分布式测试系统中数据存储管理技术研究

FAT文件系统做相应的修改，方可运用于本系统。在NAND Flash中建立无效块表，在该表内把所有块的状态标示出来(如可用0x00表示坏块、0xff表示有效块)，这样在之后的数据存储过程中，可防止把数据写到坏块，提高数据存储的可靠性。本文件系统由以下几部分组成：系统记录区、无效块表、文件登记表区、数据区。

本系统所用的NAND Flash是K9F1208，生产厂商设定的存储空间的第1区块必定是有效块。在设计时，将第1区块作为存储器的系统记录区，同时在此区块中建立无效块表、文件分配表、文件登记表。

①系统记录区：存放最重要的文件系统信息，如Flash存储器的类型、容量、版本信息等。

②无效块表：标示所有块的状态。无效块表存储在第1区块的第1页到第8页(共8页，每页512字节，512×8=4 096，可把FLash所有块状态标示出来)。系统调试结果如图4所示。

③文件登记表：存储每一个文件的文件头信息，存储在无效块表之后。K9F1208每页有512字节，每页存储一个文件的文件头信息。现每一文件头信息占30字节(其余系统可扩展使用)，主要包括文件名、ID号、长度、以及该文件存储在NAND Flash中的起始、结束块号物理地址。文件登记表的建立为系统查看所有存储数据提供便利，方便数据管理。根据文件登记表中文件存储在NAND FLash的首尾物理块地址信息，可随机读取少量文件数据分析，为系统因无线传输大量数据的瓶颈提供另一种解决方案。调试结果如图5所示。

④数据区域：用于存放数据，文件系统中，数据分配的最小单位是Flash存储器的一个基本擦除单元，即一个物理区块(16 KB)。
3.3 基于冲击波数据特征提取的数据存储

由于每次实验冲击波数据量相对于无线传输而言比较大(4 MB，系统实验无线传输需20 min)，如果回传全部数据处理，系统实时性能比较差。水中冲击波信号有其典型的特征，如图6所示。Pm为冲击波压力峰值信号(即最大值)，事后数据分析处理时，最关心的是冲击波的压力峰值附近的数据。因此在数据存储时，可根据其特征找最大值，并把最大值所存储的NAND Flash的物理地址作为一个参数信息保存到文件头信息中，如图5所示。冲击波文件信息中有最大值与所存储位置文件信息。在文件数据回传时，可依据最大值所在块地址信息读取最大值附近的数据，实现基于特征的高效数据传输，提高系统实时性。图7为根据冲击波文件头信息读取最大值附近40 000个点(40 000×2/1024=78.1 25KB)数据恢复波形，实现了基于特征提取的高效数据传输。

结语

此方法提高了系统的扩展性，为系统升级管理更多数据模块提供了可能;针对大量、多种类实验测试数据以及实验的重复性，基于NAND Flash K9F1208存储器构建文件系统对数据分类存储管理。文件登记表的创建方便了数据的管理，为实验事后数据分析处理提供了可靠依据;根据冲击波信号的典型数据特征，存储冲击波信号时提取其特征信息，作为文件头信息保存，可实现基于特征提取的高效数据传输。