一种星载高速文件管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种星载高速文件管理系统，其所占用空间小，处理速度快。该系统包括主控板和存储板；主控板中包括存储控制模块和星载处理器；文件数据存放于存储板，文件信息存放于主控板的非易失性存储空间中，文件信息的索引存放于星载处理器内存；文件信息包括文件系统参数区、属性区和FAT区；属性区存放每个文件数据的属性表，FAT区存放存储板的块逻辑地址，地址既说明该块是否被占用，又能辅助说明下一块地址。星载处理器负责接收和解析卫星平台的指令，根据索引查找所需操作文件的文件信息，由存储控制模块根据文件信息实现文件操作；星载处理器还用于维护属性区和FAT区。

【技术实现步骤摘要】
一种星载高速文件管理系统
本专利技术属于星载文件管理
，具体涉及一种星载高速文件管理系统，可应用于星载高速、大容量数据存储器设备内部的文件化管理。
技术介绍
目前，星载高速数据存储器读写速率已经达到Gbps量级，容量达到Tb量级，并且飞行时间长，存储数据种类多。然而用户对所存数据的需求实时性要求不同，卫星下行信道带宽也有限，因此对于下行数据提出了选择性要求，要求对存储数据的管理实现选择性、用户指定的回放和下行。同时由于星载处理器的处理能力受限，高速存储的数据不能全部由其进行处理，无法按照地面通用文件系统对存储数据进行管理，因此迫切需要一种能够按照用户需求对高速数据存储进行文件化管理的文件系统。星载处理器操作系统主要为嵌入式操作系统，然而嵌入式操作系统目前使用的几种主流文件系统在存储时均需要对存储数据处理:指定存储位置、大小等，星载嵌入式系统无能力完成高达几个Gbps的高速数据，因此主流文件系统均无法采用，必须开发一套新架构、新思路的文件管理系统。同时，由于文件信息对整个存储数据来说非常重要，并需要在系统掉电时不丢失，因此该数据区域需要较高可靠的非易失性存储介质，一般选用小容量的EEPR0M、MRAM等，因此要求文件系统对存储区的需求要小。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种星载高速文件管理系统，该系统针对星载文件进行设计，将文件管理分摊在星载处理器和存储控制模块中完成，能力较弱的星载处理器负责文件信息和索引的管理，而能力较强的存储控制模块完成负荷较大的数据操作，这样可以提高处理速度。且，文件信息和文件数据分离存储，星载处理器仅管理文件信息，可以实现直接、灵活的进行管理，不需要经过存储控制模块，从而简化存储控制模块操作过程。索引由星载处理器在启动时和文件建立时根据文件信息动态建立，不需要占用文件信息所用的非易失性存储空间。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的:一种星载高速文件管理系统，包括:主控板和存储板；主控板中包括存储控制模块和星载处理器；文件数据存放于存储板，文件信息存放于主控板的非易失性存储空间中，文件信息的索引存放于星载处理器内存；其中，文件信息包括文件系统参数区、属性区和FAT区；文件系统参数区存放存储板的硬件信息和文件系统信息；属性区存放每个文件数据的属性表，属性表中记载了文件状态、文件号、遥感器标识、星时、文件起始块在存储板中的逻辑地址即文件开始地址、文件占用块个数、文件长度、上次回放位置；FAT区为一个数据表，表项序号代表存储板中的块逻辑地址，表项内容填写方案具体为:当表项内容为FFOO时，说明当前表项所代表的逻辑块为可用块；表项内容为0001~3FFF，说明当前表项所代表的逻辑块为已用块，且具体数值表明下个块的块号；表项内容为FFEE,说明当前表项所代表的逻辑块存储了文件数据的最后一块；表项内容为FFFF，说明当前表项所代表的逻辑块为坏块； 索引是对文件信息中的遥感器标识和星时进行索引运算得到的；索引在系统每次启动时或文件建立时由星载处理器动态建立，并存放于星载处理器内存中；星载处理器负责接收和解析卫星平台的指令，根据索引查找所需操作文件的文件信息，由存储控制模块根据文件信息实现文件操作；星载处理器还用于维护属性区和FAT区。