大容量NAND Flash阵列管理技术研究与实现
发布时间：2021-04-26 00:54
数据存储在大数据时代下扮演着举足轻重的角色,只有安全可靠的存储了数据,才能分析和利用数据。但是随着科学技术的发展,各种应用产生的数据量越来越大,而且速度也越来越快,这对数据存储设备提出了新的要求:大容量和高存储带宽。利用NAND Flash构成的存储阵列不仅容量大、速度快,而且抗振性能优越,刚好可以满足这些新要求。但是由于NAND Flash本身的缺陷:拥有坏块,数据位会发生翻转。所以在使用NAND Flash作为存储介质时必须要对这些缺陷进行控制和管理。而传统的管理技术中,坏块管理检索速度慢,而且需要消耗大量FPGA的RAM资源,纠错算法大多都是串行编解码,速度太慢不适用于高速场合,这些适用于单片NAND Flash的技术不再适用于NAND Flash阵列的管理,所以本课题就是针对这些管理技术在NAND Flash阵列中的应用进行研究和实现。本课题针对高速顺序存储场合,在硬件层对NAND Flash阵列的管理技术进行研究和实现,设计了NAND Flash阵列存储卡,提出了NAND Flash阵列管理方案,并根据NAND Flash的结构特点设计了写入流水线技术,提升NAND Flas...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 NAND Flash管理技术国内外研究发展现状分析
1.2.1 NAND Flash管理技术概述
1.2.2 NAND Flash管理技术国内外研究现状
1.3 本文的内容及结构安排
第2章 总体的研究与实现方案
2.1 研究与实现方案
2.2 技术指标
2.2.1 NAND Flash阵列存储卡技术指标
2.2.2 坏块管理技术指标
2.2.3 BCH算法技术指标
2.3 NAND Flash阵列存储卡原理设计
2.3.1 NAND Flash控器选择
2.3.2 存储卡原理图设计
2.3.3 主要器件选型
2.3.4 总体逻辑结构设计
2.4 本章小节
第3章 NAND Flash阵列I/O控制器设计
3.1 NAND Flash结构介绍
3.2 NAND Flash阵列I/O控制结构
3.3 NAND Flash初始化
3.4 NAND Flash擦除
3.5 NAND Flash写入流水线技术
3.6 NAND Flash读取
3.7 本章小节
第4章 NAND Flash阵列坏块管理
4.1 坏块管理介绍
4.2 坏块管理策略选择
4.3 坏块管理方案设计
4.3.1 坏块表的建立和存储
4.3.2 坏块表检索方案设计
4.4 坏块检索固件设计及仿真
4.4.1 坏块检索固件设计
4.4.2 坏块检索仿真
4.5 本章小节
第5章 BCH纠错算法的研究与实现
5.1 BCH纠错算法研究
5.1.1 BCH算法代数基础
5.1.2 二进制BCH算法
5.1.3 BCH算法的编解码过程
5.1.4 BCH算法的优化设计
5.2 BCH算法功能验证
5.2.1 功能验证平台及验证目标
5.2.2 BCH功能验证设计
5.2.3 BCH功能验证结果
5.3 BCH算法固件设计
5.3.1 BCH编译码器总体方案设计
5.3.2 BCH编码器并行设计及固件实现
5.3.3 BCH译码器流水线设计及固件实现
5.3.4 BCH算法IC设计优化
5.4 BCH算法ModelSim仿真
5.5 本章小结
第6章 测试验证及结果
6.1 测试验证方案设计
6.2 坏块管理验证
6.3 BCH纠错算法验证测试
6.4 NAND Flash阵列存储卡读写速度及误码率测试
6.5 应用测试
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LDPC-BCH网格的低码率编译码方法[J]. 李琪,殷柳国,陆建华. 清华大学学报(自然科学版). 2013(11)
[2]一种存储芯片的坏块识别与管理分析[J]. 朱伟亭. 自动化博览. 2012(09)
[3]65nm工艺下面积功耗优化的BCH电路设计[J]. 莫海锋,张耀辉. 半导体技术. 2012(07)
[4]一种支持预搜索的面积紧凑型BCH并行译码电路[J]. 张翌维,郑新建,沈绪榜. 电路与系统学报. 2009(02)
[5]NAND Flash坏块管理研究[J]. 彭兵,步凯,徐欣. 微处理机. 2009(02)
硕士论文
[1]并行BCH编解码的快速实现方法[D]. 蔡二龙.西安电子科技大学 2015
[2]数据采集器的FLASH存储技术与实现[D]. 王培人.哈尔滨工程大学 2016
[3]NAND Flash坏块管理算法研究与实现[D]. 张鹏.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于NAND flash主控制器的BCH纠错算法设计与实现[D]. 廖宇翔.哈尔滨工业大学 2014
