基于CF卡低功耗数据存储系统设计与实现.doc

哈尔滨工程大学硕士学位论文基于 CF 卡的低功耗数据存储系统设计与实现姓名:刘杨申请学位级别:硕士专业:水声工程指导教师:张殿伦 20110319 基丁?卡的低功耗数据存储系统设计与实现摘要人们在从事各种工作和研究时,都需要对工作和研究的结果进行保存,进而通过对这些结果的处理和分析得出新的理论或者提出新的方法,因此数据存储一直是人们重视的技术。随着科学技术的发展,各种存储技术不断提出和各种新存储介质不断更新涌现, 论文首先总结了数据存储的发展现状和未来的发展前景,重点总结了各种存储介质的优缺点。其次是对数据存储系统的设计,主要包括硬件设计和软件设计两部分。在硬件设计部分,主要是单片机与?卡及其外围电路的连接设计,单片机与?卡的连接输入到?机中,便于数据的转移和处理;在软件部分主要是通过编程实现数据的存储关键词:数据存储; ???单片机; ?卡; ?? J剑籉??文件系统????疭????????????????琣?????????????????????琤??????????????????瑃?????????????甌????????????????论文的背景和意义我国是一个有着??万公里绵长海岸线的国家,拥有丰富的海洋资源,同时我国也是世界上人口最多的发展中国家,高速发展的经济建设对资源的需求越来越大,因此更需要加大对海洋资源的开发和利用程度。但基于我国的历史和国情使我国的海洋权益受到了极大破坏。诸如钓鱼岛问题、中越南海争端都需要有强有力措施解决,因此如何开发和利用海洋资源已经成为我国必须面对的课题。近些年来,如美国、日本等发达国家从信息技术应用的角度出发,提出了数字海洋的概念。该提法就是建立海洋综合观测系统,通过立体化、网络化的手段,持续全面观测海洋进而海量获取数据。通过对这些数据的研究,并整合气象、海洋、海事、渔政、水务等部门信息系统,能够为海洋维权、经济建设、环境保护、救助打捞等提供强大技术支撑。从上面的讨论可以看出来不论是怎样的开发海洋,人类都需要大量的信息来了解海洋,这就需要水声设备长期对海洋环境的各种参数进行采集和保存,这就要求所使用盼存储设备在有限的能量供应情况下具有较小的功耗从而能够长时间记录。所以,本文就是设计一种低功耗的数据存储系统,能够长时间记录数据。??数据存储发展历程所谓的数据存储是指将能够表达信息的数据保存起来,以便于从这些数据中获得所需要的有用信息,从根本上讲就是用特定方法和材料将数据保存起来。可以说正是有了数据存储技术,才使得信号处理技术有了长足发展。通常用存取速度、单位价格、存储容量这三个指标来衡量存储设备的性能。纵观存储技术的发展,可以分为以下几个阶段: 最初阶段,人们利用结绳记事,随着文字的发明,造纸术和印刷数的兴起,使得存储技术有了跳跃性的发展,直至现在,这些存储方法仍是普遍采用的存储方式。但是这些存储方式虽然使用很方便但却存在数据的查阅速度很慢、处理起来极其不方便等缺点。?世纪?年代,随着照相机和缩微胶卷的出现,数据存储有了飞速的发展,人们首次利用照相机一次拍照来存储大量的数据,而所使用的人力极小,因而在图书馆、情报部门得到广泛的应用,但是由于胶卷的结构特点,只能保存图片而无法保存声音,而且还需要长时间的后期处理,做不到数据的实时存取和随机存取,仍然不便于对数据的实时处理吲。二战以后,存储设备得到了飞速的发展,从总体上来讲主要集中在磁存储、光存储和半导体存储,这三种存储设备各有各自的特点,从综合性能来讲磁存储最好;从价格方面来讲光存储最低廉;从便于携带和存取速度方面来讲则半导体存储是首选。下面将分别对这三种存储技术作介绍。?磁存储的发展是这三种存储技术中最早发展的。磁存储最早出现的磁介质是磁带,通常用于声音记录,在我国上个世纪?年代使用的水声设备中就是使用磁带来记录水声数据的。但是由于这种存储设备体积功耗大,而且需要配套专门的磁带机读取数据而使设备造价异常昂贵,因此逐渐在以后的水声设备中被淘汰聊删。随着新的磁材料、新技术的出现和?机的迅猛发展,磁盘存储开始广泛应用于记录各种数据。??年当??瞥鍪渍?寸的磁软盘后,磁盘存储成为了主流的存储模式,总体而言磁盘可以分为以下两种: 料显示软盘的使用量达到了上百亿张,从某种程度上可以说软盘的使用数量为各种存储介质之首。虽然目前随着大容量闪存、便携式移动存储产品的普及,软盘面临着淘汰, 但在小容量数据交换中,仍保有一定的市场嘲?; 线存储。硬盘最早是由?公司研发成功的,但当时硬盘体积异常庞大,而容量非常三、缓存:由于硬盘的内部数据传输速度和外界接口的传输速度不同,因此需要一个能够起缓冲作用的缓存器,使得硬盘内部存储和外界接口之间的传输速度相匹配,这就是硬盘的缓存。从本质上讲缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极高的存取速度。缓存主要有预读取、