前言：寻找写作灵感？中文期刊网用心挑选的高密度信息安全存储系统设计，希望能为您的阅读和创作带来灵感，欢迎大家阅读并分享。
摘要：传统存储系统的读、写性能差，无法安全存储高密度信息。故设计基于大数据的高密度信息安全存储系统。系统硬件由FPAG接口模块和PCIE硬核模块组成，主要负责安全存储高密度信息。系统软件使用NANDFLASH作为控制程序，主要负责坏块管理。软、硬件结合，完成基于大数据的高密度信息安全存储系统的设计。最后通过仿真实验，测试两个系统的读、写功能是否符合设计需求。实验结果表明，所提系统可以完成高密度数据的读、写请求操作。
关键词：高密度信息；信息安全存储；系统设计；数据读写；系统测试；仿真验证
0引言
传统的高密度信息安全存储系统存在读、写性能差的缺陷，为此提出基于大数据的高密度信息安全存储系统设计。利用大数据技术的高密度大容量存储特性，来改变系统读、写请求操作步骤。因为大型数据集要向成百上千的电脑分配工作，所以需要利用大数据技术处理大量的容忍经过时间内的数据，使这些含有意义的数据“增值”[1]。系统硬件设计配合多种功能需求，利用大数据技术，将采样的高密度信息存储至系统内存。为解决传统硬件结构在对数据采样时存在带宽、数据存储质量上的缺陷这一问题，硬件采用XilinxVirtex6FPGA内嵌PCIE核的方式，完成高密度信息安全传输。
1硬件结构设计
硬件上搭建Virtex6FPGA为控制中心，利用大数据技术作为高密度信息读写的基础[2]。以DDES为高密度大容量缓存，以6路高密度收发器TLK为标准接口，来实现DDR3存储接口和缓存模块的设计。基于大数据的高密度信息安全存储系统硬件总体设计如图1所示。PICE接收控制板通过6路TLK2711实现与存储器的接口连接，将接收的数据送入FPGA[3]。再通过FPGA将接收数据存入DDR3模块，再以DMA写的方式上传到系统内存，最后通过6路TLK2711将高密度信息安全存储到DRR3。FPAG接口模块采用XilinxVirtex6FPGA，负责高密度DMA读写。以DDR3作为高密度信息安全存储空间[5]，传输带宽使用PCIE硬核，用Virtex6FPGA简化DDR3接口[6⁃7]。PCIE硬核模块，采用XilinxVirtex6FPGA内嵌PCIE硬核模块。
2软件功能设计
利用大数据可变性的特征，处理NANDFLASH软件控制程序中的坏块。NANDFLASH可与数据和地址共用一条总线。图2中ECC模块主要负责校验码的生产、存储和读取等[9]。首先，需将输入数据的位宽设置为64bit，且每次读取写入的数据为64KB；其次，将原本缓存的大小调整为原来写入数据量的2倍；最后，通过编程操作将已经存储的数据上传到系统，系统将数据存入NANDFLASH阵列，而外部数据会被自动写入输入缓存[10]。为解决ECC模块与两个缓存模块会打乱主控逻辑模块产生操作时序这一问题，需连接NANDFLASH芯片，采用简单的信号定义，调整模块在主控逻辑操作中的步骤。根据表1确定命令转移顺序，从空闲状态转移到相应状态，完成后开始擦除工作。在执行擦除任务时，需根据擦除指令状态转移图擦除冗余数据。在执行擦除指令后，使用chipscope完成编程指令。编程结束需通过读状态寄存器查询编程是否创建成功。若不成功，记为坏块。若在坏块存取数据时发生错误，需使用NANDFLASH屏蔽坏块。在此过程中，为防止读取出现错误，利用矩阵的行信息检验ECC校验码检验错误。软硬件结合，完成基于大数据的高密度信息安全存储系统的设计。
3实验分析
实验重点测试基于大数据的高密度信息安全存储系统的读、写请求操作是否符合设计需求，验证DDR3存储接口、PICE模块、FPAG接口模块和软件控制程序设计的正确性。最后，给出传统存储系统和所提系统的读、写性能测试结果，再通过仿真分析，验证所提系统设计的可行性。
3.1系统写测试验证
上行FIFO与DDR3交互，会向DDR3写入命令和数据，完成DDR3写请求操作。在完成整个初始化过程后，使用所提系统处理信号phy_init_done置为有效。当DDR3内存不满，且DDR3上行FIFO不空，可对应图4中的ddr3_fifo_full信号。若命令与地址FIFO准备好接收命令，写数据FIFO准备好接收数据，对应图4中的app_rdy会向用户发起写命令操作，并降低app_rdy置为低。当使用传统系统处理信号时，phy_init_done置为失效。在app_wdf_data上提交数据时，wr_bst_cnt会停止写操作，导致FIFO不满，出现坏块，无法写入高密度信息。分析图4可知，使用基于大数据的高密度信息安全存储系统符合功能设计的要求。
3.2系统读测试验证
DDR3读请求与下行FIFO交互，向DDR3写入命令，完成高密度数据的读请求操作。传统系统与本文系统读测试仿真验证结果见图5。由图5可知，使用所提系统完成初始化过程后，信号phy_init_done置为有效。当DDR3内存不满时，DDR3上行FIFO不满，对应图5中ddr3_fifo_full和fifo_prog_empty_ddr3_us信号会向用户发起读请求命令操作。而使用传统系统在读完一行后，rd⁃bst⁃cnt等于32时，会停止操作，出现坏块，导致系统无法将写入地址的高密度数据读取出来验证。由图5可知，基于大数据的高密度信息安全存储系统的读功能符合设计需求。
4结语
针对传统系统存在的读、写性能差问题，提出基于大数据的高密度信息安全存储系统。在硬件的设计上，采用XilinxVirtex6FPGA，实现控制板之间的高密度数据传输。在软件功能的设计上，采用NANDFLASH作为控制程序，完成整个系统的部分测试。最后，通过仿真实验，测试两个系统的读功能和写功能是否符合设计需求。实验结果表明，所提系统方案设计的可行性更高。
参考文献
[1]曹明，遇炳杰.网络数据传输高密度信息安全存储仿真[J].计算机仿真，2017，34（12）：153⁃156.
[2]阮灿华.互联网络安全防御对高密度信息优化存储仿真[J].计算机仿真，2018，35（3）：349⁃352.
[3]赵悦品.网络信息安全防范与Web数据挖掘系统的设计与实现[J].现代电子技术，2017，40（4）：69⁃73.
[4]尤波，于大孚.存储式智能堵塞器设计研究[J].机械设计与制造，2018，21（1）：177⁃179.
[5]张宏生.高安全性加密系统在智能电能表中的应用[J].电测与仪表，2017，54（23）：94⁃98.
[6]岳敏，张玮.基于MongoDB的重离子加速器波形数据存储系统构建[J].核电子学与探测技术，2017，37（10）：125⁃126.
[7]胡豆豆，罗飞.对象存储系统的自动化管理技术[J].电信科学，2017，33（11）：154⁃161.
[8]李芹，蔡荣杰.基于云计算的医学影像访问系统的研究与设计[J].实用放射学杂志，2017，33（33）：1782⁃1783.
[9]崔明勇，王楚通.独立模式下微网多能存储系统优化配置[J].电力系统自动化，2018，42（4）：30⁃38.
[10]朱玉飞，戴紫彬.流体系结构密码处理器存储系统的研究与设计[J].电子学报，2017，45（12）：2957⁃2964.
作者:张青凤 单位:运城学院