多通道闪存控制器模块化设计与实现

发布时间：2021-11-19 04:13

　　由于机械操作的局限性,传统的机电一体化式温彻斯特硬盘在性能提升上已经遭遇瓶颈。而基于新型非易失存储介质的固态硬盘却拥有着极为宽广的发展前景,其潜力不仅表现为它被市场的逐渐接受和它在应用领域的普及,更为重要的是其有较大的性能提升空间。在对闪存存储芯片内部存储组织结构以及芯片相关操作等工作原理进行仔细研究的基础上,确定闪存控制器要实现的指令集和指令执行的时序要求。结合芯片交错操作技术、条带化技术和流水线技术等多通道技术,提出多通道闪存控制器的总线结构。闪存控制器模块由命令解析模块、状态机控制模块、采样机模块和数据通路四大功能模块来实现。设计中采用可编程FIFO硬核作为多时钟域数据传输的缓存区,利用现场可编程阵列（FPGA）中的输入输出块来实现双向三态数据传输。通过功能仿真,纠正设计中存在的时序问题。逻辑验证正确后,采用FPGA来实现闪存控制器逻辑。在搭建好的系统级硬件平台上,将闪存控制器封装成知识产权核（IP Core）加载到处理器本地总线（Processor Local Bus）上。利用闪存控制器核中的寄存器来模拟主机接口发出命令及数据信号,控制闪存控制器完成对闪存存储芯片的相关操作。测... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Flash芯片内部存储映射示意图

2.5 固态硬盘文件访问系统功能模块器存在的限制，闪存转化层将修改过来反映这个修改，也可以通过垃圾回的存储单元[27]。对于一个读请求，闪储器上的实际存储单元，然后将数据和重定向的特性，常规的文件系统就理地址映射信息和垃圾块的回收，这存存储芯片中的回写机制能够更加有回写指令，一个源地址和一个目标地源页面读取数据到数据寄存器然后存转换层能够在闪存存储器上复制数线，提高了数据传输的效率[28]。

请求间并行机制而言，常采用两种技术：芯片交错操作技g）和流水线技术(pipelining)。在芯片交错操作技术中，多个请理，如图 2.9(a)所示，图中两个请求被两个通道并行处理。流中对多个请求进行重叠处理来实现并行机制,如图 2.9(b)所示。(a) 芯片交错操作技术(b) 流水线技术图 2.9 请求间并行机制化技术

【参考文献】：
期刊论文
[1]超大容量NAND Flash文件系统—YAFFS2在Linux下的实现[J]. 龙亚春,黄璞,吴胜.  北京电子科技学院学报. 2007(02)
[2]ATA/100硬盘的传输简介[J]. 潘磊.  现代电子技术. 2000(12)
[3]固态IDE硬盘设计[J]. 苏钢,李海山.  计算机与数字工程. 1997(04)



本文编号：3504264