[发明专利]一种基于NAND FLASH的星载固存多源数据文件系统

摘要

一种基于NAND FLASH的星载固存多源数据文件系统，包括多源载荷数据流控制模块、多源数据多文件地址管理模块、系统信息表创建模块、文件目录表创建模块、文件地址信息表创建模块。本发明系统打破了传统星载固存在多源载荷数据同时输入时不能按照载荷类型进行独立生成文件限制，解决了传统固存对载荷任务执行时的约束、操作实现流程复杂及对星上硬件资源的要求高的问题，实现了星上多源载荷数据的融合处理以及对用户关心的某一种或几种特定载荷数据的快速下传。

主权项

一种基于NAND FLASH的星载固存多源数据文件系统，其特征在于包括多源载荷数据流控制模块、多源数据多文件地址管理模块、系统信息表创建模块、文件目录表创建模块、文件地址信息表创建模块；其中：多源载荷数据流控制模块接收到固存记录指令后，按照信源载荷数据种类分别建立独立的FIFO缓存，每路信源数据通过独立的FIFO缓存进行跨时钟变换到本地时钟；基于NAND FLASH按照页读写、按照块擦除的特点和固存可按照文件进行删除的操作需求，构建固存文件操作最小颗粒度为“块”的数据流控制管理；通过对每路信源载荷数据的FIFO内缓存数据量进行依次轮询，若对应某路FIFO内缓存的数据量大于NAND FLASH的最小页操作N KB，则开始启动读取该路载荷数据所在的缓存FIFO；多信源数据根据载荷数据种类分别独立的开辟缓存空间，缓存空间大小根据多源数据的总速率、读取缓存速率以及每次读取缓存的最小数据量共同来决定；通过数据轮询调度，将对应信源的缓存数据分时写入到固存的存储空间；每种信源数据分别构建独立的文件，并且每种信源数据在NAND FLASH存储空间上分别占用独立的块区；N种信源同时输入时分别建立对应载荷类型的N个文件，每个文件在NAND FLASH存储空间上分别占用独立的存储空间；多源数据多文件地址管理模块分为多文件的记录文件管理和回放文件管理两部分；在文件记录时，将固存的存储空间进行统一地址管理；在同时生成多个文件时，分别对各信源文件数据进行独立的地址管理；针对M路信源数据输入时，同时构建的存储地址表有M份，每份地址表由块地址Addrblock和页地址Addrpage组成；在对固存发送记录的指令后，地址管理单元根据固存地址空间的使用情况，分别给每路信源数据分配一个初始的块地址Addrblock，初始块地址对应的Addrpage地址均从0开始计数；每次前端FIFO输出8KB数据时，均在地址管理单元中对应文件的页地址Addrpage增加1，直到计数到128时Addrpage跳转到0，此时地址管理单元给该路载荷数据分配一个新的块地址AddrNewblock；通过对每路信源数据写入到存储芯片时均构建独立的地址管理，实现每路信源数据对应文件的地址链表建立；系统信息表创建模块，作为文件的系统信息表用来反映NAND FLASH存储空间的概要属性信息，包括固存中的总文件个数、任务执行次数、总容量、已用容量、可用容量、块大小、页大小；通过文件的系统信息表反映出存储空间芯片及存储的文件信息状况；文件目录表创建模块，用来记录固存中某个具体文件的信息，其包括文件的状态、任务号和信源号、文件号、文件大小、文件起始地址、文件的结束地址、文件的起始时间、文件的结束时间和预留；其中每生成一个文件，均对应一个文件目录表；文件地址信息表创建模块由三部分组成：上一个块区地址、下一个块区地址、块区状态；该表项纪录了NAND FLASH当前块区的记录状态，其中每个块区的状态标记了当前块区所在文件号，以及所在文件当前操作的上一个地址和下一个地址；每个文件在NAND FLASH中占用的最小单位为一个区块，在同一个时间t2时，只有一种信源数据写入到固存中，并且基于上文描述的地址管理策略，存储对应的某一块地址也只有一种信源数据；每次开始操作当前的块区时，更新对应的地址信息表；结合文件目录表和文件地址信息表，检索出对应文件所在固存的地址空间。