基于FLASH的高速图像采集存储系统

发布时间：2020-04-30 10:42

【摘要】： 随着航空遥感技术的发展,对图像数据的存储设备的存储速度和容量等指标的要求也越来越高。由于航空平台的限制,对存储设备的可靠性和抗振动特性也有严格的要求。采用无转动部件的半导体器件作为存储媒介的固态存储器已成为当今航天航空数据存储的主流方案,其中闪存(FLASH)又以其抗振动、非易失性、低功耗、存储密度大的优点得到越来越广泛的应用,成为主流方案中的首选器件。本论文的研究目标是开发一种基于闪存的高速大容量固态存储系统,适用于每秒获取并存储超过16M字节光学遥感数据的航空系统,具有存储容量大、存储速度高、低功耗、非易失性、抗震动、扩展性好、接口灵活等特点。论文首先分析了高速大容量固态存储系统的国内外发展现状和趋势;接着根据系统的对外接口和指标要求提出了整体方案;进而采用自顶向下和模块化的设计思想将系统分成各个模块,完成各个模块和整个系统的软硬件设计调试,给出系统的运行和测试结果;最后总结了工作过程,并对今后的工作提出了一些展望。系统所涉及到的关键技术主要有:针对单片闪存所存在的写入速度较慢、容量较小的缺点提出了并行总线技术和流水线技术,由此引出了闪存子模块并组成闪存阵列来提高系统的存储速度和容量;对闪存阵列的控制采用VHDL语言对FPGA编程实现;针对CCD相机的高速数据接口,设计了与之匹配的Camera Link接口和乒乓缓冲模块来保证数据传输和存储处理的并行性与实时性;系统存储的数据通过USB2.0接口上传到地面计算机,USB2.0接口的设计采用USB2.0芯片CY7C68013A来完成;为了系统有更好的扩展性,采用ARM9作为控制器通过串口与工控计算机(PC104)通信,并协调各部分的工作。整个系统的研究成果为:实现了存储容量为16GB,实际运行写入速度达到16MB/S以上的图像采集存储卡。拍摄的图片以RAW格式保存,通过USB2.0接口传输到地面计算机,通过读图软件StellaImage可以清晰的看到拍摄的物体,为后期研制功能更加完善的高速大容量存储设备奠定了基础。
【图文】：

固态存储器,大容量

图 1.1 P9 系列大容量固态存储器三代高速大容量固态存储器正在发展之中，第三代高速大用 Flash memory 作为存储介质，存储容量已经达到了 GBit/S，代表的有美国的 CALCULEX 公司的研制的模块器采用 Flash memory 作为存储芯片，并采用模块化的存电源模块，存储模块和控制模块，每个存储模块都采用单们就可以完全独立工作，降低供耗。它具有双数据接口储容量最大可以达到 415GBit，持续数据传输速率在 1G高速大容量固态存储器的研究现状内的高速大容量固态存储器技术还相对滞后，，主要集中功能的研究实现上，而对内存管理等许多关键技术的研还与国外有较大的差距，同时在存储容量，传输速率上也

原理图,原理图,接收器,单端

器能以155.5Mbps的速度驱动双绞线对，距离大于1受至少±1V的驱动器与接收器之间地的电压变化，1.2V。电源和地电平变化、驱动器偏置电压以及轻度入端相对于接收器是共模电压，这个电压的范围是 Link 技术ink标准是由Channel Link技术发展而来。美国国家显示问题而开发出了Channel Link技术，该技术被annel Link包括驱动器和接收器两部分。如图3.1所TL单端数据信号和1位的单端时钟信号以7:1的串并一个时钟信号共5对LVDS后经驱动器输出。接收器的将5对LVDS信号转化为28为的单端信号和一位的时钟个100欧左右的终端匹配电阻[8]。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP333

【引证文献】