數(shù)據(jù)流盤-高速存儲讀取技術(shù)最新進(jìn)展
在測控領(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/讀取速度超過20MB/s，總量超過2GB，工程師們都需要花費較多的精力或財力以解決數(shù)據(jù)存儲/讀取的問題，
傳統(tǒng)儀器如示波器的存儲能力是有限的，采集周期由儀器上緩存大小決定，采樣結(jié)束以后，需要通過網(wǎng)絡(luò)、GPIB或者是USB總線將數(shù)據(jù)傳送到計算機中進(jìn)行存儲。舉例來講，如果采樣率為100MS/s，采樣通道緩存為256MB，那么當(dāng)數(shù)據(jù)填滿緩存時采集過程只持續(xù)了2.56s，緩存中的數(shù)據(jù)通過GPIB總線傳輸?shù)接嬎銠C(傳輸速率1MB/s)，傳遞過程需費時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，采集存儲過程可以一直持續(xù)下去，直到存儲的硬盤被填滿(最高2TB即2000GB)。采集的數(shù)據(jù)還可被直接從硬盤上通過相關(guān)設(shè)備完全回放出來，整個文件完全是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)而說明數(shù)據(jù)流盤的原理及其應(yīng)用，最后介紹最新的數(shù)據(jù)流盤產(chǎn)品。
所謂流盤即持續(xù)從或者向存儲器(Memory)中傳輸數(shù)據(jù)。存儲器可以是設(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。數(shù)據(jù)向這些存儲器上傳輸?shù)乃俾适艿蕉喾N因素的限制，包括系統(tǒng)的帶寬和存儲器介質(zhì)的讀寫速度等。本文介紹了流盤中使用到的總線種類和存儲介質(zhì)類型，以提供關(guān)于流盤的應(yīng)用信息，便于應(yīng)用于不同總線不同存儲器的流盤應(yīng)用，涉及了最新的數(shù)據(jù)流盤產(chǎn)品。
存儲介質(zhì)
IDE
IDE集成驅(qū)動電子設(shè)備是由Western Digital、ATA和APTI在1986年聯(lián)合開發(fā)的較早的應(yīng)用于硬盤和其它存儲介質(zhì)的一種接口規(guī)范。1990年11月，美國國家標(biāo)準(zhǔn)機構(gòu)采用了IDE接口標(biāo)準(zhǔn)。將IDE命名為ATA(高級技術(shù)附加裝置)。隨著技術(shù)的發(fā)展，存儲介質(zhì)的容量越來越大，原先的規(guī)范已不適應(yīng)更大容量的存儲介質(zhì)，于是EIDE(Enhanced IDE)被開發(fā)出來，它可以支持的磁盤容量達(dá)到8.4GB，同時該協(xié)議也發(fā)展成為可支持其它類型的存儲介質(zhì)，如CD、DVD-ROMS、磁帶存儲器和大容量軟盤。隨著磁盤容量的進(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年被開發(fā)出來以代替舊的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)，采用類似于以太網(wǎng)、光纖和PCI總線的形式以8B/10B的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，能對傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯檢查。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。傳輸信號采用LVDS形式(低電壓差分信號，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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