| 摘 要：實時數(shù)字圖像存儲具有容量大、速度快的特點,而由美國ANSI新制訂的光纖通道接口標準能夠滿足其要求。采用具有光纖通道接口的電子硬盤為存儲介質(zhì),不僅可以進行實時快速的圖像存儲,還可滿足其可靠性的要求。 關(guān)鍵詞：圖像存儲;光纖通道;電子硬盤 引言
實時圖像存儲在許多學科領(lǐng)域都有著十分重要的應(yīng)用,如導(dǎo)彈跟蹤、實時監(jiān)控等。在這些場合中,圖像數(shù)據(jù)量大,要求傳輸速率保持在一定值以上,而且要求誤差較小,這就對硬件提出了較高的要求,而實時性尤為重要。
現(xiàn)在常用的圖像存儲技術(shù)主要是SCSI接口。SCSI是一種點對點技術(shù),在擴充性上并不很好。雖然它在八十年代滿足了當時存儲設(shè)備的需求,但目前,處理速度和存儲需求以倍數(shù)增長,SCSI接口就顯得捉襟見肘了。這也是SAN (storage-area network,存儲區(qū)域網(wǎng))時代即將來臨的原因。
SAN是一種通過光纖通道(FC)的千兆位傳輸網(wǎng)絡(luò),可在服務(wù)器和存儲設(shè)備間提供更高的、更遠的傳輸距離及更多的連接選擇。其網(wǎng)絡(luò)傳輸方式可用交換式(switched-access)或共享式(shared-access)來建立,這二種方式都能提供比現(xiàn)在更好的擴充性、容錯復(fù)原及偵測資訊等。同時,SAN的基礎(chǔ)架構(gòu)還能隨著使用的時間增長而降低管理成本。
由此我們考慮以光纖通道為基礎(chǔ)來實現(xiàn)圖像存儲。光纖通道保證了實時性的良好實現(xiàn),也為將來設(shè)備功能的擴展提供了條件。 光纖通道標準概述
光纖通道標準是由T11標準委員會(美國國家信息技術(shù)標準化委員會下屬的技術(shù)委員會)制定的。 
圖2 光纖通道結(jié)構(gòu) 
圖4 光纖通道的幀結(jié)構(gòu) 其幀結(jié)構(gòu)如圖4所示。光纖通道可以允許12.5~100MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速率;而且正在向著400MB/s的高傳輸速率努力。實際上,光纖通道除了光纖外還可以雙絞線、同軸電纜作為傳輸介質(zhì),而在使用光纖時,在最長總線的情況下可達到100MB/s的傳輸速率。 圖像存儲介質(zhì)的選擇
數(shù)字圖像存儲的介質(zhì)可以有多種選擇,如存儲陣列(RAID)、硬盤等。RAID已經(jīng)是一項非常成熟的技術(shù),但由于其價格比較昂貴,配置也不方便,其應(yīng)用并不十分普及。因此,選用大容量的硬盤來存儲數(shù)字圖像。
用硬盤存儲數(shù)字圖像在實際應(yīng)用中并不少見,近年來悄然興起的硬盤錄像機就是利用硬盤作為存儲介質(zhì)。最近日本各AV生產(chǎn)商紛紛推出HDD錄像機,以取代現(xiàn)有的VHS錄像機,而JVC更推出全球首部內(nèi)置HDD功能的電視機。原因之一是硬盤的價格顯著下跌,消費者也能承受內(nèi)存足夠大的硬盤的價格。其優(yōu)點是圖像質(zhì)量高,免維護,無需磁帶和存貯帶的空間。具備遠程觀看實時或記錄影像的功能。數(shù)字錄像機的另一個優(yōu)點是能以更高的分辨率記錄圖像,只要壓縮比不太大,DVR的像素率符合CCTV的安全標準,就可擁有更好的圖像質(zhì)量。
更為重要的是,數(shù)字錄像機的圖像質(zhì)量不受時間的影響,而錄像帶存儲的信息隨時間逐漸模糊。在調(diào)查幾個月前發(fā)生的事件并需回放事發(fā)錄像時,這點就顯得尤為重要。
硬盤按接口電路可分為IDE、SCSI和FC三類,而目前的主流硬盤是前兩種。FC接口硬盤是剛剛興起的,它具有很高的通信帶寬和很強的拓展性,這些都是IDE和SCSI硬盤所不能比擬的。隨著光纖通信的快速發(fā)展,寬帶網(wǎng) 的迅速普及,FC接口硬盤的應(yīng)用前景是非常樂觀的。知名的硬盤廠商如Seagate、IBM、Hitach等都推出了FC接口的硬盤。其數(shù)據(jù)傳輸速度為200MB/s,容量從9.1GB到36.7GB不等。
硬盤按存儲物理介質(zhì)可分為普通硬盤和電子硬盤。電子硬盤的存儲物理介質(zhì)用固態(tài)電子存儲芯片陣列制成,抗震性能好,適用性強。
在本設(shè)計中采用具有FC接口的電子硬盤。電子硬盤除物理介質(zhì)不同于普通硬盤外,其電氣特性、引腳排列均可參考同樣接口的普通硬盤。以希捷公司的產(chǎn)品為例,其FC接口和SCSI接口硬盤的主要技術(shù)參數(shù)如表1和表2所示。 
電子硬盤的主要生產(chǎn)廠商BITMICRO的產(chǎn)品其數(shù)據(jù)傳輸率為400MB/sec。
由以上對比可看出,FC接口的性能要優(yōu)于SCSI接口,而電子硬盤的性能要優(yōu)于普通硬盤。
結(jié)語
隨著Internet的迅速發(fā)展和寬帶網(wǎng)的普及,光纖通道成為存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)的核心技術(shù),光纖到戶是最終的目的,因而直接接入網(wǎng)絡(luò)的FC接口設(shè)備必將得到更多的應(yīng)用。具有FC接口的電子硬盤的應(yīng)用,既滿足了實時圖像處理的要求,又為將來直接面向光纖網(wǎng)絡(luò)做了準備。 參考文獻
1 SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò). [美]Marc Fareley.機械工業(yè)出版社.2001
2 SCSI總線和IDE接口：協(xié)議、應(yīng)用和編程.[德]Friedhelm Schmidt.中國電力出版社.2001.3
3 Fibre Channel product manual.L. Newman/J. Coomes and W. Whittington.Seagate.1997.3.21
4 Fibre Channel framing and signaling rev 1.50.ANSI.2001 |
66821730(技術(shù)支持)
