采用软件上的设计来确保移动存储设备的安全性,像设置口令认证、加密等方法,软件易被攻破。另外,人为地加强对文件的监督和管理,但考虑的不够深入,应该将监督管理建立在技术层面上并与人为管理相结合。本文综合考虑现有移动存储设备保密手段,提出了软硬件同时下手的设想,硬件上以SDRAM为存储介质、以USB为接口,以FPGA为控制核心;软件上编写了相应的通信协议和程序来支持硬件,设计并制作出了一种新型移动保密存储设备,可有效解决现有移动存储设备存在的安全隐患问题。利用SDRAM 做为存储介质进行安全保密的讨论尚属首例,软硬件结合双管齐下创新点突出明显。该设计方案具有重要的现实意义和广阔的应用前景[1]。

1 系统功能的设计

与现有移动存储存储设备不同,首先新型移动保密存储设备以SDRAM为存储介质代替FLASH介质,利用其断电后数据完全清空不可恢复的物理特性来解决现有存储介质存在的一经终生的问题,如系统结构图1中①所示。其次考虑到病毒的传播以及摆渡攻击均是利用了Windows通用USB存储设备驱动实现对移动存储设备的数据读写,该新型设备通过建立与硬件配套的专用文件拷贝软件和专用驱动程序,建立独特的文件读写机制来杜绝一切用户不知情的文件操作,因此,无论是U盘病毒还是摆渡病毒都无法破坏U盘中的数据,也不会在计算机和网络中传播病毒,更不会因为病毒引起泄密,从而切断病毒传播以及信息泄露的渠道,如系统结构图1中②所示。最后还在该设备上建立了日志系统,详细记录设备的使用情况和数据的拷贝记录,该日志文件存在FLASH芯片上,并对该记录设定了访问权限,只有管理员才能访问清空该日志记录,由管理员定期检查使用情况,这就在技术层面上解决现有移动存储设备存在的管理问题,如系统结构图1中③所示。

图1 系统结构简图

另外设备的电源系统由电池和电池芯片组成。设备与计算机相互连接时由USB线进行供电,与计算机脱离时须由外接电源供电,用以维持SDRAM上存储的数据信息,其中由FPGA来控制SDRAM断电[2]。

2 开发板的选取

根据新型移动存储保密系统的设计方案,可以确定需要的硬件资源,为了更好地实现设备的功能,缩短开发周期,决定采用市场上的开发板,通过调研,认为杭州自由电子公司的FreeDev USB_FPGA开发板比较合适。该开发板集成了低功耗USB 20控制芯片CY7C68013A-100AXC,该芯片符合USB 20规范,480 Mb/s高速传输协议标准,兼容USB 11协议;Cyclone Ⅲ FPGA芯片EP3C25Q240C8,该芯片提供足够的FPGA资源;SDRAM芯片K4S561632C-TC/L60,并且SDRAM的容量可按需要进一步扩展;该开发板还提供了板级时序控制的扩展接口,较方便地实现FPGA和USB 2.0的高速传输,相关测试表明开发板的传输峰值速度可达38 Mb/s,Bust方式测试25 Mb/s稳定传输 [3]。

由此可见该开发板的硬件资源以及软件开发包均满足需求,故选用该开发板,进行原理样机的制作。

3 系统软件的设计

3.1 通信协议的制定

综合分析原理样机的系统要求以及开发版所提供的硬件资源,考虑数据传输的需要,将SlaveFIFO┟恳桓鍪据包的大小设定为512 B,所以每个传输单元的数据包大小也是512 B。每个数据包的前12个字节用作协议控制,用以区分不同的命令和不同的读写参数。根据存储工作的具体过程,制定了上位机和下位机之间的通信协议以及命令字,如表1所示。

表1 数据结构

命令标识起始地址数据长度存储器标识数据

4 B4 B2 B2 B500 B

根据通信协议的要求,命令标识用来标识数据的读或者写,起始地址是数据读写的基地址,考虑到一般的数据大小需要,数据地址采用4 B编码可支持4 GB的寻址能力,可以满足大多数数据拷贝的需要;数据长度标识本数据包数据中的有效字节数,其中命令标识见表2。

表2 命令字

命令标识存储器识命令意义/主控芯片响应

0x550x550x550x550x000x00将SDRAM中从【起始地址】开始的【数据长度】个字节数据传到USB FIFO

0x550x550x550x550xff0xff将FLASH中从【起始地址】开始的【数据长度】个字节数据传到USB FIFO

0xaa0xaa0xaa0xaa0x000x00将【数据】从【起始地址】开始写入到SDRAM

0xaa0xaa0xaa0xaa0xff0xff将【数据】从【起始地址】开始写入到FLASH

3.2 上位机软件设计[4]

为了确保拷贝行为的安全性,开发了自己的文件管理系统,用以区别相对于Windows的文件管理系统,形成软硬件的配套结合来确保数据拷贝的安全,可以通过对文件管理系统的修改来防止设备被攻破,造成泄密。数据从上位机传送到单片机控制下的FIFO端口上,并能够从FIFO端口读取数据,实现软件对硬件的控制,利用VC++6.0编写了PC端文件管理软件,完成对下位机的控制,软件流程如图2,图3所示。

图2 写文件流程

图3 读文件流程

3.3 下位机固件设计[5]

单片机工作在SlaveFIFO方式下,上位机的数据直接发送到FIFO到端口上。FPGA内部设计了USB接口控制器,该控制器根据SlaveFIFO的信号状态做出响应,接受并解析上位机的数据,并用SDRAM控制器协调存储器的读写,拷贝的数据存储于SDRAM上,而日志信息则存储于FLASH芯片上。利用QuartusⅡ8.1及NiosⅡIDE软件编写芯片控制程序,软件流程如图4所示。

