一种海量数据的快速卸载设备的制作方法

本实用新型涉及数据存储领域技术，特别是一种海量数据的快速卸载设备。

背景技术：

在军工领域，由于无人机的快速发展，各种类型的记录设备及数据，急需设备进行维护和分析。目前的设备均存在卸载速度太低的问题，不能满足使用要求。因此海量数据的快速卸载技术，是这类设备研制的关键所在。

通用的计算机sata接口及通过pcie总线扩展的sata接口，对接标准接口存储单元，比如各种硬盘，均可达到所要求的速度。但对于非标准接口及多通道此类信号并行传输，则需要用到均衡控制技术。

快速卸载设备需要在40分钟内完成5tb存储数据的卸载。某型号电子盘接口为lrm连接器，内含10路高速串行信号。目前计算机内最快的总线为pcie总线，因此需要以cpu为核心，在pcie总线的两端设计多个快速串行信号传输通道。前端用于到电子盘hsr连接器的多路串行信号传输，后端用于到本地存储单元的多路串行信号传输,可在短时间内完成大量的数据传输。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海量数据的快速卸载设备，能够在40分钟内完成5tb存储数据的卸载。

为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种海量数据的快速卸载设备，包括主控计算机、本地存储单元、第一扩展模块、第二扩展模块、接口适配模块；

其中，主控计算机包括cpu、主板，主板上设置有平台管理控制中心即主板pch，主板pch为控制芯片组；控制芯片组通过sata接口与本地存储单元通讯和连接；

主板上设置多个pcie接口和多个dmi快速通道；主控计算机通过pcie接口与第一扩展模块、第二扩展模块连接；第一扩展模块通过sata接口与本地存储单元通讯和连接；主板pch和cpu之间通过dmi快速通道通讯和连接；

第二扩展模块为二个，均通过通过pcie接口与主控计算机连接，并通过多个sata接口与接口适配模块连接。

进一步具体的，海量数据的快速卸载设备还包括电源模块、供电电缆；电源模块为海量数据的快速卸载设备提供电源支持，电源模块通过供电电缆连接主控计算机、本地存储单元、第一扩展模块、第二扩展模块、接口适配模块。

进一步具体的，所述的cpu为intel公司haswell架构的corei74790k，可控制3路pcie3.0接口，外接8g内存；主板pch为intel公司的z87芯片组；能提供6个原生sata3.0接口来满足系统的需求；pch和cpu之间通道为dmi2.0×4快速通道，能提供2gb/s的数据带宽。

进一步具体的，所述的pcie接口为pcie3.0×8接口；传输速度高达8gb/s。

具体的，所述的第一扩展模块选用lsisas9217-8i阵列卡,采用双核powerpc800mhz处理器，能够提供8个内部6gb/ssata+sas端口。其数据传输速度高达6gb/s。

具体的，所述的第二扩展模块选用lsisas3081e-r阵列卡,采用lsisas1068e控制芯片，提供8个内部6gb/ssata+sas端口。其数据传输速度高达6gb/s，通过2块lsisas3081e-r阵列卡对完成10路sata3.0接口的扩展。

具体的，所述的接口适配模块是一块高速信号适配模块，接口适配模块包含lrm连接器和sata连接器，为电子盘提供电源接口并且为快速卸载设备提供sata互联接口。

具体的，所述的接口适配模块用于将电子盘lrm接口转换为sata接口；其中lrm连接器为1个，与电子盘对接；sata连接器包括sata15电源接口和sata7p数据接口，其中sata电源接口为5路，与电源模块对接；sata7p数据接口为10路，与第二扩展模块对接。

具体的，lrm连接器上内含10路高速串行信号，对10路sata3.0信号进行转接，分别对应10路sata7p数据接口；且每个通道串行差分信号设置有sata信号调节器，进行传输阻抗匹配处理，有效保证数据卸载速度及卸载质量。

更具体的，sata信号调节器选用sn75lvcp600s。sn75lvcp600s是一款支持高达6.0gbps数据速率的单通道sata/sas信号调节器。该器件符合sata物理规范rev3.0与sas电子规范2.0。sn75lvcp600s采用3.3v单电源供电，提供具有自偏压特性的100ω线路端接，是ac耦合的理想选择。各种输入整合了带外（oob）检测器，可在保持稳定共模电压与sata/sas链路一致的同时，自动消除输出噪声。

