[發明專利]基于分布式存儲器的數據存儲方法

無效

• 申請號: 200910081417.4
• 申請日: 2009-04-03
• 公開（公告）號: CN101782878A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 劉峰;龍騰;劉騰飛;胡善清
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28;G11C7/10;G01S13/90;G01S7/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍

技術領域

本發明涉及一種數據存儲方法，尤其涉及一種基于分布式存儲器的數據存 儲方法。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)是一種高分辨力的成象雷達，其采集下來的數據形 成一個大的二維矩陣，通常把矩陣的行稱之為距離向，列稱之為方位向。在數 據處理過程中，首先對距離向進行脈壓處理以獲得該向的高分辨率，然后對方 位向采用信號處理方法，使得采集來的數據合成一個大口徑的雷達。因此我們 在SAR算法過程中，需要對二維矩陣先進行行向量的處理，然后再進行列向量 處理，在這個過程當中就需要對矩陣進行轉置。在工程實現中我們常常使用大 容量的SDRAM存儲器存儲數據，在制作SDRAM過程中，其內部分為很多小 塊，把這每一塊稱之為頁。在一頁中無論順序讀取還是跳變讀取的效率都相同， 但是當數據的跳變長度太大時，會產生跨頁的現象。這就使得在操作矩陣數據 時需要不斷的切換頁，從而浪費很多時間。目前的SDRAM存儲器中一頁大小 為2K，然而在SAR算法中的任意維數據長度都會超過一頁范圍。在僅進行距 離向處理時，因其是順序操作，可以得到很高的帶寬。但是在方位向處理中， 每取一點都要進行跨頁操作，這就大大降低了方位向點帶寬，實際帶寬只有總 線理論帶寬的不到10％。

目前的SAR處理中，為了滿足處理的帶寬需求，一種方法是采用FPGA對 內存的操作進行優化，通常處理器向FPGA發送操作命令字，FPGA進行解析 后將數據取出來，通過FPGA的優化可以使得操作效率達到很高，但是需要額 外的硬件輔助。另一種方法則是采用冗余方法進行操作，該方法通過FPGA對 多塊SDRAM操作，每塊SDRAM中存儲相同的矩陣，當需要處理列向量時， 可以同時操作多條列向量。但是這種方法需要額外的內存，有很大的局限性。

從上面可以看出目前的矩陣存儲方法總要借助硬件的輔助，這就受到很大 限制，同時在未來的大測繪帶SAR中內存容量也是個不可忽視的問題。為此我 們提出了一種新的存儲方案，該方案建立在分布式的處理節點上，這樣可以擴 大SDRAM容量，同時也可以實現并行處理，另外在單節點內采用軟件的方法 對內存操作，同樣達到了與硬件相同的操作效率。這樣即打破了單節點內的硬 件限制，同時也使得存儲容量和處理效率得到了提高。

發明內容

本發明的目的在于解決大測繪帶SAR的數據高效訪問，提供了一種基于分 布式存儲器的高效數據存儲方法，實現了容量的擴大，以及并行處理的規模。

該一種基于分布式存儲器的數據存儲方法，所述方法包括步驟：

第一步：將完整數據矩陣按照某一維劃分為n段，其中n為實際系統處理 的節點數；當算法需求先進行行向量處理時，按照列方向將矩陣劃分n段，當 處理需要先處理列向量，按照行方向進行分段；

第二步：根據數據劃分方式，產生數據分布圖；記錄第一步中劃分好的數 據段位于哪一節點內；

第三步：對單節點內的數據矩陣劃分；根據SDRAM的頁大小，將每個處 理節點內的大矩陣劃分為若干小矩陣，SDRAM的每頁中包含矩陣的部分行向 量部分列向量；

第四步：接收矩陣訪問命令，根據收到的命令判斷訪問矩陣哪一維，如果 這一維數據在本地節點內完整，則通過單節點內的高效訪問方法進行訪問，如 果本地節點只有部分數據時，首先獲得本節點內的數據，然后通過第二步中生 成的數據分布圖獲得空缺數據位于哪一節點，向該節點發送數據請求，通過節 點間互聯高速接口進行數據補充；

第五步：返回數據，進行處理。

該存儲方法的工作原理：SDRAM內部是按照行和列劃分為很多單元格， 在進行行內訪問時會有很高效率但是跨行訪問數據效率會變得很低，所以為了 平衡數據矩陣的行向量和列向量的操作效率，就要改變傳統的存儲數據方式。 所以要使得在SDRAM的一行中即包含數據矩陣的行向量數據，還要包含一部 分列向量數據。這樣便可以做到兩維操作均衡。對于數據矩陣的一種劃分方法， 就是將其分為很多小的矩陣，每個小矩陣大小要同SDRAM的行為基準。最后 將劃分好的小矩陣編號一次存入SDRAM中。