基于PC104模塊的DOC電子盤系統(tǒng)備份還原機的設計與實現(xiàn)

陳啟民

摘要：在設備的修理過程中，發(fā)現(xiàn)大量設備的執(zhí)行軟件幾乎都是運行在windows或者VxWorks系統(tǒng)上面的，并且大部分設備的存儲器件都為DOC電子盤，為保障后期軟件的維護而設計的基于PC104模塊的DOC電子盤備份還原機，其部件組成包括SBS PC/104 模塊、2.5”IDE并口快閃2GB固態(tài)硬盤存儲器模塊、32pin DIP 緊鎖插座部件，以及各外圍接口電路模塊。該設備能夠快速備份和還原設備上的系統(tǒng)，與之前采用笨重的PC機系統(tǒng)進行操作比較，其主機重量僅200g，大大提高了其便攜性、便于攜帶出差臨搶修等，其備份還原時間縮短到了30s/pcs。

關鍵詞：設備；windows；VxWorks；DOC電子盤；SPT2A PC/104；備份還原

在設備修理過程中如修理北斗、綜導、測深儀等用到DOC電子盤的設備中，其執(zhí)行程序幾乎都是運行在windows或者VxWorks系統(tǒng)上面的。由于DOC電子盤屬于存儲器件，突然掉電或者浪涌沖擊以及不規(guī)范的操作以及長時間運作導致的老化都有可能導致電子盤里面系統(tǒng)文件的丟失或者DOC物理扇區(qū)損壞，出現(xiàn)以上情況就會導致系統(tǒng)無法啟動或者程序跑飛的現(xiàn)象。而軟件問題，如果之前沒有備份的話只能向同型號的設備借用來備份再還原，或者送回廠家再灌程序。重做系統(tǒng)或者請廠家協(xié)助費用都是相當?shù)陌嘿F。送回廠家那是相當?shù)姆爆嵵?，為此專門制作了DOC備份還原機，必須得趁設備系統(tǒng)運行在良好的狀態(tài)時將操作系統(tǒng)備份，以備下次設備DOC出現(xiàn)故障出現(xiàn)故障時還原使用，或者用于臨搶修時借用同型號艦艇的設備上的DOC備份還原到新的電子盤上使用，予解決燃眉之急。

1系統(tǒng)總體設計

在分析DOC拷貝軟硬件原理和結構的基礎上，充分考慮到臨搶修的維修便攜性要求，確定了便攜式、模塊化設計思想。由于需要執(zhí)行備份以及還原操作，所以主機板模塊上必須同時要有IDE硬盤位以及在板DOC插座位，并且硬件要求能夠支持他們同時運作于windo- ws98/MS-DOS系統(tǒng)下，因此選用了SBS的PC/104 模塊作為主機板。考慮到存儲介質的便攜性以及穩(wěn)定性能，選用了SimpleTech公司的快閃Flash固態(tài)硬盤，容量為2GB，因為為固態(tài)硬盤無機械部件，因此數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)定可靠?？紤]到需要快速插拔DOC電子盤，因此選用了3M公司的32pin DIP 緊鎖插座，該插座不需工具可快速取放DOC，可避免用螺絲刀撬壞DOC電子盤引腳的現(xiàn)象?？紤]到出差的便攜性，供電電源采選用輕量裝的DTECH公司NP34-12 0/5 0-2000開關電源。輸入鍵盤采用硅膠折疊鍵盤，折疊后方便攜帶。VGA顯示采用微型液晶顯示器，僅有7寸大小，如同手機屏幕大小。

考慮到輕便性以及機加的便利，采用ABS工程塑料盒進行最后的封裝，由于SBS的PC/104 模塊運行時發(fā)熱量較大，因此必須采取散熱風扇進行風冷CPU，以免積熱過多損壞CPU及板載器件。

2系統(tǒng)工作原理

該DOC電子盤備份還原機系統(tǒng)采用雙冗余的設計，共有兩套冗余的設計方案。采用SBS盛博SPT2A型號的PC/104 模塊作為PC主機板，方案一采取windows98作為系統(tǒng)支撐，在其基礎上運行GHOST軟件，GHOST軟件是Symantec公司旗下的一款出色的硬盤備份還原工具，通過GHOST軟件備份命令將原DOC電子盤的系統(tǒng)做成鏡像文件并保存在并口ATX硬盤存儲器中。需要使用時，通過GHOST軟件還原命令將保存在并口ATX硬盤存儲器中的系統(tǒng)鏡像還原到新的DOC電子盤上。該方案由于運作在windows98上，界面友好，可非常方便的查閱相關的鏡像信息，同時也可以方便進行各鏡像文件的管理。方案二采用MS-DOS系統(tǒng)作為系統(tǒng)支撐，通過DOS備份批處理命令將原DOC電子盤的系統(tǒng)做成鏡像文件并保存在并口ATX硬盤存儲器中。需要使用時，通過還原批處理命令將保存在并口ATX硬盤存儲器中的系統(tǒng)鏡像還原到新的DOC電子盤上，方案二需要熟悉DOS操作命令，但是也只是幾行代碼，很快就可以上手，開機速度快，占用系統(tǒng)資源少，操作簡單，30秒即可拷貝好一個電子盤。兩套方案均可獨立運作，互不影響。當方案一windows系統(tǒng)出現(xiàn)文件丟失等系統(tǒng)崩潰時，方案二即可冗余頂替運用。