图4 软件流程图

3.4 日志系统

每次读写操作均记录源硬盘号,操作时间,文件名,生成日志系统,并将日志存储于新型移动保密存储设备上的FLASH芯片上,并对日志的读取设置权限管理,使用者没有日志的访问权,只有管理员才能访问清空日志,这样就从技术层面上加强了移动存储设备的管理与监督。

4 结 语

本文进行了针对当前保密严峻形势下关于移动存储设备的保密手段和方案的讨论,并利用FPGA作为控制元件,利用USB作为传输端口,SDRAM为存储介质建立了软硬件结合的保密体系,并成功将该设备样机制作完成。该设备样机实现了数据的拷进、拷出功能,完全可靠,数据拷贝行为结束后,为设备断电后再检查可以发现设备上所有数据均已消失,接通外接电源后将设备与非保密机连接,进入到专有的文件拷贝界面重复数据拷贝,验证了该设计方案的可行性。同时在理论上说明完全可以应用SDRAM断电数据清空的特性作为存储介质进行保密设备的制作,可以有效解决数据的可恢复问题,具有重要的现实意义。同时该设备存储容量可以进一步扩展,传统的保密手段(口令认证、增加密钥、设置访问权限等)完全可以在该设备上拓展,使之功能更加完善。该设备推广性强,应用前景广阔,能够满足一些对保密要求较高的单位和个人使用。

参考文献

[1]袁卫,张冬阳.基于Verilog 的FPGA与USB 2.0高速接口设计[J].现代电子技术,2009,32(1):161-163.

[2]余家春.Protel 99 SE 电路设计实用教程[M].北京:中国铁道出版社,2003.[3]FreeDev.自由电子开发板数据手册及配套资料.2008.

[4]Kris Jamsa.C程序员实用大全[M].张春晖,刘大庆,李越,等译.北京:中国水利水电出版社,2002.

[5]程耀林.FPGA系统设计方法解析[J].现代电子技术,2005,28(19):90-93.

[6]黄大勇,李鉴,张建正.基于USB 2.0接口的高速数据采集系统设计[J].现代电子技术,2007,30(24):69-72.

[7]Samsung.Samsung SDRAM Memory K4S561632E.2004.

[8]O2micro technology company.0z890 Datasheet.2007.

[9]崔俊杰,郭宏.基于FPGA的实时数据采集与远程传输系统设计[J].数据采集与处理,2005,20(3):366-370.

第4篇：存储设备范文

样张分享

WiFi存储卡

无线网络的发展改变了传统相片分享的单一手段，智能手机与带摄像头的PAD能及时分享相片，但相片无论是画质还是焦距都无法与传统相机相比，相片画质与快速分享这对矛盾体很是让人头疼。

同时拥有存储和无线功能的存储卡便是解决这对矛盾体的最佳手段。WiFi存储卡与普通SD卡的外观与基本的存储功能都相差无几，它最大的特点便是能通过无线网卡虚拟热点，让具有无线网络功能的智能设备访问并读取存储在其中的相片，通过第三方设备实现即拍即传、实时分享的功能。。WiFi存储卡传输照片比较方便，连接过程中无线信号比较稳定，照片的传输速度大概是在500K/s左右，但WiFi存储卡在工作过程中需要相机提供电力，因此如果相机断电，照片是无法传输的。

大数据分享WiFi移动硬盘

第5篇：存储设备范文

网络附加存储（NAS）设备是一种外置的存储设备，连接到网络路由器，而不是直接连接到个人电脑。它已成为共享数据和媒体的一种必要工具。

如今顶尖的NAS设备还能协同在线存储服务来处理备份，连接到移动设备进行共享，充当视频监视控制器，以及甚至充当无线热点。

由于NAS设备使用网络协议来传送数据，所以它与操作系统无关：Windows、Mac和Linux个人电脑都可以使用存储设备，无需特殊的驱动程序。连接通常依赖有线以太网，但一些设备可实现无线连接。大多数NAS设备有二到八只硬盘托架，使用RAID机制确保数据冗余性。现今的NAS设备运行完全成熟的服务器操作系统――大多数情况下是Linux，但偶尔运行Windows Storage Server 2008。不管怎样，可以通过Web浏览器或客户端软件进行远程管理。

我们测试了五款双托架的NAS设备，六款三只或更多托架的NAS设备，并分析了各自的功能特性。下面两张图表总结了我们的测评结果。

一些高端设备上的USB 3.0端口体现了外观上的主要变化。常用的外置部件包括：用于共享打印机或备份到外置存储设备的USB 2.0和eSATA端口；单个或双个以太网插口（双插口用于连接共享或冗余机制）；用于拷贝连接到NAS设备的U盘及其他存储设备中内容的直接拷贝按键，不需要访问NAS设备的HTML界面。

设备内部，更快速度的处理器和芯片组以及更大容量的内存大幅提升了性能。面向小公司的较贵的高端NAS设备现在读取数据的速度高达110 MBps，写入数据的速度高达约100 MBps――几乎两倍于大多数内置驱动器或直接连接驱动器。消费级NAS设备缺少最好产品的功能，不过价格要便宜得多。

如果你偶尔备份一两台个人电脑上的内容，或者偶尔流式传送媒体，我们测试的任何一款设备都能满足要求。但如果你经常备份办公室中多台个人电脑上的内容，处理大量的数据，或者流式传送到多个位置，可能会发现高端性能值得你为之多掏钱。

除了支持标准的RAID级别（0、1、5和1+0等级别）外，一些厂商现在自动将驱动器配置成最佳阵列，甚至实施了数据冗余机制。在大多数情况下，你也没必要使用like-capacity drive，不过这么做仍是最佳的。

如今，符合数字生活网络联盟（DLNA）认证的媒体服务、iTunes服务、网站服务，以及通过HTML、FTP、Webdav及其他协议对NAS界面和文件进行远程访问，这些都被认为很平常。更新颖的功能包括：备份到在线存储服务、从手机和平板电脑来访问文件，以及跨本地网络和互联网实现远程备份和同步。

