[發(fā)明專利]一種基于SD卡的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法

在審

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• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107102818A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永;王哲;歷洪宇;周峰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司37219
• 代理人: 葉亞林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于SD卡的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代社會(huì)信息化程度的快速提高，各種移動(dòng)設(shè)備對存儲(chǔ)單元的速度與容量的要求越來越高。例如在導(dǎo)航系統(tǒng)中，民用北斗二代的中頻信號數(shù)據(jù)碼流達(dá)到64Mb/S，北斗一代的中頻信號數(shù)據(jù)碼流達(dá)到200Mb/S。其他如高清監(jiān)控、高清數(shù)碼攝像、高速通信等設(shè)備也都需要一個(gè)高速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)來存放采集到的信息。現(xiàn)在比較通用的固態(tài)硬盤等存儲(chǔ)介質(zhì)雖然存儲(chǔ)速度相對較高，但是硬盤的數(shù)據(jù)處理都需要基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一般通過主機(jī)及硬盤完成信號的轉(zhuǎn)換、處理和存儲(chǔ)工作，顯然增加了主機(jī)的操作，并且不方便攜帶。廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)的SD卡作為一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代低成本記憶設(shè)備，具有便攜性好，控制系統(tǒng)完全依賴于計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，但是其存儲(chǔ)速度一般在50Mb/S以下，存儲(chǔ)速度不能滿足高速數(shù)據(jù)碼流系統(tǒng)的要求。

中國專利CN202720628U公開了一種基于固態(tài)硬盤的高速存儲(chǔ)系統(tǒng)。包括硬盤陣列、SATARAID控制器和上位機(jī)。該存儲(chǔ)系統(tǒng)利用固態(tài)硬盤獨(dú)有的物理特性和環(huán)境特性擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，采用SATARAID控制技術(shù)擴(kuò)展存儲(chǔ)容量和速度。該高速存儲(chǔ)系統(tǒng)可能較好的實(shí)現(xiàn)對高速碼流數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，但是該裝置光是硬件設(shè)施就需要硬盤、控制器、上位機(jī)等，成本較高，便攜性較差，可能無法很好的適應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)新的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于SD卡的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。

發(fā)明概述：

本發(fā)明的存儲(chǔ)方法旨在存儲(chǔ)高速的數(shù)據(jù)碼流，采用環(huán)形緩存以串并轉(zhuǎn)換的方式完成利用低速設(shè)備存儲(chǔ)高速數(shù)據(jù)，即將一路高速串行的數(shù)據(jù)碼流轉(zhuǎn)換成多路并行的數(shù)據(jù)碼流，完成數(shù)據(jù)的降速。

本發(fā)明的技術(shù)方案將高速數(shù)據(jù)碼流分割成多個(gè)依次排列的數(shù)據(jù)塊，將數(shù)據(jù)塊依次寫入一個(gè)環(huán)形緩存中。環(huán)形緩存由N個(gè)緩存段構(gòu)成，N個(gè)緩存段共用一個(gè)寫指針，每個(gè)緩存段擁有獨(dú)立的讀指針。將數(shù)據(jù)塊依次寫入N個(gè)緩存段中，當(dāng)?shù)贜個(gè)緩存段寫完數(shù)據(jù)時(shí)，再繼續(xù)往第1個(gè)緩存段中寫數(shù)據(jù)，依次循環(huán)。每一個(gè)緩存段寫完后，再以較低的速率從該緩存段中讀數(shù)據(jù)并寫入對應(yīng)的SD卡，從而完成數(shù)據(jù)的降速。當(dāng)數(shù)據(jù)采集工作完成后，控制器將打亂的數(shù)據(jù)遵從原來的排列順序整合到同一個(gè)SD卡中，完成數(shù)據(jù)的全部存儲(chǔ)工作。

術(shù)語說明：

FIFO：First Input First Output的縮寫，先入先出隊(duì)列，這是一種傳統(tǒng)的按序執(zhí)行方法，先進(jìn)入的指令先完成并引退，跟著才執(zhí)行第二條指令。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種基于SD卡的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，包括步驟如下：

1)將高速串行信號分割成N個(gè)規(guī)格為8bit×512的數(shù)據(jù)塊，把N個(gè)數(shù)據(jù)塊對應(yīng)寫入N個(gè)緩存段中，所述的N個(gè)緩存段呈環(huán)形首尾相接排列；每個(gè)緩存段的位寬為8bit，深度為512；

2)讀取環(huán)形緩存段中的數(shù)據(jù)，將N個(gè)緩存段中的數(shù)據(jù)分別寫入對應(yīng)的N個(gè)SD卡，完成數(shù)據(jù)降速；

3)分別讀取N個(gè)SD卡中的數(shù)據(jù)；具體過程為，依次讀取第1個(gè)SD卡中的第一個(gè)BLOCK的數(shù)據(jù)、第2個(gè)SD卡中的第一個(gè)BLOCK的數(shù)據(jù)、…、第N個(gè)SD卡中的第一個(gè)BLOCK的數(shù)據(jù)；然后進(jìn)行下一個(gè)讀取循環(huán)，依次讀取第1個(gè)SD卡中的第二個(gè)BLOCK的數(shù)據(jù)、第2個(gè)SD卡中的第二個(gè)BLOCK的數(shù)據(jù)、…、第N個(gè)SD卡中的第二個(gè)BLOCK的數(shù)據(jù)，以此類推；通過上述操作把數(shù)據(jù)按照其在高速串行信號中的排列順序讀取出來，并存入總SD卡中，完成數(shù)據(jù)的整合存儲(chǔ)。在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)過程中將數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)到N個(gè)SD卡中，為了便于后期數(shù)據(jù)的處理和應(yīng)用，將這些數(shù)據(jù)按照原來的排列順序整合到一起。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟1)中，將N個(gè)緩存段中的數(shù)據(jù)分別寫入對應(yīng)的N個(gè)SD卡的步驟中，對SD卡的操作過程包括：初始化和寫操作：

A、初始化：

A1、設(shè)置SD卡的上電延時(shí)至少為74clock；上電時(shí)要延時(shí)足夠長的時(shí)間給SD卡一個(gè)準(zhǔn)備過程,根據(jù)不同的卡設(shè)置不同的延時(shí)時(shí)間；

A2、拉低片選信號CS，選中SD卡；所謂片選信號，指的是傳統(tǒng)南北橋架構(gòu)的主板中，地址線和數(shù)據(jù)線分開的BIOS芯片里的22腳的信號。它是由CPU發(fā)出，經(jīng)北橋，南橋到達(dá)。該信號的有無可以初步判斷南北橋的及CPU是否開始工作，BIOS資料是否被破壞。

A3、發(fā)送CMD0命令，SD卡返回0x01后進(jìn)入Idle狀態(tài)；