大容量电子存储阵列的设计与实现

发布时间：2020-11-21 09:39

　　随着科学技术的发展,对视频数据存储系统的容量、功耗、可靠性要求越来越高,如何开发出高质量的图像存储系统,实时快速地存储大量视频数据并进行有效的视频文件管理是本论文研究的关键。本文首先分析了电子存储阵列的系统构成、结构,根据技术指标要求进行了硬件设计,将4TByte存储容量要求划分为10块存储板组成形成总线结构型存储阵列；针对压缩后的MPEG4格式视频流,采用单片存储容量为4GByte的Nand Flash作为存储介质,100片级联构成400GByte的存储单板；FPGA为存储阵列的控制器,用DSP作为数据处理和接口的核心单元,完成了存储阵列的操作控制；论文参考FAT16构建了专用文件管理系统,形成冗余文件分配表并存储。论文重点研究了存储芯片的控制技术,在FPGA内编程实现了对Nand Flash的读、写、擦除、坏区管理等操作控制。论文的研究成果已应用在某装备系统中,试验结果证明了设计的合理性。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：TP333
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章绪论
    1.1 实现大容量电子存储阵列的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外发展现状
        1.2.2 国外大容量记录器技术发展趋势
        1.2.3 国内发展现状
    1.3 本文研究内容
第二章系统总体概述
    2.1 系统概述
    2.2 视频压缩服务终端介绍
    2.3 中心控制分系统介绍
        2.3.1 分系统介绍
        2.3.2 VDK介绍
    2.4 存储板需求分析
    2.5 存储器选择
        2.5.1 几种常见的非易失性存储器
        2.5.2 NOR Flash与NAND Flash比较
        2.5.3 存储芯片K9WBG08U1M介绍
    2.6 本章小结
第三章大容量电子存储阵列的硬件设计
    3.1 存储板硬件设计
        3.1.1 硬件的物理划分
        3.1.2 存储板的构成
    3.2 与中心控制分系统的数据收发接口设计
        3.2.1 PPI总线介绍
        3.2.2 存储板和控制板接口协议定义
        3.2.3 DMA介绍
        3.2.4 BF533 DMA介绍
    3.3 存储板内部接口
        3.3.1 Flash工作模式介绍
        3.3.2 存储器访问控制接口
    3.4 母板设计
    3.5 本章小结
第四章 FLASH阵列控制程序设计
    4.1 FPGA设计流程
    4.2 存储板逻辑设计与实现
        4.2.1 写操作接口设计
        4.2.2 读操作接口设计
        4.2.3 擦除操作接口设计
        4.2.4 坏区管理
    4.3 本章小结
第五章视频文件管理
    5.1 常用文件管理系统介绍
        5.1.1 FAT文件系统
        5.1.2 NTFS文件系统
    5.2 简单文件分配表实现
    5.3 视频文件基本操作
        5.3.1 电子存储阵列与中心控制分系统数据交换协议
        5.3.2 文件写入流程
        5.3.3 文件下载流程
        5.3.4 文件擦除流程
    5.4 视频文件基本操作
        5.3.1 文件整理方案
        5.4.2 文件整理具体实现
        5.4.3 文件拷贝和剪切
        5.4.4 阵列格式化
    5.5 容错机制的处理
        5.5.1 网络数据源中断的处理
        5.5.2 系统掉电的处理
        5.5.3 文件格式化防错机制
    5.6 本章小结
第六章系统调试总结
    6.1 调试问题与解决措施总结
    6.2 本章小结
结束语
致谢
参考文献
研究生期间研究成果

【参考文献】

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