NAS软件界面也得到了改进。群辉公司（Synology）最新的3.x和4.x操作系统能够充当浏览器中的窗口操作系统。

从长远来看，功能丰富的NAS设备可以为你省钱，因为它提供了你以前只好外包的软件服务。

双托架NAS设备方面的最佳选择是群辉DS712+；排名榜首的三只或多只托架NAS设备是QNAP TS-459 Pro II。

群辉DS712+

群辉DS712+配不配硬驱不一定，这款双托架NAS设备可连接到群辉的五只托架DX510外置扩展设备，最多可以管理七只驱动器。除了扩展性能外，DS712+还提供了群辉功能强大的操作系统和出色性能。

硬件方面包括:两只前面锁定的驱动器托架；双以太网端口，支持连接聚合以提高吞吐量，并支持故障切换（一路连接出现故障时，另一路连接会顶上）；可连接外设的三个USB 2.0端口；以及一个eSATA端口，可用于连接快速外置存储设备。遗憾的是，它没有USB 3.0端口。

DS712+配备1GB的DDR3内存和英特尔凌动D425 1.8GHz处理器，可以55 MBps的速度写入容量共计10GB的文件夹和混合文件，以51 MBps的速度读取那些文件。它在处理单个的大型10GB文件时表现还要出色，写入速度和读取速度分别达到79 MBps和105 MBps。只有QNAP的TS-459 Pro II和TS-879 Pro拥有更高的总分。

DS712+运行群辉公司基于Linux的DiskStation Manager 4.0操作系统，该操作系统拥有诸多功能，比如通过HTTP、HTTPS、FTP、SFTP和Webdav进行远程访问，以及音频、视频和图像等服务器。此外，它提供了符合iTunes和DLNA认证的媒体服务；通过适配器的无线连接；以及充当无线热点的功能（这是DiskStation Manager 4.0操作系统新增的功能）。该设备还支持通过Rsync或专有方式进行远程同步、视频监视以及更多功能。

DS712+速度超快，可与DX510五只托架扩展设备协同运行，还搭载了一流的操作系统。但是售价500美元，不含硬驱；含2TB存储容量的版本售价790美元（我们测试时的价格）；对我们来说，没有USB 3.0有点儿小气。

QNAP TS-459 Pro II

你找不到速度比QNAP的TS-459 Pro II更快的四只托架NAS设备了。但这款功能丰富的NAS售价高达1180美元，不适合生性节俭的顾客。

TS-459 Pro II配备了1.8GHz英特尔凌动D525双核处理器和1GB内存，在我们的11款设备测评中性能名列第二。只有QNAP的TS-879 Pro比它更胜一筹。TS-459 Pro II写入单个10GB大型文件的速度是99 MBps，读取速度是111 MBps；该设备写入容量共计10GB的较小文件和文件夹时，速度为64 MBps，读取同样的文件时速度要慢得多，只有49 MBps。

TS-459 Pro II配备了顶尖的硬件，也算对得起高价。在设备前面，你会看到四个可锁驱动器托架托盘和液晶状态显示屏、USB 3.0端口（大多数设备在正面板仅仅提供了USB 2.0端口）和一个快速拷贝按键。你还会看到液晶屏旁边的Enter（输入）和Select（选择）按键，用于在添加驱动器时设置初始阵列类型。

在TS-459 Pro II的背面，QNAP提供了双以太网端口，以支持故障切换和连接聚合；两个eSATA端口，用于添加存储或备份；另一个USB 3.0端口；四个USB 2.0端口，用于连接打印机及其他外设；以及防盗锁端口，用于锁住NAS设备。

QNAP最近将操作系统从版本3.5更新到了版本3.6，增加和改进了原本就很出色的功能特性，对企业用户和发烧友级家庭用户来说应该都有莫大的吸引力。版本3.6新增的功能包括：LDAP目录服务（版本3.5已经支持基本的LDAP）、虚拟专用网（VPN）服务、支持Symform点对点备份，并且对现有应用软件作了许多改进。从之前操作系统保留下来的功能包括：多种形式的远程访问（其中包括专门的照片、音乐和视频等Web服务器）、iSCSI、Rsync和实时服务器同步以及Web服务。

