[发明专利]一种提高高速信号采集系统实时性的方法

说明书

本发明公开了一种提高高速信号采集系统实时性的方法，包括采集控制软件把文件系统的文件逻辑块分配表与闪存转换层的映射表合为一张文件物理块使用信息表，将闪存转换层与文件系统两次地址代换合为一次代换；当记录采集数据时，先从空闲物理块表中摘取一个已经擦除的空闲物理块，把地址添加进该文件的物理块使用信息表的尾端，再写数据到该物理块中；读文件时，先查询文件的物理块使用信息表获得物理块地址，再读操作；删除文件时，把该文件所有物理块依次擦除，放回空闲物理块表中，同时作废该文件的物理块使用信息表。本发明增加了采集系统的实时性，提高了响应能力；进一步降低了采集系统运行功耗，减少了相关数据结构的空间需求。

技术领域

本发明属于高速信号采集领域，涉及到信号存储设备的文件系统与闪存转换层的融合优化设计，具体涉及到一种通过对存储设备的文件系统与闪存转换层融合优化以提高高速信号采集系统实时性的方法。

背景技术

在雷达、图像、视频等高速信号采集领域，需要使用闪存介质将采集数据进行保存。与传统的机械硬盘相比，闪存介质具有体积小、速度快、功耗低等优点，但闪存介质是一种不可靠的介质，存在坏块、读干扰、写干扰、数据保鲜期等一系列可靠性问题。因此传统SSD的固件设计往往采用闪存转换层FTL(Flash Transformation Layer)来进行数据可靠性管理。FTL实现逻辑地址LBA(Logical Block Address)到物理地址PBA(Physical BlockAddress)的转换。从FTL的使用者来看，数据存放的位置只是由逻辑地址LBA决定，但是数据在闪存介质中具体存放的位置即物理地址PBA则由闪存转换层FTL负责维护。这样当介质发生可靠性相关的问题时，闪存转换层FTL会通过修改逻辑地址LBA到物理地址PBA的映射，将数据存放至可靠性更有保障的物理区域，而FTL使用者则不需要关心相关的映射细节。

在高速信号采集领域，往往需要按照文件的形式将采集的数据进行保存，因此针对信号采集的SSD存储设备需要同时实现文件系统，文件系统实质实现了文件名与相对该文件头部的偏移量到逻辑地址LBA的映射关系，进一步向用户屏蔽了文件数据和文件系统元数据(MetaData)在逻辑地址LBA空间的存放与组织方式。

高速信号采集采样精度高、采样率高，并且需要长时间持续不间断的采样与存储，这对采集系统的实时性提出了很大要求，因此采集控制软件的设计需要精巧化、开销小、实时响应能力强。文件系统与闪存转换层的两次地址代换无疑增加了软件开销，降低了系统实时性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明分析高速信号采集的应用场景，提出一种新的文件系统与闪存转换层融合优化机制，将闪存转换层与文件系统两次独立的地址代换合为一次代换，大大降低采集控制软件的开销，提高了采集记录的实时性，使Flash闪存介质能更好地应用于高速信号采集项目中。具体技术方案如下：

一种提高高速信号采集系统实时性的方法，包括：针对高速信号采集应用场景，采集控制软件把传统文件系统的文件逻辑块分配表与闪存转换层的映射表合为一张表,即文件物理块使用信息表，将闪存转换层与文件系统两次独立的地址代换合为一次代换；

当要把采集数据记录到一个文件里的时候，采集控制软件首先直接从空闲物理块表中摘取一个已经擦除的空闲物理块，并把这个空闲物理块地址添加进该文件的物理块使用信息表的尾端，然后将数据写入这个新的物理块中；

当要读取一个文件时，则首先查询该文件的物理块使用信息表获得物理块地址，然后启动读操作；

当要删除文件的时候，则把该文件所有物理块依次擦除，放回空闲物理块表中，同时作废该文件的物理块使用信息表。

进一步，包括：采集控制软件数据结构维护至少4张表，包括文件信息表、各文件的物理块使用信息表、空闲物理块表、坏块表；