GE IS200CSLAH1APR1
磁盘阵列对大多数用户来说还是一个新产品，使用者不多。但从目前情况来看，人们对大容量存储及数据安全的需求越来越强烈，选择磁盘阵列是必然的，本文只是从宏观方面讨论选择磁盘阵列应注意的方面，关于具体的技术指标请仔细阅读产品说明书。
1.选择32位或64位的RIS***U还是普通的Intel586CPU?
SCSI是按照以下顺序发展的：SCSI2(窄带，8位，10MB/s)→SCSI3(宽带，16位，20MB/s)→UltraWide(16位，40MB/s)→Ultra2(UltraUltraWide，80MB/s)→Ultra3(UltraUltraWide，160MB/s)→Ultra3(UltraUltraWide，320MB/s)。过去使用UltraWideSCSI的磁盘阵列时，对CPU的要求不需要太快，因为SCSI本身也不是很快。但当SCSI发展到Ultra2时，对CPU的要求就非常关键了，一般的CPU(即586级别的CPU)就必须改为高速度的RIS***U。
服务器的结构已由传统的I/O结构改为I2O结构，其目的就是为了减少服务器中CPU的负担，将系统的I/O与服务器CPU负载分开。I2O是由一颗RIS***U来负责I/O的工作。服务器上都已用RIS***U，磁盘阵列上当然也必须用RIS***U才不会形成瓶颈。另外，我们现在常用的网络操作系统大都是32位或64位的，当操作系统已由32位转到64位时，磁盘阵列上的CPU必须是RIS***U才能满足要求。
2.磁盘阵列内的硬盘是否有顺序要求?
也就是说，硬盘是否可以不按原先的次序插回阵列中，而数据仍能正常存取?很多人都想当然地认为根本不应该有顺序要求，其实不然。我们曾用过一个阵列，其必须按照原来的次序才能正常存取数据。现在假设这样一种情况，我们准备清理一下硬盘阵列，把所有硬盘都放在一起，结果记不住顺序了，为了正常存取数据，我们只有一个个地试，而对于有8块硬盘的阵列来说，***坏的情况要试88次才行。现在已出现了磁盘阵列产品具有不要求硬盘顺序的功能，为了防止上述事件发生，应选择对顺序没有要求的阵列。
3.是硬件磁盘阵列还是软件磁盘阵列?
软件磁盘阵列指的是用一块SCSI卡与磁盘连接，硬件磁盘阵列指的是阵列柜中具有背板的阵列，它与软件磁盘阵列的区别很大。硬件磁盘阵列是一个完整的磁盘阵列系统与系统相接，内置CPU，与主机并行动作，所有的I/O都在磁盘阵列中完成，减轻主机的负担，增加系统整体性能，有SCSI总线主控与DMA通道，以加速数据的存取与传输。而软件磁盘阵列是一个程序，在主机上执行，通过一块SCSI卡与磁盘相接形成阵列，其***大的缺点是大大增加了主机的负担，对于大量输入输出的系统，很容易使系统瘫痪。显然，应尽量选择硬件磁盘阵列。
4.是IDE磁盘阵列还是SCSI磁盘阵列?
***近市场上出现了IDE磁盘阵列，它们的速度挺快，如增强型IDE在PCI总线下的传输速率可达66MB/s，价格与SCSI磁盘阵列相比要便宜得多;而SCSIUltra3速率接近160MB/s。但从实际应用情况来看，在单任务时，IDE磁盘阵列比SCSI磁盘阵列快;在多任务时，SCSI磁盘阵列比IDE磁盘阵列要快得多。但IDE磁盘阵列有一个致命的缺点：不能带电热插拔。这个缺点使IDE磁盘阵列命中注定只能使用于非重要场合。如果您的应用不能停机，则一定要选择SCSI磁盘阵列。
5.是单控制器还是冗余控制器?
磁盘阵列一般都是以一个控制器连接主机及磁盘，在磁盘阵列的容错功能下达到数据的完整性。但磁盘阵列控制器同样会发生故障，在此情况之下，数据就有可能丢失。为了解决此问题，可以把两个控制器用缆线连接起来，相互备份。但两个***控制器在机箱内的连接意味着一旦出现故障必须打开机箱换控制器，即必须停机，这在很多应用中根本就不可能，所以，我们应该选择热插拔双控制冗余的架构。现在有些磁盘阵列新产品上利用快取内存和内存镜像的方式，以保证在出现故障时不丢失数据，且在控制器更换后，自动***故障前的工作设置，把工作负荷分散给相互备份的控制器，以达到负载均衡，这种架构能提供单控制器所达不到的高性能及高安全性。
6.SCSI接口还是光纤通道接口?