配图文字：

群辉DS212+

群辉DS712+

更多内容在网上

想了解我们为本文测试的NAS设备方面的完整测评，请上网访问find.省略/72793。

最新一代网络附加存储（NAS）设备的功能远比早些时候的NAS设备丰富得多，早期NAS设备只能提供文件服务，并将文件流式传送到个人电脑。

五款顶级的NAS设备：一只或两只托架

机型

评定

性能

功能和规格

评语

群辉DS712+

790美元

find.省略/72770

出色

・测试机容量：2TB1

・USB 2.0、eSATA和双千兆

以太网端口

・两只托架

・总体性能：绝佳

・写/读多个文件：55 MBps/51 MBps

・写/读大型文件：79 MBps/105 MBps

虽然这款设备缺少一些对消费者友好的功能，但可扩展到七只驱动器，并提供双千兆以太网端口。

群辉DS212+

670美元

find.省略/72771

出色

・测试机容量：2TB1

・USB 3.0、eSATA和SD卡插槽

・两只托架

・总体性能：出色

・写/读多个文件：46 MBps/48 MBps

・写/读大型文件：62 MBps/109 MBps

DS212+是我们见过的最佳的双托架消费级NAS设备，它拥有丰富的软件特性，外加可将媒体拷贝到该设备的前SD卡插槽。

莱斯2Big Network

350美元

Find.省略/72803

好

・测试机容量：2TB

・USB 2.0

・两只托架

・总体性能：好

・写/读多个文件：20 MBps/35 MBps

・写/读大型文件：32 MBps/54 MBps

这款造型时尚的双托架设备提供了出色的基本功能、媒体服务和简洁的界面，却是这次测评中速度最慢的设备。

西部数据My Book

Live Duo 4TB

380美元

find.省略/72772

好

・测试机容量：4TB

・USB 2.0

・两只托架

・总体性能：非常好

・写/读多个文件：28 MBps/36 MBps

・写/读大型文件：46 MBps/91 MBps

易于使用、就其价格而言容量很大，这使得这款双托架设备很适合基本的媒体流传送和文件共享。

巴法洛Linkstation

Pro Duo

380美元

find.省略/72773

尚可

・测试机容量：2TB

・USB 2.0

・两只托架

・总体性能：非常好

・写/读多个文件：28 MBps/41 MBps

・写/读大型文件：64 MBps/69 MBps

巴法络的双托架设备提供了一些高级的软件特性，可流畅地传送媒体流，但总体性能表现平平。

图表说明：测评有效期截至2012年3月9日。TB=兆兆字节。MBps=每秒兆字节。补充说明：1还提供无磁盘版本。

六款顶级的NAS设备：三只或更多托架

机型

评定

性能

功能和规格

评语

QNAP TS-459 Pro II

1180美元

find.省略/72804

出色

・测试机容量：4TB1

・USB 3.0、eSATA和双千兆

以太网端口

・四只托架

・总体性能：出色

・写/读多个文件：64 MBps/49 MBps

・写/读大型文件：99 MBps/111 MBps

说到运行速度或功能特性，没有哪款四只托架设备比得过 TS-459 Pro。如果你买得起它，会喜欢它的。

QNAP TS-879 Pro

2920美元

find.省略/72765

出色

・测试机容量：6TB1

・USB 3.0、eSATA和双千兆

以太网端口

・八只托架

・总体性能：出色

・写/读多个文件：71 MBps/54 MBps

・写/读大型文件：111 MBps/112 MBps

超快速度、出众容量和优秀软使这款设备的排名很靠前；遗憾的是，价格实在太贵了。

艾美加PX6-33d

1765美元

find.省略/72766

非常好

・测试机容量：8TB1

・USB 3.0和双千兆以太网端口

・六只托架

・总体性能：非常好

・写/读多个文件：48 MBps/56 MBps

・写/读大型文件：77 MBps/91 MBps

这款NAS设备有六只托架和出色的软件特性，它在我们的读/写测试中表现不俗。

莱斯5Big Network 2

900美元

find.省略/72767

好

・测试机容量：5TB

・USB 2.0、eSATA和双千兆

以太网端口

・五只托架

・总体性能：尚可

・写/读多个文件：17 MBps/34 MBps

・写/读大型文件：29 MBps/58 MBps

莱斯5Big Network的造型之时尚没得说，此外还有优秀的软件特性。不过，性能方面不尽如人意。

西部数据Sentinel

DX4000

900美元

find.省略/72768

尚可

・测试机容量：4TB

・USB 3.0和双千兆以太网端口

・四只托架

・总体性能：好

・写/读多个文件：36 MBps/57 MBps

・写/读大型文件：58 MBps/83 MBps

Sentinel DX4000运行Windows Storage Server 2008 Essentials，是一款出色的硬件，但被平庸的软件特性拖了后腿。

网件ReadyNAS NV+v2

400美元

find.省略/72769

尚可

・测试机容量：2TB

・USB 3.0

・四只托架

・总体性能：尚可

・写/读多个文件：26 MBps/37 MBps

・写/读大型文件：37 MBps/86 MBps

第6篇：存储设备范文

关键词：Win7环境；USB存储；解决方案

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）29-0028-01

1 1号测试电脑

1.1电脑环境

电脑型号：联想启天M690E；操作系统：Ghost Win 7 旗舰版。

存在问题：USB接口鼠标、键盘正常使用，但USB存储设备插入无反应。

1.2问题分析

电脑其他功能正常，USB接口鼠标键盘能正常使用， USB存储设备在其他电脑上正常使用，卸掉其他外设后，USB存储设备插入无反应。

考虑先从软件设置、驱动安装方面着手，如果以上方法不能解决，则尝试重装系统。

1.3尝试方法

方法一（重新启用设备）：

右键"我的电脑"―"管理"―"设备管理器"―把提示问号的禁用再启用，拔出USB存储设备，重新插入。

结果，USB存储设备仍然无反应。

方法二（常规修复系统）：

使用360对系统进行常规修复，重启电脑，重新插入USB存储设备。

结果，USB存储设备仍然无反应。

方法三（重新安装驱动）：

尝试使用驱动精灵、驱动人生等软件安装驱动，均未提示有需要安装的驱动。

尝试手动下载、重新安装usb通用驱动，安装几个版本测试后，USB存储设备仍然无反应。

方法四（修改注册表）：

1）点击"开始"― "运行"―输入"regedit"―确定，进入注册表编辑器

2）依次展开HEKY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼usbehci

3）双击右面的start键，如图1：

4）将"数值数据"改为"3"，把基数选择"十六进制"。Start值是控制U盘设备的工作开关，默认设置"3"表示手动，"4"表示停用，设置为"3"电脑才能识别U盘。

结果，USB存储设备仍然无反应。

5）继续删除HKEY_LOCAL_MACHINE＼ SYSTEM＼ CurrentControlSet＼ Control＼ Class＼ {4D36E967-E325-11CE-BFC1-08002BE10318}下的"UpperFilters"和"LowerFilters"两个值。

结果，USB存储设备仍然无反应。

方法五（检查电源管理）：

右键"我的电脑"―"管理"―"设备管理器"