具体的，使用操作系统多核多线程工作模式，将电子盘视为10个io设备，再调用readfile函数，可实现10个io进程同时读数据，计算机并发任务处理模式来完成基础的数据迁移工作。在进行数据读取时，采用了内存映射技术，速度获得大幅提升，并且免去了内存交换。在进行数据写入时，采用了多盘一对一映射并发处理算法，充分利用了计算机系统的数据交换能力。

更具体的，所述的主控计算机还包括显示屏、主板、电源。

本实用新型的的特点为：

1、充分利用主板系统的pcie3.0通道及sata3.0通道，所有数据不经cpu进行处理，cpu仅需发起数据传输的操作即可。pch和cpu之间的dmi2.0通道仅用来提供控制操作，不用做数据传输通道。

2、采用lsi公司成熟的磁盘阵列卡lsisas9217-8i和lsisas3081e-r阵列卡，将主板模块及扩展模块的相关速度进行锁定，使得各个通道传输速率一致，避免某个通道速率降低导致产品发热的现象。

3、对接口适配模块每通道串行差分信号进行传输阻抗匹配处理，设计sata信号均衡器，实现对sata3.0快速信号的增强。

4、在一个便携式机箱内，完成了11块硬盘的物理接入、数据交换、全盘拷贝等操作，其中1块用于系统盘，数据存储单元占用10块硬盘，省去了之前的扩展箱部分，这些都依赖了新的磁盘数据交换技术的应用以及新的存储硬件的选择。

附图说明

图1是本实用新型的整体方案框图。

图2是实用新型的另一种实施方案原理图。

图3是接口适配模块设计框图。

图4为海量数据的快速卸载设备的交联对象为某型无人机系统330017记录器电子盘时，与电子盘的交联关系。

图中，扩展模块a即为第一扩展模块；扩展模块b即为第二扩展模块。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1

如图1-3所示，本专利的一种海量数据的快速卸载设备，包括主控计算机、本地存储单元、第一扩展模块、第二扩展模块、接口适配模块、电源模块及供电电缆等几部分组成。

海量数据的快速卸载设备的主要性能指标如下：

a)数据存储单元容量：10t；

b)支持10路sataⅱ接口同时下载数据；

c)快速卸载记录数据到回放设备硬盘，按照sataii接口，5tb电子盘全盘数据卸载时间≤40分钟；

d)处理能力：cpu采用corei7，主频为3.5ghz；

e)内存：8gb；

f)扩展槽：1个pcie×16插槽，2个pcie×8插槽；

g)lcd显示：17寸液晶屏,分辨率：1280×1024。

第一扩展模块为1块，用于将主板上pcie总线转换为8路标准sata2.0接口。选用标准货架产品型,号为sas9217-8i。

第二扩展模块为2块，单个模块用于将5路标准sata2.0接口转换至主板pcie总线。2块第二扩展模块用于将10路标准sata2.0接口转换至主板pcie总线。选用标准货架产品，型号为sas3081e-r。

数据存储单元用于存储电子盘中的机载数据。数据存储单元由硬盘固定装置、固态硬盘10个组成。

接口适配单元（和）为电子盘提供物理连接接口，用于将电子盘插入数据回放设备中，并将电子盘lrm接口转化为sata接口。接口适配单元包括：a)适配单元壳体；b)接口适配模块。接口适配模块装配于适配单元壳体内。

接口适配模块用于将电子盘lrm接口转换为sata接口，并为sata接口提供供电电源。其主要性能指标为：a)lrm接口：1路；b)sata接口：10路，sata2.0格式。

将海量数据的快速卸载设备正常放置在工作台面上，按图4所示与电子盘进行正确可靠的连接，即可开始工作。

实际使用时，本地存储单元的最大理论写入速度为：4800+600×2=6000(mb/s)。5tb存储数据全盘数据理论卸载时间为：5×10⁶÷6000=833.34(s)=13.89(min)。通过实验验证,由于原始数据5tb电子盘的接口为sata2.0,对相应接口进行降速处理。本地存储单元的实际写入速度约为2000～3000(mb/s)，按照实际写入速度为2500(mb/s)计算，5tb存储数据全盘数据实际卸载时间为：5×10⁶÷2500=2000(s)=33.33(min)。因此，5tb存储数据全盘数据卸载时间不大于40分钟的技术指标要求。