[發明專利]一種超高性能數據記錄儀以及數據記錄方法

在審

• 申請號: 202211599822.7
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN116009772A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 楊柱;王劍立;馬銘振;谷衛青;劉山虎;朱孟元;潘文潔
• 申請（專利權）人: 堯云科技（西安）有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 李永剛

1.一種超高性能數據記錄儀，其特征在于：包括CPU、DDR、高速采集接口模塊、采集數據存儲加速模塊和存儲模塊；

所述采集數據存儲加速模塊和存儲模塊與CPU之間通過PCIe總線連接；

所述采集數據存儲加速模塊包括協議處理模塊、Buffer管理子模塊、發送隊列和接收隊列；

所述高速采集接口模塊實現各種類型高速接口協議的適配，完成接口數據的采集和發送。

2.根據權利要求1所述超高性能數據記錄儀，其特征在于：所述高速采集接口模塊和采集數據存儲加速模塊設置有若干組。

3.根據權利要求1所述超高性能數據記錄儀，其特征在于：所述存儲模塊為單盤或多盤、基于單盤或多盤的存儲模塊、或為從屬或外掛的存儲陣列。

4.一種根據權利要求1所述超高性能數據記錄儀的數據記錄方法，其特征在于：

通過CPU對超高性能數據記錄儀實現配置和管理；

所述配置為CPU對采集數據存儲加速模塊的初始化配置；

所述采集數據存儲加速模塊管理高速采集接口模塊實現數據封包解包、數據收發；

所述采集數據存儲加速模塊將接收或發送的數據存放在DDR中；

所述CPU管理存儲模塊以及基于該存儲模塊的文件系統；

所述CPU通過采集數據存儲加速模塊實現數據的收發管理。

5.根據權利要求4所述數據記錄方法，其特征在于：所述初始化配置至少包括多個接收隊列配置和發送隊列配置；

所述接收隊列配置至少包括：接收協議棧配置、接收隊列的命令fifo深度、接收buffer的地址、接收buffer的塊大小和接收buffer的深度；

所述發送隊列配置至少包括：發送協議棧配置、發送buffer的地址、發送buffer的塊大小和發送buffer的深度。

6.根據權利要求5所述數據記錄方法，其特征在于：所述采集數據存儲加速模塊的發送隊列和接收隊列為采集數據存儲加速模塊數據發送和接收的循環隊列。

7.根據權利要求6所述數據記錄方法，其特征在于：所述數據發送隊列的數據發送過程為：采集數據存儲加速模塊從發送隊列獲取數據發送命令，從命令中指向的buffer讀取數據，并完成數據協議棧封包后，交由數據采集接口模塊發送數據；在該命令的數據發送完成后，釋放該buffer塊；

所述數據接收隊列的數據接收過程為：采集數據存儲加速模塊從數據采集接口模塊接收數據，并完成數據協議棧解包后，匹配接收隊列；若無匹配接收隊列則直接丟棄該數據；若匹配到接收隊列，則申請數據buffer塊后，將數據保存至buffer，并在該接收隊列生成一條命令，并記錄其存儲數據的buffer地址和數據長度。

8.根據權利要求7所述數據記錄方法，其特征在于：所述數據接收過程中，將一個接收隊列連續接收的多組數據整合連續保存在單個buffer中，僅生成一條命令，數據長度為該多組數據的總長度。

9.根據權利要求7所述數據記錄方法，其特征在于：所述采集數據存儲加速模塊使用的buffer為CPU側的DDR或采集數據存儲加速模塊內部的DDR；該buffer地址已映射至所述PCIe總線上。

10.根據權利要求4所述數據記錄方法，其特征在于：所述CPU通過采集數據存儲加速模塊實現數據的收發管理，所述CPU不會執行buffer數據的搬移操作；針對數據的存儲和讀取操作，CPU完成文件管理，并采用NVMe協議向存儲模塊下發數據收發操作的寫/讀指令，不參與數據處理。

11.根據權利要求10所述數據記錄方法，其特征在于：所述針對數據的存儲操作包括如下過程：CPU從采集數據存儲加速模塊的接收隊列獲取數據buffer地址和數據長度，由文件系統分配的LBA地址，生成寫指令，推入NVMe協議SQ隊列中；

存儲模塊獲取SQ隊列中的寫指令，通過PCIe?memory?read直接訪問指令中的地址所指向的數據；存儲模塊完成寫指令操作后，通過NVMe協議CQ隊列反饋執行結果；

CPU從CQ隊列確認寫指令完成后，通知采集數據存儲加速模塊釋放相應數據buffer；

所述針對數據的讀取操作包括如下過程：CPU從采集數據存儲加速模塊申請數據buffer，從文件系統獲取到的LBA地址，生成讀指令，推入NVMe協議SQ隊列中；

存儲模塊獲取SQ隊列中的讀指令，通過PCIe?memory?write直接訪問指令中的地址所指向的數據；存儲模塊完成讀指令操作后，通過NVMe協議CQ隊列反饋執行結果；

CPU從CQ隊列確認讀指令完成后，再在采集數據存儲加速模塊的發送隊列推入數據發送命令。