依次对每个USB Root Hub的属性进行修改，方法如下：

右键"USB Root Hub"―"属性"―点击"电源管理"选项卡，确认去掉“允许计算机关闭此设备以节约电源”前面的。

结果，USB存储设备仍然无反应。

方法六（安装USB Root Hub驱动）：

由于确定问题与硬件无关，在尝试过以上方法的基础上，我选择了卸载USB Root Hub，并删除了驱动，重新安装了通用串行总线控制器驱动，结果，USB存储设备仍然无反应。

继续手动安装USB Root Hub驱动，右键"USB Root Hub"―"更新驱动程序软件"，选择浏览计算机以查找驱动程序，到此界面（如图2）须手动重新选择驱动路径。

图2 选择驱动程序界面

点击图2"浏览"，选择驱动程序路径：C：＼Windows＼System32＼DriverStore，点击"下一步"，系统自动完成安装驱动。

结果，USB存储设备正常使用，成功。

2 2号测试电脑

2.1电脑环境

笔记：联想sl400，操作系统：ghost win 7 旗舰版

存在问题：USB接口鼠标、键盘正常使用，除某个U盘外，其他USB存储设备插入无反应。

2.2尝试方法

尝试过以上方法，均无效，最后采用了360安全卫士提供的系统重装功能，完成后，USB正常使用。

3 结论

可能导致电脑出现的该故障的原因不一定相同，当电脑出现故障时，我们排除电脑故障的原则要遵循先软后硬、先外后内、先一般后特殊、先简单后复杂。

参考文献：

第7篇：存储设备范文

关键词：大容量存储设备；NAND；文件系统；坏块管理；均衡

中图分类号：TP334.5文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)30-0733-02

Applications Reserch of Mass Storage Based on Embbed System

LIU Hui-zhong

(Hebei Institute of Applied Mathematics, Shijiazhuang 050081, China)

Abstract: What is the advantages of NOR/NAND Flash memory based on embedded sytem is discussed, the solution of how to use NAND Flash memory comprehensive is descripted , it combines flash file system,bad block management etc. ,put forward the method to deal with dirty block,wearleveling.

Key words: mass storage; NAND; file system; bad block management; wearleveling

1 引言

随着嵌入式系统越来越广泛的应用，嵌入式系统中有大量的数据需要存储和管理。Flash存储器具有容量大、体积小、功耗小、成本低、掉电后数据不丢失、读访问速度高、抗震性好等一系列的优点，已经成为嵌入式系统中广泛应用的存储器件。但是随着系统复杂性的增加和存储器容量的加大，如何高效地存储和管理数据从而方便用户使用成为一个重要的课题。

目前闪存有多种技术架构，其中以NOR技术和NAND技术为主流技术。NOR型闪存是随机存取的设备，适用于代码存储；NAND型闪存是线性存取的设备，适用于大容量数据存储，因此，设计能有效管理大容量NAND闪存的嵌入式闪存文件系统是解决办法。

2 Flash存储器特点

2.1 FLASH共同特点

FLASH是一种非易失性存储器NVM（Non-Volatile Memory），具有如下共同特点：

（1）区块结构

FLASH在物理结构上分成若干个区块，区块之间相互独立。比如NOR FLASH把整个Memory分成若干个Sector，而NAND FLASH把整个Memory分成若干个Block。

（2）先擦后写

由于FLASH的写操作只能将数据位从1写成0，不能从0写成1，所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦操作，将预写入的数据位初始化为1。擦操作的最小单位是一个区块，而不是单个字节。

（3）操作指令

除了NOR FLASH的读，FLASH的其它操作不能像RAM那样，直接对目标地址进行总线操作。比如执行一次写操作，它必须输入一串特殊的指令（NOR FLASH），或者完成一段时序（NAND FLASH）才能将数据写入到FLASH中。

（4）位反转

由于FLASH固有的电器特性，在读写数据过程中，偶然会产生一位或几位数据错误，这就是位反转。位反转无法避免，只能通过其他手段对结果进行事后处理。

（5）坏块

FLASH在使用过程中，可能导致某些区块的损坏。区块一旦损坏，将无法进行修复。如果对已损坏的区块进行操作，可能会带来不可预测的错误。尤其是NAND FLASH在出厂时就可能存在这样的坏块（已经被标识出）。

2.2 NAND 闪存特点

NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block)，这些区块是NAND器件中最小的可擦除实体。擦除一个区块就是把所有的位(bit)设置为“1”(所有字节(byte)设置为FFh)。写操作就是通过编程，将已擦除的位从“1”变为“0”。最小的编程实体是字节(byte)。NAND不能同时执行读写操作，它可以采用称为“映射(shadowing)”的方法，在系统级实现这一点。NAND的效率较高，是因为NAND串中没有金属触点。NAND与硬盘驱动器类似，基于扇区(页)，适合于存储连续的数据，如图片、音频或个人电脑数据。虽然通过把数据映射到RAM上，能在系统级实现随机存取，但是，这样做需要额外的RAM存储空间。此外，跟硬盘一样，NAND器件存在坏的扇区，需要纠错码(ECC)来维持数据的完整性。

3 Flash文件系统的设计

对于一个嵌入式系统，设备的兼容性越好，系统可行性就越好，产品也就越有竞争力。所以，为了兼容不同类型的FLASH设备，对FLASH进行通用设计至关重要。NAND FLASH可以根据相同的指令读取芯片的厂商号和设备号,从而通过识别设备号调用对应的时序流程实现操作。但是，系统中太多的判断，会使得程序的结构变得非常复杂。所以，在一定的条件下，NAND FLASH设备还是不兼容的。

为了解决这一问题，一个较好的方法是将FLASH的各个操作指令以及结构特性按照统一的格式存放到FLASH中固定位置。系统初始化时，将这个结构读入系统，通过分析这个结构，可以获得关于芯片所有相关信息，包括操作指令，区块分布等等。这样，系统可以轻松实现对不同型号FLASH的所有操作，极大地提高了设备的扩展性。

