一种SRIO接口的固态文件系统

作     者：潘慕晗 

作者单位：中国舰船研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：刘云

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：Serial RapidIO 文件系统 二级流水线 控制与数据分流 

摘      要：随着嵌入式技术的不断发展,嵌入式平台对于高速大数据量存储的要求越来越高。在嵌入式领域,Serial RapidIO是一种高性能的基于包交换的互联技术,具有低延时、高带宽和高可靠性等优点,为系统内部互联提供了良好的解决方案。Linux系统作为开源操作系统,满足嵌入式系统对高可靠性、高安全性与高稳定性的需要。为实现高速大数据量存储,采用Linux文件系统与基于Serial RapidIO互联的体系相结合是构建高速大容量嵌入式存储文件系统的可行途径。主要对客户端服务器模式下的文件访问、数据交换过程及数据交换协议等技术进行了分析与研究,实现了基于Linux下的EXT4文件系统的大容量存储,Serial RapidIO的直接IO/DMA模式的数据快速传输以及嵌入式平台的大容量高速率文件系统。主要工作如下:(1)设计实现用户远程访问文件的流程,通过以太网传输控制流、Serial RapidIO传输数据流、QorIQ P4080作为服务器处理用户请求,实现大容量高速率的存储模块,从而使得工作速率达到732MB/s。(2)对文件系统进行优化,使得文件读取与SRIO发送成为一个2级流水线,并行地进行数据读取与发送。(3)建立实验平台,在整机系统状态下通过用户编程API对文件系统的访问速率进行了测试,结果显示,访问速率最高达到1GB/s。实验结果表明,文件系统在功能性、可靠性和性能方面满足设计需求,实现了高速大容量存储的功能,平台内的连通用户可以远程访问文件系统。通过设计一种SRIO接口的固态文件系统,在一定程度上解决嵌入式平台高速大容量存储的问题,主要创新点是通过SRIO和网络实现远程访问文件系统,同时通过实现一个二级流水线,提高文件系统的读写速度。