SCSI的完善规格、成熟技术及高性能一直吸引着小型系统，但从目前的情况来看，光纤通道已形成市场，双环可达200MB/s，且传输距离达10km，可接126个设备。光纤通道把总线与网络合而为一，是存储网络的根本，其取代SCSI已是大势所趋。因此，为了保证系统的生命力，应该选择光纤通道接口。但光纤通道网络造价特别高，大约是SCSI接口网络的4～5倍，且从实际情况来看，光纤通道在管理上仍是一个薄弱之处，对客户端的软件要求比校高，所以在选择时，应根据实际情况来选择。
EEPROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory）指的是电子擦除式只读存储器，它是一种非易失的存储器，供电消失后，存储的数据依然保留，要擦除或改写其中的内容只要以电子信号的方式直接操作即可。EEPROM广泛应用于单片机数据存储领域，主要形式是串行I2C总线控制***EEPROM元器件。随着单片机的集成度越来越高，许多芯片厂家在单片机的内部集成有一定数量的EEPROM存储空间，如Microchip、ST等等。本文首先介绍了比较典型的串行EEPROM和集成EEPROM的单片机并比较了各自的优点与缺点，并在分析单片机数据存储特点的基础上引用实例说明如何采用STM8S内置EEPROM设计数据存储。
1.器件简介
1.1.STM8S系列微处理器
ST公司的STM8S系列通用8位微处理器采用STM8内核，具备真嵌入式EEPROM和可校准RC晶振，大大降低了产品的研发和生产成本。以STM8S105xx为例，该微处理器是具备16MHz时钟主频的8位单片机。***大可提供32K字节ROM和2K字节RAM。其片内的真EE
PROM存储器***大1K字节，至少可以擦写循环30万次。同时具备四路定时器和丰富的外设接口，如UART、SPI、I2C等等。
1.2.串行EEPROM
串行EEPROM中，较为典型的有ATMEL公司的AT24CXX系列产品。AT24CXX支持I2C总线数据传送协议，***高时钟频率400KHz，器件连接到总线上串行器件不仅占用很少的资源和I/O线，而且体积大大缩小，同时具有工作电源宽、抗干扰能力强、功耗低、数据不易丢失和支持在线编程等特点。
1.3.不同存储方式的比较
表1中罗列了三种不同存储方式的不同，由于片内EEPROM和串行EEPROM的存储介质均为EEPROM，所以其擦写的操作时间是差不多的，不同之处是串行EEPROM在进行写操作时会受到I2C总线速度的影响。相比而言读时间则是片内器件占有优势，因为片内EEPROM是直接访问片内地址的方式读出数据，效率上比总线方式访问会快很多。
2.单片机存储的特点
单片机的数据存储模式与一般计算机系统的有所不同，主要特点有数据量一般不大，很少每次刷新整个存储区域，如果是作为记录作用的单片机系统，一般数据呈线性方式增长，少有删除或插入的操作。另一方面，单片机存储对数据的安全性要求比较高，要求至少有两个以上的热备份数据以防止意外造成的数据丢失。因此，在实际应用场合时就需要考虑如下几个方面的因素：存储的数据量的大小；每次更新数据量的大小；数据量更新的频度；是否为增量数据的存储；对于数据校验和冗余的考虑。
3.应用实例
本节以应用实例分析不同场合的数据存储应用。以下应用方案的主控单片机均采用STM8S105K4，片内集成1K字节EEPROM存储器。
3.1.智能电表应用
在智能电表应用中的一个重要的问题就是数据的保存和数据的安全，不仅要求数据要及时的保存而且要求所保存的数据不能有错误，所以***需要考虑的是数据的冗余和校验。出于成本和数据安全的考虑，可以采用两种方案实现电量计量，一是当电量有变化时周期性将当前的电量存入EEPROM中；二是只在意外断电时将当前电量存入EEPROM中。***种方案需要考虑的是EEPROM的擦写次数是否能满足使用要求。第二种方案需要考虑的是备用电源的供电时间能否满足存储时间的要求。
前一种方案，单片机每隔10秒向EEPROM存入写入一次当前的电量，如果当前电量与前一次写入的值相等则不写入以节约EEPROM的写入寿命。存储时采用不固定的存储地址，从0地址开始每次写入两次数据，占用8个字节，作为备份。下次写入时将写入地址向后移动2个数据的宽度，即8个字节。循环写入整个EEPROM的空间，如此可以计算出（1024*300,000次）/8=38,400,000次，每隔10秒存储一次大约可以使用12年。
后一种方案，单片机的ADC管脚连接电压采集转换，利用采集到的ADC值判断当前主电源的供给状况。一旦ADC值降低的某一阀值则认为主电源断电，开始采用备用电源供给。备用电源采用大电容的方案，单片机写入双备份8个字节的时间大约为50ms，写入时的电流约为2mA，单片机的运行电流（5V）约为8mA。假设电容从5V放电到3.8V，通过计算可以得知0.05s*0.01A/(5V-3.8V)=417uF。故在系统的供电电源上并联两个470uF的电容即可完全满足主电源掉电后的存储电源供给。
3.2.车载收音机应用
车载收音机的应用方案需要考虑两块存储空间的安排，一块是寄存 器表区域，存储收音机调谐器寄存器表的信息。数据量大约68个字节，这部分存储信息在出厂时写入后禁止修改。一块是用户参数值区域，用于保存收音机运行时用户设置值的空间。大约需要100个字节，其中包括开关机信息、收音机频率信息、音量音色信息等等，存储时不会一次刷新整片存储区域，一般只会修改几个字节的信息。
按照车载收音机存储空间的安排，可以将1K的EEPROM空间按照128个字节一块的大小分割成8个块。第0块用于存储寄存器表，出厂时一次写入后禁止改写。从第1块到第7块组成一个循环链表作为用户数据的存储，每次上电选择相邻的两个块作为当前存储空间，下一次上电选择的两个存储空间向后移一个。如***次上电选择1、2两个块，第二次上电选择2、3两个块，以此类推，使得EEPROM的每个块的擦写次数平均化。EEPROM空间分配如下图1所示，开机流程如下图2所示，遍历每个块直到找到有效的块并读出上次断电前存储的设置值，如果直到第7块都没有找到有效块则载入默认值。确定有效的设置值后初始化写入主数据块和备份数据块一次，程序运行时如果有设置值的改变则依次修改主数据块和备份数据块。如果遇到意外断电，至少可以保证
一个数据块中的内容是合法有效的。
4.总结
综上所述，本文介绍了两种常见的单片机存储应用实例，均通过STM8S内置EEPROM实现存储。设计的方案符合设计要求并具备低成本、抗干扰等优点，适用于一般单片机存储的应用。