3.1 Flash文件系统的存储结构

本Flash文件系统将整个存储空间分成两个部分：文件分配表和数据区域。

（1）文件分配表（FAT，File Allocation Table）。主要反映了Flash存储器的扇区的使用情况，记录了各个扇区的状态，该扇区当前存放的文件的类型以及该扇区已经进行扇区擦除的次数。每个扇区的使用情况都在文件分配表中存有一项，每个表项占8个字节，数据结构如下所示：

structFAT_item{

char sector_state;/*扇区状态*/

unsigned short file_type;/*该扇区中存放的文件类型*/

long erase_time;/*该扇区已经进行擦除的次数*/

char reserved;/*保留*/

}

其中扇区有5种状态分别为：

0xff――空闲扇区；

0xfe――扇区已被占用；

0xfc――扇区的数据为过时数据；

0xf8――脏扇区，可以进行整片的扇区擦除；

0xf0――坏扇区；

（2）数据区域（Data Area）。除了文件分配表以外的扇区都称为数据区域。该区域采用线性Flash文件系统的设计思想，文件分为文件头和文件数据区两部分。文件头的数据结构如下：

struct file_header{

char name[NAMESIZE];/*文件名*/

long size;/*文件大小*/

struct file_header *next;/*指向下一个文件头的指针*/

char file_state;/*文件状态*/

}

文件头中用一个变量file_state来表示该文件当前的状态，只用了它的低4位来表示文件的5种状态，主要用于掉电数据恢复和垃圾回收。这在下面将有详细讲述。此外，本Flash文件系统分配给每个文件块的空间（即块大小）为2K，故一个扇区中最多可存储32个文件。用单向链表来链接文件，若next域为0xff，说明这是分配给该文件的最后一个文件块。

3.2 坏快管理

闪存芯片在使用过程中会出现坏块。坏块是指一个块中存在一个或多个无效位，其可靠性不能得到保证，必须加以标识和旁路（当然无效块不会影响到其它块的有效性）。为了对坏块实现管理，可以建立一张坏块到冗余区有效块的映射表。映射原理如下： 开始是一张初始坏块映射表，建立数据结构对整个存储区进行编号，并根据这个编号对映射表进行排序。进行写操作时，按照上述的映射结构将写地址与映射表进行比较，比较到块级即可。如果是坏块，将待写入的数据写到被映射到的块；如果不是，则直接写入该块。如果在写某块的某页时出现编程错误，则将该块添加进坏块映射表（当编程出错时就表明出错页对应的块无效），同时从该出错页开始，将该块后面的页数据都写入到对应的映射块。这样，在数据读出时，可将读地址与映射表比较，并且需要比较到页级以确定每一页的确切存放位置。如果该页编程正确，则直接读出；如果错误，则到被映射的块的对应页读数据，并且该页之后的页也从被映射块中读数据。对坏块进行读操作是允许的，即对于编程出错页前面的那些编程正确的页是可以正确读出的，而对坏块进行编程和擦除的操作是不推荐的，因为有时这些操作会使邻近的块也失效，所以读操作要查找到每一页的对应存放位置，而写操作只要查找到块就行，查找时采用二分查找算法。擦除完后，将擦除出错的块也添加进无效块映射表。无效块映射表需要不断维护和更新

3.3 垃圾回收

由于Flash的底层技术不支持Flash的任意空间被删除，而必须是以扇区为单位删除，所以在删除一个文件的时候，仅仅是在文件头的标识里作一个删除标识，而该文件依然保留在Flash空间中并标识它为脏数据DIRTY。这样导致系统在运行一段时间后，Flash中累积着大量的脏数据，这就有必要对这些脏空间进行回收，来有效利用Flash的存储空间。

本Flash文件系统中解决的办法是在系统中创建一个任务recycle_task专门进行垃圾回收，该任务实时地检查空闲队列。若空闲队列中的扇区数小于6时便进行垃圾回收，清除脏数据。在进行垃圾回收时，从待擦写队列中（包括脏块队列和干净块队列）取出一个扇区，将FAT中的该扇区的状态修改为过时的OBSOLETE，并将该扇区的擦除次数加1，然后在空闲块队列中申请一个空闲扇区，将回收扇区中的有效数据写到新申请的扇区中，修改FAT中新申请的扇区的状态，最后擦写回收扇区，并将其链接到空闲块队列中。

3.4 均衡磨损（wear_leveling）

均衡磨损的主旨是随机地将“干净”（无需擦写）的块的内容移至另一个空闲块后擦写该扇区，然后将其链接到空闲块队列中，等待写入新的数据。这实际上是日志文件系统的核心设计思想。

NAND块擦写次数限制为10万次，日志文件系统不覆写数据一定程度上保证了损耗平衡的同时,产生了无效页,当空间不足要回收无效页的空间,将无效页所在块的有效页拷贝到空闲空间，擦除此块。回收算法要保证擦写分摊到各个块上，延长使用寿命，并尽可能少地拷贝，避免影响I/O效率。本文件系统的损耗平衡由块分配策略和回收算法来保证。需要空间时从blockInfo数组中线性查找空白块，并记下地址finder，下次从finder开始新的查找，若finder为最大块，则回滚到第1块，故在数据频繁更新的情况下，如存储在块1的数据更新则写到递增的块2, 3, 4，而当2, 3, 4块是垃圾数据已被回收擦写，系统再分配的是5, 6块，避免2, 3, 4块再次使用而再被擦写，相当于有一段缓冲时间。加载时发现部分使用的块则记为finder。采用这种思想设计，能扫描到全部块，损耗平衡也就解决的更好。

4 结束语

本文所设计的Flash文件系统能较好解决NAND Flash存储器的管理问题。此解决方案较好地设计实现Flash文件系统，基本满足了管理闪存的通用行性设计、坏快管理、垃圾回收机制、均衡磨损机制等。对于要求更大容量的嵌入式系统，可采用把几块NAND Flash芯片级联来实现，这样就可成倍增加系统的容量，这是接下来重点研究的问题。

参考文献：

[1] 陈锐. 基于闪存技术的存储模块设计[D]. 浙江大学, 2006.

