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
本课题研究在大型海域进行的分布式测试系统中对多种类大量数据的存储管理,通过在系统内部扩展SPI接口电路,实现与冲击波采集模块数据传输。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。