其中，系统首次使用时，需要进行格式化，以建立文件系统基本信息，其过程如下:首先，星载处理器命令存储板进行坏块扫描、替换，结束后存储板返回信息给星载处理器，由星载处理器将存储板信息进行整合后形成文件系统参数写入所述文件系统参数区；然后在属性区填写所有文件的属性表，其中属性表内容全部初始化为O J^FAT区，所有可用块初始化为O，块坏区初始化为FFFF ；文件建立时，星载处理器接收来自卫星平台的存储指令，从中解析出所需存储文件的文件号、遥感器标识、星时，开始构建文件信息，然后从FAT区找到尚未占用的块地址，该块地址即为文件开始地址，将多个尚未占用的块地址构成可用块列表；同时建立所需存储文件数据的索引；文件写入时，星载处理器将文件开始地址及可用块列表下发到存储控制模块，存储控制模块将写入指针定位到文件开始地址；当文件数据到来时，存储控制模块开始写入文件数据，在写入过程中，存储控制模块将当前写入的数据量上报给星载处理器，星载处理器在空闲时更新当前写入文件数据的属性及FAT区；在卫星平台发送停止存储指令后，星载处理器接收该指令，向存储控制模块发出停止存储指令，存储控制模块将写入的总数据量上报给星载处理器，星载处理器更新文件数据的属性表后，关闭当前文件，从而完成文件写入；文件回放时，卫星平台发送指令通知星载处理器需要读出的文件，需要读出的文件通过文件号或通过遥感器标识和星时指定，如果根据文件号指定，则星载处理器直接查找属性表，如果根据遥感器标识和星时指定，则星载处理器计算索引，按照索引找到需要读出的文件的属性表；然后，星载处理器根据属性表中描述的文件开始地址和文件长度，或根据指令指定的数据偏移和长度，从FAT区查找所要读出的地址块列表；星载处理器将所要读出的地址块列表和数据长度下发给存储控制模块，由存储控制模块读出数据，直至到达指定的长度；回放完毕后，星载处理器将属性表中的文件状态改写为文件已回放状态，并更新上次回放位置后，关闭文件。文件删除时，由星载处理器将要删除文件的属性表中的文件状态修改为文件已删除。文件擦除时，星载处理器查找文件状态为文件已删除的文件，根据该文件的属性表和FAT区的记载，获取文件数据的地址块列表下发给存储控制模块，由存储控制模块完成文件数据的物理擦除，擦除完成后，星载处理器更新文件状态为文件不存在。有益效果:[0021 ] (I)现有技术通常将文件数据及其文件信息存储到同一个存储介质中，并采用星载处理器进行存储控制和文件管理。其缺点是星载处理器需要强大计算能力。本专利技术将文件管理分摊在星载处理器和存储控制模块中完成，星载处理器能力较弱，负责文件信息和索引的管理，而能力较强的存储控制模块完成负荷较大的数据操作，这样可以提高处理速度。(2)本专利技术将文件信息和文件数据分离存储，文件信息存放于非易失性存储芯片(EEPR0M\MRAM等)内，放置在主控板，可以由星载处理器直接、灵活的进行管理，而不需要经过存储控制模块，从而简化存储控制模块操作过程。文件数据存放于若干阵列在一起的大容量NAND FLASH芯片内，放置在存储板，由存储控制模块负责进行管理控制。(3)索引由星载处理器在启动时和文件建立时根据文件信息动态建立，不需要占用文件信息所用的非易失性存储空间。而且根据索引进行数据查找可以在不增加星载处理器工作负荷的情况下完成数据快速查找。(4)根据星载文件及其处理操作不负责的特点，本专利技术所设计的文件信息存储量很小，处理灵活，能够在最小存储量的基础上，达到对文件数据的足够全面的描述。【附图说明】图1为本 专利技术的系统组成框图。 图2为本专利技术文件信息的组成示意图。【具体实施方式】下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。按照航天任务性质特点:采集、存储、回放任务不是随机产生的，而是按照计划、预约式进行。