学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于PCIE接口混合存储系统的设计与实现

作 者: 钟德懿
导 师: 周功业
学 校: 华中科技大学
专 业: 计算机技术
关键词: 相变存储器 驱动程序 文件系统 元数据 FLASH转换层
分类号: TP333
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 85次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


FLASH存储介质的出现已有20多年的历史,随着设计和的工艺改进,以FLASH为存储介质的存储器得到了广泛的应用。近几年,FLASH存储器已经从传统的嵌入式领域扩大到了PC、服务器领域。相变存储器(PCRAM)是一种新型非易失性存储器技术,近年来随着材料科学的发展及制作工艺的进步,PCRAM取得了重大突破。PCRAM作为一种新型非易失性存储器,其多种性能指标优于FLASH存储器。考虑现有的技术条件,结合FLASH成熟的应用技术和PCRAM的优点,设计了一种新型的混合存储器。针对这种混合存储器的特点,参考一些比较成熟的文件系统,设计并实现了一种新的文件系统。该文件系统将元数据、用户数据修改后的更新数据与用户数据相分离,并将元数据、更新数据存储在PCRAM,用户数据存储在FLASH上。对于FLASH中的每个数据块,在PCRAM中都有一定容量空间与之对应。FLASH中的数据被修改后写入与之对应的PCRAM中。超级块用于对文件系统的基本描述,索引位图和数据页位图是一些联系的位,它们用于描述某一索引节点和数据页是否被使用。在新的文件系统中,索引节点域包含了描述和管理每个文件的索引节点。而数据块信息域的另一作用是用于管理FLASH上的块。基于页映射算法给出了新的FLASH转换层(FTL)地址映射算法,并在以下三方面进行了改进:一是使用PCRAM存储FTL元数据,例如页映射表、物理块信息、坏块信息等。这能有效解决原来的页映射算法中的较大的内存开销及重建映射表的时间开销问题;二是新的FTL算法支持逻辑页删除功能,这将减少垃圾回收的开销;三是新的管理方式,通过添加保留块可用于防止当存储器接近用尽时频繁产生的合并操作。针对混合存储器,设计并实现了相应的PCIE接口驱动程序和Linux块设备驱动程序。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题背景和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 本课题主要研究工作  10
  1.4 本文组织结构  10-12
2 基于PCRAM 与FLASH 的混合存储系统相关技术  12-25
  2.1 相变存储器的特点  12-14
  2.2 基于FLASH 的文件系统  14-20
  2.3 FLASH 转换层(FTL)  20-22
  2.4 混合存储器设计  22-24
  2.5 本章小结  24-25
3 文件系统的设计与实现  25-37
  3.1 文件系统设计概述  25-27
  3.2 文件系统元数据的管理  27-29
  3.3 文件系统的数据结构  29-31
  3.4 改进的FTL 算法  31-36
  3.5 本章小结  36-37
4 混合存储器驱动程序的设计与实现  37-49
  4.1 设备驱动程序概述  37-45
  4.2 混合存储器驱动程序的设计与实现  45-48
  4.3 本章小结  48-49
5 系统功能验证与测试  49-55
  5.1 混合存储器I/O 性能测试  49-51
  5.2 文件系统I/O 性能测试  51-53
  5.3 文件系统可扩展性测试  53-54
  5.4 本章小结  54-55
6 总结与展望  55-57
致谢  57-58
参考文献  58-61

相似论文

  1. 基于ARM9机车信号系统检测装置的设计与优化,U284.91
  2. 网位仪信号采集与处理平台的设计与实现,S951.2
  3. 基于元数据的农田信息存储、管理和共享研究,S126
  4. 分面元数据在网站检索系统中的应用研究,G354.2
  5. 面向高校重点课程的教参资源库建设的应用研究,G642.3
  6. C/S模式MIS软件可复用构件的研究与开发,TP311.52
  7. 矿区多源遥感影像集成管理系统的设计与实现,P208
  8. 基于Map/Reduce框架的分布式日志分析系统的研究及应用,TP311.52
  9. 基于ARM的嵌入式实时操作系统的设计与开发,TP316.2
  10. 基于eCos和ARM7的污水在线监测传输终端的设计与实现,TP311.52
  11. 基于WiFi的无线虚拟存储系统,TN929.5
  12. 相变存储器测试方法及测试系统的研究,TP333
  13. PCI Express接口固态硬盘存储系统设计,TP333
  14. DWMS中元数据以及缓冲区的设计和实现,TP311.13
  15. UWB系统中包处理模块的设计与实现,TN925
  16. NAND Flash文件系统研究与实现,TP333
  17. 网络环境下的分布式存储系统的设计与实现,TP333
  18. 存储系统中多维元数据索引的高效更新方法研究,TP333
  19. 汉文古籍标准化元数据转换研究与应用,TP391.1
  20. 基于远程控制的SD卡文件管理,TP273

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
© 2012 www.xueweilunwen.com