光学遥感相机数据存储系统设计与实现

发布时间：2017-05-24 18:05

  本文关键词：光学遥感相机数据存储系统设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,随着我国经济的发展和国家财政实力的增强,航空航天事业迅速发展。我国航空航天电子技术的发展也日趋成熟,光学遥感相机的数据采样率日益增长。为了将大量原始图像数据进行实时、稳定地存储,光学遥感相机数据存储系统的容量也越来越大、数据存储速度越来越高。另外,在复杂并且恶劣的空间环境下,必须要保证光学遥感相机数据存储系统正常工作,以及原始数据的正确存储。基于光学遥感相机数据存储系统工作环境的特殊性,还需要考虑数据存储设备的功耗、体积、抗震性等各个方面的因素。本课题首先从光学遥感相机数据存储系统的具体技术指标出发,完成了数据存储系统的总体结构的设计,采用FPGA作为主控制核心、控制NAND Flash数据存储阵列的方案。在整体方案中,引入Flash阵列高速存储关键技术,包括two-plane编程操作技术、并行技术以及流水线技术等来提高NAND Flash数据存储阵列的编程速度。在此基础上,光学遥感相机数据存储系统引入数据纠错编译码技术,保证存储数据的正确性,设计了8位并行的BCH编码器及译码器,其纠错能力为每8Kb的数据能纠正32bit的错误。测试实验结果表明,本文设计的光学遥感相机数据存储系统能够完成大量数据的高速记录工作,具体可操作性强,且系统数据存储容量、数据编程速率以及数据误码率等各项性能符合技术指标要求。
【关键词】：NAND Flash FPGA 大容量 高速存储 BCH
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 数据存储系统研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 光学遥感相机高速大容量存储系统发展趋势15-17
• 1.3.1 数据存储介质15-16
• 1.3.2 存储容量16
• 1.3.3 数据可靠性措施16-17
• 1.4 论文主要内容与章节安排17-19
• 第2章 光学遥感相机存储系统方案设计19-37
• 2.1 存储系统技术指标要求19
• 2.2 主要芯片选型19-23
• 2.2.1 基本存储芯片选型19-21
• 2.2.2 主控制芯片选型21-22
• 2.2.3 电源芯片选型与介绍22-23
• 2.3 主要芯片介绍23-29
• 2.3.1 存储芯片介绍23-28
• 2.3.2 主控芯片介绍28-29
• 2.4 系统总体方案设计29-34
• 2.4.1 存储系统总体结构设计29-30
• 2.4.2 Flash阵列高速存储关键技术30-34
• 2.4.3 NAND Flash功耗估计及电源配置设计34
• 2.5 本章小结34-37
• 第3章 NAND Flash高速大容量数据存储模块设计37-51
• 3.1 总体结构设计37-40
• 3.1.1 数据缓存模块38-39
• 3.1.2 并行操作逻辑控制39
• 3.1.3 流水线操作逻辑控制39-40
• 3.2 NAND Flash坏块管理模块40-43
• 3.2.1 坏块列表的建立41-42
• 3.2.2 坏块列表的更新42-43
• 3.3 Flash阵列控制状态机43-47
• 3.3.1 控制器整体结构设计44
• 3.3.2 复位并配置Flash44-45
• 3.3.3 页读操作45-46
• 3.3.4 页编程46
• 3.3.5 块擦除操作46-47
• 3.4 存储模块仿真调试47-49
• 3.4.1 复位配置、编程、读取及擦除时序功能仿真调试47-49
• 3.4.2 并行及流水线操作的Flash阵列编程系统仿真49
• 3.5 本章小结49-51
• 第4章 数据存储系统可靠性设计51-69
• 4.1 纠错码分类与介绍51-52
• 4.2 BCH码介绍及参数设计52-53
• 4.2.1 BCH码简介52
• 4.2.2 BCH码参数设计52-53
• 4.3 BCH编码设计53-56
• 4.3.1 矩阵相乘编码53
• 4.3.2 串行编码53-55
• 4.3.3 并行编码55-56
• 4.4 BCH译码设计56-61
• 4.4.1 计算伴随式56-57
• 4.4.2 计算错误位置多项式57-59
• 4.4.3 错误位置的纠正59-61
• 4.5 BCH编解码仿真调试61-67
• 4.5.1 编码器接口设计61-62
• 4.5.2 编码器仿真调试62
• 4.5.3 译码器接口设计62-63
• 4.5.4 译码器仿真调试63-67
• 4.6 本章小结67-69
• 第5章 总结与展望69-71
• 参考文献71-75
• 在学期间学术成果情况75-76
• 指导教师及作者简介76-77
• 致谢77

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