基于闪存的双通道图像记录器设计与实现

发布时间：2017-07-04 03:12

  本文关键词：基于闪存的双通道图像记录器设计与实现

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【摘要】：本课题针对某测试系统的图像记录要求，设计了一种以NAND Flash为存储介质、以FPGA为逻辑控制器的图像记录器。该记录器实现了对两路高速图像数据的独立存储，并在记录完后自动回传图像数据，图像数据还能被事后读取分析。 文章以模块化和可靠性为设计原则，详细阐述了硬件和软件各模块的实现方法和工作原理。在硬件设计上，将记录器划分为电源板、存储板和主控板三个模块，板与板间采用层叠式结构连接。软件设计上，采用自顶向下和模块化的设计方法。针对单片Flash的写入速度慢的缺点，选用三星公司的4G NAND Flash K9WBG08U1M为存储介质,通过对坏块进行高效管理和采用“交叉并行+片内二级流水”技术使Flash存储速度接近其极限值，有效地满足了图像数据的存储带宽要求。针对图像记录过程中可能产生丢数、误码等错误，将采集到的图像数据编帧并将各帧数据写入事先分配好的存储空间，使各帧数据相互隔离，从而屏蔽出错帧对其它帧的影响。 文章最后对记录器进行了功能测试。结果表明，记录器工作稳定，各项功能均满足设计要求。
【关键词】：图像记录器 NAND FLASH FPGA 交叉并行+二级流水
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题研究背景与意义8-10
• 1.2 固态记录器国内外研究现状10-12
• 1.3 研究内容与论文结构安排12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 记录器方案设计14-20
• 2.1 技术指标及接口要求14-15
• 2.1.1 摄像机输出性能指标14
• 2.1.2 图像记录器性能指标14-15
• 2.1.3 接口要求15
• 2.2 记录器实现方案15-19
• 2.2.1 设计原则15-16
• 2.2.2 闪存芯片选型及分析16-18
• 2.2.3 存储系统总体设计18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 3 记录器硬件设计与实现20-28
• 3.1 供电设计20-21
• 3.2 主控板设计21-27
• 3.2.1 指令接口设计21-22
• 3.2.2 LVDS 信号接口设计22-25
• 3.2.3 监测接口电路设计25
• 3.2.4 数据缓冲电路设计25-27
• 3.3 存储板设计27
• 3.4 本章小结27-28
• 4 记录器关键技术分析和逻辑设计28-44
• 4.1 Flash 写入方法分析28-34
• 4.2 无效块处理34-36
• 4.3 数据编帧和存储空间分配36-38
• 4.4 Flash 写操作38-39
• 4.5 Flash 读取和块擦除操作39-40
• 4.6 数据采集时序设计40-41
• 4.7 数据回传和长线读数时序设计41-43
• 4.8 本章小结43-44
• 5 系统性能测试44-50
• 5.1 系统测试44-49
• 5.1.1 图像信源数据格式45-46
• 5.1.2 回传读数测试46-48
• 5.1.3 长线读数测试48
• 5.1.4 备用读数测试48-49
• 5.2 本章小结49-50
• 6 总结与展望50-52
• 6.1 研制总结50-51
• 6.2 工作展望51-52
• 参考文献52-56
• 硕士期间发表的论文及完成的主要工作和取得的成果56-57
• 致谢57-58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 孙维平;磁记录技术的新发展[J];信息记录材料;2004年01期

2 高怡祯;基于闪存的星载大容量存储器的研究和实现[J];电子技术应用;2003年08期

3 曹晓曼;林森;方火能;;基于闪存的大容量存储阵列[J];电子科技;2012年03期

4 鲍晓宇 ,施克仁 ,洪玉萍 ,张伟;高速数据采集系统中高速缓存与海量缓存的实现[J];国外电子元器件;2003年07期

5 李开明;航天高密度大容量数据存储技术的发展[J];空间电子技术;2000年04期

6 李勇;刘文怡;;一种高速图像数据采集存储系统设计[J];计算机测量与控制;2013年02期

7 张国安;弹载设备抗振可靠性研究[J];系统工程与电子技术;1992年05期

8 王胜,王新宇;LVDS技术及其在高速系统中的应用[J];遥测遥控;2005年04期

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本文编号：516124