PCI Express接口的數據采集存儲系統方案

　　◇集成有單通道、全雙工2.5 Gbit/s傳輸的PCI Express端口;

　　◇可配置局部總線寬度，支持8位、16位和32位的總線方式;

　　◇支持數據總線、地址總線獨立和復用總線操作模式;

　　◇雙通道高性能的DMA數據傳輸可支持數據塊模式、分散/集中模式、硬連線數據傳輸模式和命令模式;

　　◇支持PCI Express規范中的端點和根復合體模式;

　　◇芯片小型封裝，適合緊湊的電路板設計。

　　本方案中主要使用DMA方式中的命令模式。在命令模式下，可以通過一對硬連線“DREQ”和“DACK”來控制傳輸，每一個DMA通道都有一對這樣的信號。當FIFO在被寫滿或讀空時，命令模式將暫停操作。而當FIFO狀態改變以后，又可繼續行進數據傳輸。

　　2.4 Raid磁盤陣列

　　從存儲容量、讀寫速度和單位成本等方面綜合考慮，可以考慮利用多個硬盤組成Raid磁盤陣列來作為長時高速采集系統的存儲載體。即把多塊容量、性能、品牌一致的硬盤組合起來形成一個硬盤組，從而提供比單個硬盤更高的讀寫速率，以解決數據存儲容量的速度問題。該方式的磁盤容量可以達到驚人的T字節級別，可充分滿足系統長時間高速采集的需要。本系統采用Raid磁盤陣列控制卡，最高可連接8塊SATA II硬盤，本系統掛接了4塊西數500GSATAⅡ硬盤。用硬盤讀寫速度測試軟件IOmeter可以測得：在256KByte塊傳輸模式下，磁盤寫入速度可以達400MB/s以上，而這也符合系統DMA方式的數據傳輸模式，所以，在磁盤寫入速度方面，該方式完全可以滿足系統應用需求。

　　3 性能測試

　　PLX SDK是由PLX公司提供的專門針對該公司生產的PCI Express接口芯片的軟件開發工具包。當安裝完PLXSDK軟件后，再把PEX8311開發板插入PCI Express插槽中，就可以用PLXMon對PEX8311的DMA模式下的數據傳輸進行設置和分析。圖5所示是本系統的性能測試界面圖。

　　4 結束語

　　基于PCI Express總線技術和Raid磁盤技術研制的高速大容量數據存儲系統，其最高采樣速率可達210MHz，存儲容量為2TB。如果要擴展存儲容量，只需更換Raid磁盤陣列控制卡并增加硬盤數量即可。通過實際使用表明，該系統可以在50MHz采樣率下穩定、可靠、持續不間斷的完成數據的采集和存儲，而且操作方便，擴展性強，具有一定的工程應用價值和參考價值。