高速大容量固态存储系统的实现与应用

发布时间：2020-07-07 02:56

【摘要】： 高速、大容量、高密度、低功耗、低成本的现代信息存储系统是高速数据采集和其它应用中非常关键的部件之一,它主要包括数据的存取以及对存储器的控制和管理。早期的存储器有海量数据记录磁带机,随后出现了磁盘、磁光盘和固态记录器。随着电子技术的发展,半导体存储器密度的提高,以DRAM、FLASH为主的固态大容量数据存储器已经成为主流。 本文采用大容量的固态存储芯片闪存作为存储介质,通过现场可编程门阵列作为存储阵列的控制器,成功实现了数据采集过程中相对低速的FLASH存储器对高速和超高速实时数据的存储,并通过计算机增强型并行口实现对存储器的数据读取。FPGA既作为高速输入数据传输到FLASH中间的缓存,又实现对存储器的读写及擦除等操作时序的控制,充分体现了FPGA可编程和节省外部硬件资源的优点。针对高速数据的输入,采用了多级流水的技术。文中首先介绍了整个存储系统的组成、FPGA的内部设计,然后讨论了模数变换、高速缓存、EPP协议及其应用,最后介绍了系统的调试、调试过程中遇到的问题及解决办法和测试结果。本系统具有实用性和通用性,为今后在此方面的研究奠定了基础,积累了丰富的经验。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP333
【图文】：

KgK4G08UOM内部功能框图

2.5高速大容量固态存储器的总体设计2.5.1系统组成该系统主要包括以下几个部分:模数转换，缓存定时控制，并行存储控制等。其中模数转换板的刀D变换器采用AD公司的AD6644，经A/D变换后产生14位数据，将数据锁存后，直接进入缓存定时板，在这里进行数据的缓存分配以及产生各个并行存储板的控制信号，通过底板将数据和控制信号送到各个存储板。在存储板中主要是靠FPGA内部的RAM资源进行缓冲和多片FLASH流水线工作来实现高速数据到相对低速FLASH的写入，输入接口采用8位的数据总线经由锁存器直接接到FPGA上，存储部分使用KgK4GOSUOMFLASH芯片。将FLASH的数据读回到计算机上，采用了计算机EPP口，通过用C语言对其编程来实现数据的读回。选择EPP口是由于EPP口具有通用性、易于应用，能够很快掌握。为了进一步提高数据的读回速度，在缓存定时板上还设计了USB2.0接口。

第二章并行存储板的设计17.2并行存储板的EPP设计EPP口在存储板上有两个功能:一为发送命令，FPGA在收到命令后，进行建立无效块信息表、数据编程、读取数据和擦除等操作，这些命令是给定的，通过EPP口发给FPGA，再由FPGA进行译码;另一个功能就是通过FPGA从FLASH中读取数据。在整个系统中，由于8块存储板并行工作，通过缓存定时板进行控制，所以在存储板上只保留了数据读回的功能。i群口电跳::::::::::;:;:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::;;::

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本文编号：2744546