基于NAND Flash阵列的高速大容量图像存储器设计

发布时间：2016-12-15 03:14

  本文关键词：星载固态存储器硬件架构研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中北大学》 2016年

基于NAND Flash阵列的高速大容量图像存储器设计

江旭东  

【摘要】：随着可视化图像技术的发展,高速大容量图像数据的存储技术在当今社会的各领域得到广泛应用,如太空和深海探索,人类迫切需要将未知的世界以图像形式进行存储并回放呈现。近几年来伴随半导体技术的飞速发展,以NAND Flash为存储介质的高速大容量固态存储技术已成为主流存储技术,尤其在应用环境恶劣的水下图像采集存储领域。本文以水下高速图像数据采集存储为研究背景,针对镁光大容量NAND Flash为存储介质的结构特点和高速存储操作(Multi-Plane操作),结合并行总线技术和流水线技术设计了一款Flash阵列存储模型。在单片Flash进行Multi-Plane操作的基础上实现外部并行设计和内部流水设计,在提高图像数据存储速度和存储容量的同时,更节省了存储阵列面积资源,解决了以往存储阵列容量和速度与阵列面积的矛盾。鉴于高速图像数据的高速处理要求,本文以Xilinx公司Spartan-6系列FPGA为控制核心,实现前端Camera-Link接口FULL模式下的80bit图像数据的接收,图像像素时钟为65MHz,并控制Flash阵列对数据进行可靠地存储,结合Xilinx公司的可参数化的Tri-Mode以太控制器(TEMAC核)与外部物理层芯片的互连,完成千兆以太网的接口设计,实现图像数据的高速传输。论文主要从方案设计、硬件平台设计、软件逻辑设计等方面详细阐述了系统的设计,完成了存储容量为160GB、理论存储速度为800MB/s的高速大容量存储器设计,最后利用测试台对系统千兆以太网接收模块和系统的存储性能进行了功能验证,系统能够满足65MHz的图像数据可靠存储。测试结果表明,本文设计的高速大容量图像存储器存储速度高、存储容量大、体积小、可靠性高,满足设计需求。另外该存储器移植性强,可广泛应用不同场合的数据存储。

【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP333
【目录】：

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