主頁（http://www.by236.com）：DVR文件系統(tǒng)及硬盤發(fā)展趨勢 嵌入式DVR與PC機(jī)一樣，都存在硬盤文件系統(tǒng)。嵌入式DVR硬盤文件系統(tǒng)可分為兩類，一是與PC機(jī)相同的FAT文件系統(tǒng)，第二種是嵌入式DVR生產(chǎn)廠家自行開發(fā)的，適合存儲大容量媒體數(shù)據(jù)流的專業(yè)文件系統(tǒng)。 通用文件系統(tǒng)的不足之處 PC系統(tǒng)使用的FAT文件系統(tǒng)，對于長時(shí)間錄像產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)包（幾G到數(shù)十G的數(shù)據(jù)）無法管理，只能進(jìn)行分包，將一段完整的錄像，分為若干個(gè)小的文件包，如5、10、30分鐘自動形成一個(gè)文件，或者150M、200M作為一個(gè)文件。因此容易產(chǎn)生包與包之間丟幀現(xiàn)象，同時(shí)硬盤磁頭需要頻繁地讀寫數(shù)據(jù)與文件索引，磁頭頻繁跳動，對于每天十幾到二十四小時(shí)連續(xù)讀寫硬盤的DVR系統(tǒng)，極容易造成硬盤故障。同時(shí)硬盤錄滿后，需要?jiǎng)h除整段文件，但新錄制的文件與老的文件大小不同，由此會在硬盤上產(chǎn)生大量碎片空間，影響硬盤的使用和系統(tǒng)效率。另外，F(xiàn)AT文件系統(tǒng)用做錄像機(jī)錄像資料管理還存在兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，一是文件分配表如果損壞，則錄像資料大多會丟失，二是系統(tǒng)突然斷電或遭到人為破壞，當(dāng)前的錄像數(shù)據(jù)不能夠保存。 針對FAT文件系統(tǒng)在媒體數(shù)據(jù)流存儲領(lǐng)域中的不足之處，專業(yè)公司開發(fā)了適合媒體數(shù)據(jù)流存儲方式的硬盤管理文件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以高效率地管理整個(gè)硬盤，不受錄像數(shù)據(jù)包大小影響，錄像機(jī)從開始到結(jié)束為一個(gè)錄像機(jī)段，錄像機(jī)段長度可從幾秒鐘到幾十小時(shí)，數(shù)據(jù)可從幾K到幾十T。采用這種硬盤管理方式，克服了FAT系統(tǒng)對長時(shí)間錄像管理存在的缺陷。由于不存在分包錄像，因此也不存在包與包之間丟幀現(xiàn)象；磁頭不需要頻繁讀寫數(shù)據(jù)與文件索引，延長硬盤使用壽命；硬盤錄滿后，采用逐幀覆蓋技術(shù)，不存在硬盤碎片。可以將硬盤形象地比做一盤錄像機(jī)帶，硬盤任何地方的錯(cuò)誤，不會影響前面或后面的錄像。在突然斷電的情況下，也能保存斷電前瞬間的圖像；同時(shí)，原始錄像資料盤數(shù)據(jù)與PC不兼容，無法在PC上直接修改，保證原始資料的保密性和可靠性。 但由于開發(fā)難度和資金投入的限制，多數(shù)嵌入式DVR生產(chǎn)企業(yè)仍然會采用FAT文件存儲方式對硬盤錄像機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。從嵌入式DVR硬盤文件系統(tǒng)的發(fā)展方向看，長時(shí)間穩(wěn)定錄像采用這種方式可以大幅度提高硬盤錄像機(jī)的可靠性，但需要專業(yè)公司具備開發(fā)硬盤操作系統(tǒng)的能力與經(jīng)驗(yàn)，目前國內(nèi)只有少數(shù)幾個(gè)廠家擁有該項(xiàng)技術(shù)。 專業(yè)文件系統(tǒng) 驅(qū)動器參數(shù)結(jié)構(gòu)是文件系統(tǒng)訪問驅(qū)動器的依據(jù)，它包含驅(qū)動器的操作狀態(tài)、儲存特征、鏈表指針、校驗(yàn)標(biāo)記等信息。硬盤排列時(shí)，根據(jù)驅(qū)動器的操作狀態(tài)（特別是錄像起止時(shí)間），驅(qū)動器形成雙向鏈表，鏈表指針被填充。硬盤格式化時(shí)，根據(jù)硬盤容量和分區(qū)個(gè)數(shù)生成DPT，再用DPT來初始化每個(gè)分區(qū)的驅(qū)動器參數(shù)結(jié)構(gòu)，并保存到對應(yīng)扇區(qū)。硬盤初始化時(shí)，根據(jù)DPT中的驅(qū)動器參數(shù)結(jié)構(gòu)扇區(qū)偏移直接得到驅(qū)動器參數(shù)結(jié)構(gòu)。 對于大數(shù)據(jù)量的流媒體應(yīng)用，系統(tǒng)采用單位比較大的簇來管理數(shù)據(jù)，這樣可以提高效率，而數(shù)據(jù)碎片的影響可以忽略不計(jì)。每簇與目錄區(qū)和索引區(qū)中的目錄結(jié)構(gòu)、索引結(jié)構(gòu)物理上一一對應(yīng)。寫數(shù)據(jù)時(shí)，目錄結(jié)構(gòu)、索引結(jié)構(gòu)、簇在物理上都是順序申請的，按照申請的時(shí)間先后次序，各個(gè)通道混合存放。 其中簇標(biāo)志用于標(biāo)識文件的起始和結(jié)束，數(shù)據(jù)標(biāo)志和數(shù)據(jù)屬性用于文件的查找和定位，關(guān)聯(lián)屬性將特定通道的簇鏈接起來，主要用于文件的連續(xù)讀取。 簇標(biāo)志 數(shù)據(jù)標(biāo)志 數(shù)據(jù)屬性 關(guān)聯(lián)屬性 保留 緩沖管理 為了提高緩沖的命中率，緩沖開設(shè)大小應(yīng)該大于64個(gè)扇區(qū)單元，如果系統(tǒng)內(nèi)存資源不存在問題，則加大開設(shè)的緩沖數(shù)。在大的緩沖數(shù)開設(shè)情況下，系統(tǒng)存在緩沖查找的時(shí)間開銷，為減小這部分開銷，在定位緩沖時(shí)采用hash查找。Hash表的長度定為緩沖數(shù)的2倍以上。由于訪問上順序特性，hash函數(shù)可以直接從LBA的低位生成。 在突然斷電的情況下，為了能夠恢復(fù)數(shù)據(jù)，對目錄區(qū)必須進(jìn)行隨時(shí)保存，所以緩沖在任意情況下都能進(jìn)行同步，同步方式有單緩沖、單驅(qū)動器、所有緩沖。 電源管理 |
