CH378與ARM處理器的大容量數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)計(jì)

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(1.湖北四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司， 荊州 434023；2.長(zhǎng)江大學(xué)電信學(xué)院)

引 言

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和保存一直是應(yīng)用工程師關(guān)心的問(wèn)題，尤其是在數(shù)據(jù)量大、采集時(shí)間長(zhǎng)的場(chǎng)合，如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全有效的保存和分析顯得格外重要。U盤作為新型移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，具有體積小、容量大、抗震動(dòng)、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，以U盤作為存儲(chǔ)介質(zhì)來(lái)保存工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，不僅可以有效提高保存數(shù)據(jù)的可靠性，而且便于與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。采用USB器件CH378[1]，結(jié)合ARM處理器設(shè)計(jì)的大容量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)記錄儀，將現(xiàn)場(chǎng)采集的各種數(shù)據(jù)按文件方式存儲(chǔ)在大容量U盤中，可以方便地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、室內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的要求，特別適合于長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)采集的場(chǎng)合。

1 USB海量存儲(chǔ)協(xié)議與文件系統(tǒng)

USB通信[2]以分層方式進(jìn)行，總體上可分為功能層、USB設(shè)備層和總線接口層。U盤屬于USB家族內(nèi)的海量存儲(chǔ)(USB Mass Storage)[3]設(shè)備，它與主機(jī)之間采用“控制/批量/中斷”(CBI)方式或“批量”(Bulk_Only)方式進(jìn)行通信。海量存儲(chǔ)協(xié)議包括CBI、 Bulk-Only、 ATA和 UFI等4個(gè)獨(dú)立的子類規(guī)范，前兩個(gè)子規(guī)范定義了數(shù)據(jù)/命令/狀態(tài)在USB總線上的傳輸方法，后兩個(gè)子規(guī)范定義了存儲(chǔ)介質(zhì)的操作命令，ATA命令規(guī)范用于硬盤，UFI命令規(guī)范則是針對(duì)USB移動(dòng)存儲(chǔ)制定的。

U盤在能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)保存之前必須先按文件系統(tǒng)[4]進(jìn)行格式化，F(xiàn)AT32[5]文件系統(tǒng)因具有高度兼容性而被廣泛應(yīng)用于U盤移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備中。FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為5個(gè)部分：

主引導(dǎo)記錄區(qū)(MBR)，其后為64字節(jié)的磁盤分區(qū)表DPT。U盤一般只有一個(gè)分區(qū)，沒(méi)有磁盤分區(qū)。……