[5]基于NAND Flash存储器的FTL优化算法的设计与实现[D]. 姜伟娜.华东师范大学 2013
[6]用于NAND闪存的LDPC码研究[D]. 李芳苑.华南理工大学 2013
[7]面向固态存储的BCH-ECC的算法研究与硬件设计[D]. 陈仁钢.重庆大学 2012
[8]Nand Flash纠错码的设计研究[D]. 陈武.浙江大学 2011
[9]某雷达舱振动特性分析与隔振设计[D]. 张竞.南京理工大学 2011
[10]有限域生成元的若干性质研究[D]. 董可静.南京航空航天大学 2010
本文编号：3160414
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 NAND Flash管理技术国内外研究发展现状分析
1.2.1 NAND Flash管理技术概述
1.2.2 NAND Flash管理技术国内外研究现状
1.3 本文的内容及结构安排
第2章 总体的研究与实现方案
2.1 研究与实现方案
2.2 技术指标
2.2.1 NAND Flash阵列存储卡技术指标
2.2.2 坏块管理技术指标
2.2.3 BCH算法技术指标
2.3 NAND Flash阵列存储卡原理设计
2.3.1 NAND Flash控器选择
2.3.2 存储卡原理图设计
2.3.3 主要器件选型
2.3.4 总体逻辑结构设计
2.4 本章小节
第3章 NAND Flash阵列I/O控制器设计
3.1 NAND Flash结构介绍
3.2 NAND Flash阵列I/O控制结构
3.3 NAND Flash初始化
3.4 NAND Flash擦除
3.5 NAND Flash写入流水线技术
3.6 NAND Flash读取
3.7 本章小节
第4章 NAND Flash阵列坏块管理
4.1 坏块管理介绍
4.2 坏块管理策略选择
4.3 坏块管理方案设计
4.3.1 坏块表的建立和存储
4.3.2 坏块表检索方案设计
4.4 坏块检索固件设计及仿真
4.4.1 坏块检索固件设计
4.4.2 坏块检索仿真
4.5 本章小节
第5章 BCH纠错算法的研究与实现
5.1 BCH纠错算法研究
5.1.1 BCH算法代数基础
5.1.2 二进制BCH算法
5.1.3 BCH算法的编解码过程
5.1.4 BCH算法的优化设计
5.2 BCH算法功能验证
5.2.1 功能验证平台及验证目标
5.2.2 BCH功能验证设计
5.2.3 BCH功能验证结果
5.3 BCH算法固件设计
5.3.1 BCH编译码器总体方案设计
5.3.2 BCH编码器并行设计及固件实现
5.3.3 BCH译码器流水线设计及固件实现
5.3.4 BCH算法IC设计优化
5.4 BCH算法ModelSim仿真
5.5 本章小结
第6章 测试验证及结果
6.1 测试验证方案设计
6.2 坏块管理验证
6.3 BCH纠错算法验证测试
6.4 NAND Flash阵列存储卡读写速度及误码率测试
6.5 应用测试
6.6 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LDPC-BCH网格的低码率编译码方法[J]. 李琪,殷柳国,陆建华. 清华大学学报(自然科学版). 2013(11)
[2]一种存储芯片的坏块识别与管理分析[J]. 朱伟亭. 自动化博览. 2012(09)
[3]65nm工艺下面积功耗优化的BCH电路设计[J]. 莫海锋,张耀辉. 半导体技术. 2012(07)
[4]一种支持预搜索的面积紧凑型BCH并行译码电路[J]. 张翌维,郑新建,沈绪榜. 电路与系统学报. 2009(02)
[5]NAND Flash坏块管理研究[J]. 彭兵,步凯,徐欣. 微处理机. 2009(02)
硕士论文
[1]并行BCH编解码的快速实现方法[D]. 蔡二龙.西安电子科技大学 2015
[2]数据采集器的FLASH存储技术与实现[D]. 王培人.哈尔滨工程大学 2016
[3]NAND Flash坏块管理算法研究与实现[D]. 张鹏.哈尔滨工业大学 2015
[4]基于NAND flash主控制器的BCH纠错算法设计与实现[D]. 廖宇翔.哈尔滨工业大学 2014
[5]基于NAND Flash存储器的FTL优化算法的设计与实现[D]. 姜伟娜.华东师范大学 2013
[6]用于NAND闪存的LDPC码研究[D]. 李芳苑.华南理工大学 2013
[7]面向固态存储的BCH-ECC的算法研究与硬件设计[D]. 陈仁钢.重庆大学 2012
[8]Nand Flash纠错码的设计研究[D]. 陈武.浙江大学 2011
[9]某雷达舱振动特性分析与隔振设计[D]. 张竞.南京理工大学 2011
[10]有限域生成元的若干性质研究[D]. 董可静.南京航空航天大学 2010
本文编号：3160414
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