3系統(tǒng)硬件電路設計

3.1系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件設計由PC/104 模塊、VGA液晶顯示屏、硅膠鍵盤、DOC電子盤32PIN緊鎖插座、供電單元組成。PC主板選用SBS盛博公司SCM/SPT2A（PC/104 模塊），它是一款“all-in-one” CPU 模塊，它在板集成了10/100Base-T以太網(wǎng)接口及69000 高性能圖形處理器。采用X86 兼容的64 位第六代處理器，最高運行速度可達300MHz，在板內(nèi)存支持最大128M 3.3V SDRAM。圖形處理器可支持各種LCD 及TFT 顯示屏，最大4M 顯存最大支持至1280*1024、16.7M 種顏色，同時在板除支持PS/2 鍵盤及鼠標、IDE 接口、USB、以太網(wǎng)接口等外還支持Panel Link 或LVDS。既減小了系統(tǒng)的規(guī)模，又提高了系統(tǒng)的可靠性。供電采用外接交流220 V 電源，通過P34-12 0/5 0-2000開關電源將220V的交流電轉換為+5V、+12V直流供電，在板電源能從 +5V供電電壓中產(chǎn)生所需的所有電壓，產(chǎn)生的3.3V 電壓也適用于“平板顯示器”。

4系統(tǒng)軟件設計

4.1設計方法

系統(tǒng)軟件設計采用MS-DOS系統(tǒng)做平臺支撐。MS-DOS是美國微軟微軟公司的，磁盤系統(tǒng)是IBM PC及兼容機中的最基本配備，而MS-DOS是個人電腦中最普遍使用的磁盤操作系統(tǒng)之一，最基本的MS-DOS系統(tǒng)由一個基于主引導記錄啟動磁區(qū)位于第0軌的磁區(qū)中，內(nèi)容上與硬盤的MBR略有不同的BOOT引導程序和三個文件模塊組成。這三個模塊是輸入輸出模塊（IO.SYS）、文件管理模塊（MSDOS.SYS）及命令解釋模塊，后期還加上若干標準的外部程序（即外部命令），與內(nèi)部命令一同構成了完備的人機交互環(huán)境。使用者可以透過編輯兩個位于開機磁盤根目錄的系統(tǒng)檔案來達到調(diào)控系統(tǒng)組態(tài)之目的，他們分別是CONFIG. SYS及AUTOEXEC.BAT，IO.SYS會檢視CONFIG.SYS以加載指定的硬件驅動程序，則自動執(zhí)行AUTOEXEC.BAT所載的批次指令。

批處理（Batch），也稱為批處理腳本，批處理是對某對象進行批量處理。它是一種簡化的腳本語言，也稱作宏。它應用于DOS和windows系統(tǒng)內(nèi)嵌的命令解釋器（通常是COMMAND.COM或者CMD.EXE）解釋運行。類似于Unix中的Shell腳本。批處理文件具有.bat或者.cmd的擴展名。它是由一條條的DOS命令組成的普通文本文件，可以用記事本直接編輯或用DOS命令創(chuàng)建，也可以用DOS下的文本編輯器Edit.exe來編輯。在“命令提示”下鍵入批處理文件的名稱，或者雙擊該批處理文件，系統(tǒng)就會調(diào)用cmd.exe運行該批處理程序。系統(tǒng)中解析運行批處理程序時，首先掃描整個批處理程序，然后從第一行代碼開始向下逐句執(zhí)行所有的命令，直至結尾或遇見exit命令或出錯意外退出。因此本次在MS-DOS的基礎上編寫批處理命令來調(diào)用備份還原程序自動批量的復制粘貼文件來實現(xiàn)備份還原。

4.2 DOC電子盤系統(tǒng)備份批處理腳本程序

插好原DOC電子盤并緊鎖后，開機進入MS-DOS系統(tǒng)后，操作運行GETMING.BAT即可調(diào)用備份批處理腳本程序。將原DOC電子盤上的文件全盤復制并制作成鏡像后存儲在本地的硬盤上。其腳本程序代碼如下：

@echo off

if ”%1”== ”” goto err1

docpmap /br /f：%1

goto end

：err1

Echo Usage：getmimg Image_File

：end

4.3 DOC電子盤系統(tǒng)還原批處理腳本程序

插好新DOC電子盤并緊鎖后，開機進入MS-DOS系統(tǒng)，操作運行PUTMING.BAT即可調(diào)用還原批處理腳本程序。將存儲在本地硬盤上的系統(tǒng)鏡像文件還原到新的DOC電子盤上。其腳本程序代碼如下：

@echo off

if ”%1”== ”” goto err1

docpmap /bw /f：%1

goto end

：err1

Echo Usage：putmimg Image_File

：end

5結束語

針對目前設備上普遍使用的DOC電子盤進行專門設計的DOC電子硬盤備份還原機系統(tǒng)，克服了需廠內(nèi)采用笨重的PC機拷貝的方法，費時費力，并可快速響應，可用于臨搶修，提高了維修效率，從而能夠滿足普通技術人員的使用和保障需求。

參考文獻

[1] 盛博科技有限公司. SysCentreModuleTM/SPT2A技術手冊

（作者單位：中國人民解放軍第四八零一工廠黃埔軍械修理廠）