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Ultra 160 SCSI磁盘阵列的分析与设计

作 者: 冯冬明
导 师: 胡越明;朱平
学 校: 上海交通大学
专 业: 计算机技术
关键词: RAID 磁盘阵列 SCSI SPI-3 嵌入式系统 Cache
分类号: TP333
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 12次
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内容摘要


磁盘为数据提供了快速而廉价的存储空间,但是作为机电设备,故障率比较高,当磁盘发生故障时,有价值的数据就会丢失,且不可恢复。因此为防止数据的丢失,IT专家开始研究新的技术。RAID为数据保护提供了很好的解决方案。RAID是独立磁盘冗余阵列的缩写,它将两个或者多个磁盘驱动器进行组合,有利于磁盘数据的容错和性能的提升。本文在分析研究磁盘阵列的基本原理和RAID核心特性的基础上,成功研制了Ultra 160 SCSI磁盘阵列系统。该系统采用了高传输速率的SCSI通道,支持SPI-3协议;采用RAID 3技术,能与主机标准接口连接,实现即插即用;支持在线数据重构和热拔插等功能;采用TCP/IP、Telnet等技术,支持远程维护、诊断并在出现故障时能自动报警。系统核心的磁盘阵列控制器以Intel IOP处理器架构为基础,自主开发的磁盘阵列缓冲管理技术、固化软件(firmware)驱动以及用FPGA来实现硬件RAID技术,可使本系统达到相应磁盘阵列最高的数据传输速率。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-6
第一章 概述  6-11
  1.1 课题研究的背景  6-7
  1.2 课题研究的目标和方法  7-8
  1.3 研究的指导思想和原则  8-9
  1.4 主要功能和技术指标  9-10
  1.5 本文内容安排  10-11
第二章 磁盘阵列及其协议支持  11-33
  2.1 RAID 基本原理  11-19
  2.2 SCSI 体系架构  19-29
    2.2.1 SCSI 协议标准  20-25
    2.2.2 Ultra160 技术介绍  25-29
  2.3 PCI 总线  29-33
第三章 ULTRA 160 SCSI 磁盘阵列系统组成  33-46
  3.1 系统关键技术  33
  3.2 系统实现  33-46
    3.2.1 系统实现机理  33-34
    3.2.2 系统硬件组成及功能模块  34-42
    3.2.3 中断路由  42-44
    3.2.4 系统软件组成及功能模块  44-46
第四章 基于 FPGA 的高速数据通路设计  46-60
  4.1 PCI CORE的设计  46-52
    4.1.1 PCI Core 的功能描述  46-47
    4.1.2 工作机制  47
    4.1.3 设计思想  47-52
      4.1.3.1 数据通路特点  47
      4.1.3.2 顶层设计  47-48
      4.1.3.3 模块划分  48-50
      4.1.3.4 功能描述  50-52
  4.2 RAID 校验码的生成  52-56
    4.2.1 RAID 校验码的硬件生成  52-54
    4.2.2 RAID 校验码的软件加速器生成  54
    4.2.3 链表描述符格式  54-56
  4.3 数据通路性能评估  56-60
第五章 磁盘阵列系统的可靠性、可用性和可维性设计  60-65
  5.1 可靠性设计  60-63
    5.1.1 数据校验方式  60-63
    5.1.2 背板连接方式  63
  5.2 可用性设计  63
  5.3 可维性设计  63-65
第六章 结束语  65-68
参考文献  68-70
致谢  70-71
攻读学位期间发表的学术论文  71-73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机(不连续作用电子计算机) > 存贮器
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