存储的文件个数一般不需要太多，对存储器的使用一般是记录和回放、擦除，不需要修改。因此，星载文件系统与通用的文件系统不同，可采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星载高速文件管理系统，其特征在于，包括：主控板和存储板；主控板中包括存储控制模块和星载处理器；文件数据存放于存储板，文件信息存放于主控板的非易失性存储空间中，文件信息的索引存放于星载处理器内存；其中，文件信息包括文件系统参数区、属性区和FAT区；文件系统参数区存放存储板的硬件信息和文件系统信息；属性区存放每个文件数据的属性表，属性表中记载了文件状态、文件号、遥感器标识、星时、文件起始块在存储板中的逻辑地址即文件开始地址、文件占用块个数、文件长度、上次回放位置；FAT区为一个数据表，表项序号代表存储板中的块逻辑地址，表项内容填写方案具体为：当表项内容为FF00时，说明当前表项所代表的逻辑块为可用块；表项内容为0001～3FFF，说明当前表项所代表的逻辑块为已用块，且具体数值表明下个块的块号；表项内容为FFEE，说明当前表项所代表的逻辑块存储了文件数据的最后一块；表项内容为FFFF，说明当前表项所代表的逻辑块为坏块；索引是对文件信息中的遥感器标识和星时进行索引运算得到的；索引在系统每次启动时或文件建立时由星载处理器动态建立，并存放于星载处理器内存中；星载处理器负责接收和解析卫星平台的指令，根据索引查找所需操作文件的文件信息，由存储控制模块根据文件信息实现文件操作；星载处理器还用于维护属性区和FAT区。...

【技术特征摘要】
1.一种星载高速文件管理系统，其特征在于，包括:主控板和存储板；主控板中包括存储控制模块和星载处理器；文件数据存放于存储板，文件信息存放于主控板的非易失性存储空间中，文件信息的索引存放于星载处理器内存； 其中，文件信息包括文件系统参数区、属性区和FAT区； 文件系统参数区存放存储板的硬件信息和文件系统信息； 属性区存放每个文件数据的属性表，属性表中记载了文件状态、文件号、遥感器标识、星时、文件起始块在存储板中的逻辑地址即文件开始地址、文件占用块个数、文件长度、上次回放位置； FAT区为一个数据表，表项序号代表存储板中的块逻辑地址，表项内容填写方案具体为:当表项内容为FFOO时，说明当前表项所代表的逻辑块为可用块；表项内容为0001~3FFF，说明当前表项所代表的逻辑块为已用块，且具体数值表明下个块的块号；表项内容为FFEE，说明当前表项所代表的逻辑块存储了文件数据的最后一块；表项内容为FFFFdlW当前表项所代表的逻辑块为坏块； 索引是对文件信息中的遥感器标识和星时进行索引运算得到的；索引在系统每次启动时或文件建立时由星载处理器动态建立，并存放于星载处理器内存中； 星载处理器负责接收和解析卫星平台的指令，根据索引查找所需操作文件的文件信息，由存储控制模块根据文件信息实现文件操作；星载处理器还用于维护属性区和FAT区。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，系统首次使用时，需要进行格式化，以建立文件系统基本信息，其过程如下:首先，星载处理器命令存储板进行坏块扫描、替换，结束后存储板返回信息给星载处理器，由星载处理器将存储板信息进行整合后形成文件系统参数写入所述文件系统参数区；然后在属性区填写所有文件的属性表，其中属性表内容全部初始化为O ;对FAT区，所有可用块初始化为O，块坏区初始化为FFFF ； 文件建立时，星载处理器接收来自卫星平台的存储指令，从中解析出所需存储文件的文件号、遥感器标识、星时，开始构建文件信息，然后从FAT区找到尚未占用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凤阳，申景诗，王瑞，王宁，赵雪纲，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第五研究院第五一三研究所，
类型：发明
国别省市：