基于以太网控制器的固态存储阵列设计与研究

发布时间：2017-05-18 03:11

  本文关键词：基于以太网控制器的固态存储阵列设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：固态存储是基于传统机械式存储结构发展而来的技术。它是一种新型的快速存储技术，单通道具有最高40Mb/s的读写速度，不仅很好的兼容了传统机械结构硬盘的主要技术特征，并且在使用寿命，安全可靠性和成本方面都有很显著的提升。随着电子工业技术和应用的发展，固态存储技术将会广泛应用于数据安全存储，大数据分析等方向。 本文的主要完成了基于以太网控制器的固态存储阵列设计与研究。即将千兆以太网控制器作为系统控制中心，接收PC端的数据和指令进行预处理，按照配置要求进行固态存储阵列的测试及读取操作。 论文首先对以太网控制器标准和固态存储应用技术进行了背景介绍及研究。分析当今主流的固态存储介质，类型以及控制方式；其中重点介绍了NAND FLASH作为存储介质的性能，控制方式，以及存储校验技术。此外还介绍了千兆以太网控制器的基本原理以及如何实现数据传输功能。在系统仿真时，使用VHDL语言和C语言，在Visual DSP++5.0和Xilinx ISE14.5环境下设计和验证了各个模块功能，实现了千兆以太网控制器的通信协议，NAND FLASH固态存储阵列读写与校验。该系统中千兆以太网控制器支持ARP协议以及UDP协议，系统时钟为125MHz；NAND FLASH控制器支持多通道并行读写，其读写时钟为20MHz。最终该系统在电脑上利用网络调试助手成功的通过千兆以太网控制器对固态存储阵列进行了读写测试操作，，到达了系统功能的指标要求。
【关键词】：固态存储 千兆以太网 数据传输 NAND Flash
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 固态存储技术的研究目的和意义9-10
• 1.2 固态存储技术的国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外固态存储技术研究现状10-11
• 1.2.2 国内固态存储技术研究现状11-12
• 1.3 固态存储技术的发展趋势12-13
• 1.4 文章内容安排13-14
• 第2章 NAND Flash 存储阵列与千兆以太网技术原理14-29
• 2.1 NAND Flash 存储阵列技术原理14-20
• 2.1.1 Flash 存储器的结构与工作原理14-17
• 2.1.2 Flash 芯片类型及比较17-18
• 2.1.3 NAND Flash 芯片性能及读写原理18-20
• 2.2 千兆以太网技术原理20-29
• 2.2.1 千兆以太网控制器基本原理20-21
• 2.2.2 TCP/IP 技术协议及规范21-24
• 2.2.3 UDP 传输协议24-26
• 2.2.4 ARP 技术协议26-29
• 第3章 硬件系统的分析与设计29-53
• 3.1 系统整体结构分析29
• 3.2 NAND Flash 芯片选型与设计29-34
• 3.2.1 NAND Flash 芯片选型29-33
• 3.2.2 NAND Flash 原理图设计33-34
• 3.3 FPGA 芯片的分析和设计34-39
• 3.3.1 FPGA 芯片基本原理34-36
• 3.3.2 FPGA 选型与分析36-38
• 3.3.3 FPGA 芯片原理图设计38-39
• 3.4 DSP 芯片设计与分析39-45
• 3.4.1 DSP 芯片选型39-43
• 3.4.2 DSP 芯片原理图设计43-45
• 3.5 PHY 芯片选型与设计分析45-49
• 3.5.1 千兆 PHY 芯片选型45-48
• 3.5.2 千兆 PHY 芯片原理图设计48-49
• 3.6 电源模块设计49-50
• 3.7 系统 PCB 设计50-53
• 第4章 固态存储系统的设计与验证53-63
• 4.1 上位机程序设计53-54
• 4.2 FPGA 的千兆以太网软件配置和数据通信54-57
• 4.3 FPGA 的 NAND Flash 控制器设计与验证57-60
• 4.4 TS101 与 FPGA 之间的数据通信60-63
• 第5章 结论63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 王芳,李恪,苏林,耿立红;空间太阳望远镜的星载固态存储器研制[J];电子学报;2004年03期

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  本文关键词：基于以太网控制器的固态存储阵列设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375022