[2] 张长宏. 基于μCOS-Ⅱ的Flash文件系统的研究和实现[D]. 西安电子科技大学,2008.

[3] 陈文华, 郭培源, 陈岩. S3C44B0X嵌入式系统中Flash文件系统的设计与实现[J]. 北京工商大学学报(自然科学版),2006,(3).

第8篇：存储设备范文

关键词：PLC 掘进机 串口通讯 FX3U-232-BD 故障诊断

中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

随着煤炭开采向着机械化、自动化方向发展，越来越多的用到了掘进机、采煤机等大型机械设备。而这些设备几乎无一例外地使用了PLC、PCC等各种类型的可编程控制系统，以及复杂的控制、保护回路和传感器，并且其自动化程度还在不断提升中。另一方面，目前我国煤炭行业，井下设备受相关维修维护人员知识水平限制、维护不到位以及对产品的不熟悉，造成了部分简单故障无法处理、故障现象描述不清楚等情况，既影响正常安全生产，也给设备制造商售后服务带来不小压力。而通常的以太网远程维护成本高、配线麻烦，在煤矿井下部署并不方便。现如今U盘、SD卡、TF卡等可移动存储设备已经被广泛地应用于人们的日常生活、工作当中，其携带方便、容量大、价格便宜，特别是文件读取非常方便。基于以上原因，本文以U盘为例，笔者在这里提出一种基于可移动存储设备的软硬件设计方案，帮助掘进机维修维护人员协助厂家分析、诊断故障，尽早恢复设备实现正常生产。

1 原理介绍

三菱FX3U-64MR可编程控制器（PLC）内部寄存器，如各I/O口状态、模拟量存储单元数值等，通过FX3U-232-BD（RS-232C通讯功能扩展板）使用RS指令往外部发送，再通过带串口功能的U盘文件读写模块将串口发送来的数据最终以文件的形式存储到接驳于读写模块的U盘当中。掘进机在出现故障且维修维护人员无法诊断处理的情况下，将U盘插入文件读写模块并将模块连接至PLC的串行通讯功能扩展板，并按照厂家技术人员要求，顺序完成相应操作。操作完成后便可将U盘及模块拆除并恢复设备原始状态。升井后将U盘中的文件发送给厂家技术人员，从而实现辅助故障诊断。

2 硬件构成

本方案中需要用到的硬件有U盘文件读写模块、U盘、FX3U-64MR可编程控制器、FX3U-232-BD等，配置（见图1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、丰富的扩展性和通用性，被广泛地应用于各自动化行业。FX3U-64MR作为其第3代微型可编程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改进后的FX3U-232-BD能够更加牢固、可靠的安装于PLC基本单元扩展接口上。通过RS指令，能够简单迅速的完成PLC与外部设备的数据交换。带串口功能的U盘文件读写模块，一方面利用单片机自带串口通讯功能或者配合MAX 232芯片，将三菱FX3U-232-BD发送来的数据读取到单片机中，并通过挂接于单片机的CH375通用接口芯片的USB总线来完成U盘的读写操作，实现不依赖于通用计算机的数据的转移。

3 程序编制

程序设计主要涉及到FX3U-232-BD模块通讯，以及U盘文件读写模块单片机的相应程序。由于后者已作为成熟产品存在于市面上，对其原有程序做很小改动甚至不作修改便能满足功能要求。本文只给出PLC端的程序，其功能为实现PLC内部状态的数据输出（见图2）。

第0步设置8位数据处理模式；第3步为上电复位输出寄存器，并设置串口通信格式为8位数据长度、无奇偶校验、1位停止位、波特率为9600bps；第14步调用RS指令设置发送数据地址和点数，并设置不接受数据；第24步设置每一秒钟完成一次数据的发送，并写入需要发送的数据内容，然后置位M8122发送相应长度的从D200开始的数据。

至此，完成了对PLC端状态的发送。这些状态本身在一定程度上体现了PLC运行情况以及硬件回路工作情况，对故障的诊断提供了非常重要的信息。

4 结语

该方案主要优点是操作简单、方便，易于实现，同时不会对整机的成本产生影响，也不会产生安全上的任何问题，因为它本身无需对产品软硬件做任何的改动。更进一步的，通过定制的文件读写模块中单片机程序，直接生成所需格式的文件，再经计算机上编写对应的上位机软件处理，便可实现故障的自动分析与诊断。

参考文献

[1] 陈苏波.三菱PLC快速入门与实例提高[M].人民邮电出版社，2008.

第9篇：存储设备范文

关键词：存储系统 NAS 模式 SAN模式

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）09-0000-00

1引言

根据海南省对公路网管理体系建设的相关要求，在海南省交通运输厅交通信息化基础框架下，海南省公路局拟建设省公路养护与路政综合管理系统平台，包括建设养护综合业务管理系统、水毁应急抢险业务管理系统、路政综合业务管理系统三个业务领域的信息化系统；建设完善数据交换与共享平台，促进公路局现有系统的信息资源整合和共享，提高数据分析和挖掘的水平，增强对公路养护、路政管理的行业监管和宏观决策的支撑能力。该系统旨在实现公路路网管理水平和业务精细化管理水平的提升，改善内部履职能力，进一步实现公路管理行业的科学发展，为国际旅游岛建设提供有力支撑。

目前省厅信息中心已经建设了主机虚拟化平台，计算资源充足，该工程可依托现有主机虚拟化资源池部署数据库和应用系统。由于存储设备老旧，存储空间不足，本文将重点分析存储系统的技术方案。

2存储系统性能需求

本文中所述系统的存储需求较为复杂，包括数据库数据存储、虚拟机共享存储和视频存储。该工程数据库和应用系统均部署在虚拟化主机资源池，其存储系统既需要对数据库数据进行存储，还需为虚拟机提供共享存储空间。此外，系统包含场外应急和执法车辆监控摄像头信息采集功能，需要考虑视频存储和管理。其中数据存储和虚拟机共享存储具有容量较大、用户并发量大、I/O操作频繁、对传输速率要求高等特点，而视频存储具有信息量大但访问频率较低的特点，因此需要根据不同存储需求统筹考虑存储系统方案。

根据系统的数据量估算，5年内系统产生的数据量为1625GB，考虑到数据空间及日志空间、临时表空间的占用，通常取数据量的2.5倍，即所需数据存储空间为约为4TB。另外还需考虑虚拟机的共享存储空间，按照系统部署规模，将至少构建10台虚拟机，虚拟机共享磁盘空间不少于3TB。另外考虑20%的余量及不可预见因素，数据总存储容量至少要求为9TB。根据视频数据量估算，视频存储空间需求为8TB。

3存储系统模式

当前主流的存储系统模式有DAS（直连）模式、NAS（网络附加存储）模式和SAN（存储区域网络）模式。随着虚拟化、云计算、大数据等技术的不断发展，Server SAN、存储虚拟化等存储技术也应运而生。对上述几种存储系统技术概念和特点如下：

3.1 DAS模式

DAS，即Direct Attached Storage，顾名思义，DAS模式是指将服务器与存储设备直接连接，如图1-a所示。使用DAS将某个服务器和存储设备连接时，其他服务器无法读写存储设备中的数据，存储设备主机接口较少，因此该模式适用于只有特定服务器可以访问存储设备中的数据的情况。

3.2 NAS模式

NAS，即Network Attached Storage，NAS模式中服务器通过以太网与存储设备进行数据通信，从而实现多台服务器和终端访问存储设备中的数据，如图1-b所示。当业务服务器和网络设备共用LAN时，会对业务的数据通信造成影响。

3.3 SAN模式

SAN，即Storage Area Network，SAN模式需搭建存储系统专用网络，使多台服务器可以使用存储设备的数据，并形成一个独立于以太网局域网的区域网络，如图1-c所示。为了实现高速通信，一般都会使用光纤通道或iSCSI通道。由于搭建了存储设备专用网络，因此该模式适用于存储过程中需要处理大量数据，且不能对其他业务通信产生影响的情况。

SAN存储模式目前有FC SAN 和IP SAN两种技术路线，FC SAN是基于光纤通道构建的存储网络，存储交换机采用光纤交换机，需要为服务器和存储设备配备FC接口。而IP SAN中的iSCSI技术，是SCSI接口和TCP/IP技术结合的产物，该模式可以利用以太网交换机构建存储网络。

图1 主流存储系统三种模式

3.4其他模式

Server SAN模式：Server SAN是由多个独立服务器存储组成的一个存储资源池，即所谓的服务器分布式存储系统。该模式的存储系统无需单独购买专门的存储设备，而是通过在多台服务器上配备大容量存储硬盘实现。这种模式有着良好的性价比和扩展性，适用于中大规模的数据中心，或部署大数据处理业务，很多云服务提供商就是采用这种存储技术架构。

存储虚拟化：存储虚拟化是一个非常宽泛的概念，他包含基于主机的存储虚拟化、基于存储设备的存储虚拟化和基于网络的存储虚拟化。此处存储虚拟化主要指基于网络的存储虚拟化。该模式通过在存储前端添加虚拟化引擎实现，用于将异构的存储系统进行整合，从而实现不同存储设备的数据统一管理。该模式的产品不多，且存在设备兼容性等问题，亦不适合本文中的工程定位，故不作赘述。

4存储系统技术路线选择

根据前述几种主流存储模式的特点，总结其性能对比如表1所示。

表 1 几种主流存储系统技术路线对比

比较项目 SAN NAS DAS

网络 存储设备专用

不受LAN影响，FC接口和万兆iSCIS接口可实现高速通信 共享

使用LAN访问存储，进行备份等作业时可能会影响业务系统性能 存储设备专用

直连服务器，可实现高速通信

容量的使用效率 高

多台服务器共享存储设备 高

多台服务器和终端共享存储设备 w低

多台服务器无法共享存储设备

运维性 稍低

增加设备时需要相对专业的技术来设定SAN 高

增加设备时只需重新设置LAN即可 稍低

虽然该模式引入容易，但当增加服务器时，管理负担会加重

备注 高端存储设备具有高性能、高可用性和高可扩展性，适用于大型系统。但是需要确认不同种类设备之间是否可以连接 各终端可共享文件，适用于文件服务器 适用于服务器之间不需要共享文件的小型系统，可扩展性有限

注：很好，一般，w较差

基于以上主流存储技术路线之间的对比，结合系统的存储需求，本文将选择SAN存储模式作为该系统的存储架构。考虑省厅信息中心目前尚未建立万兆以太网络交换环境，为了保证数据传输速率，数据和虚拟机共享存储将采用FC SAN模式，购置光纤磁盘阵列，配置高转速SAS磁盘，利用现有光纤交换机构建高速光纤存储网络。而对于视频存储，因其访问频率较低且对读写速度要求不高，可利用现有以太网存储交换机和IP SAN磁盘阵列，增加磁盘扩展柜并配置低转速大容量磁盘，以节省投资规模。系统部署示意图如图2所示。

图2 主机及存储系统部署示意图

5结语

通过对当前几种主流存储技术路线进行探讨和分析，本文结合系统存储需求，提出了适用于海南省公路养护与路政管理系统工程的存储技术路线，该方案可实现在保证系统性能、最大限度利用现有设备、节约投资的前提下进行存储系统建设，可供交通运输行业内其他同类信息化工程参考。