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高速大容量固态存储系统的实现与应用

作　者: 王珺
导　师: 吴顺君
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 高速大容量固态存储器闪存现场可编程门阵列计算机增强型并行口
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 44次
引　用: 1次
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内容摘要

高速、大容量、高密度、低功耗、低成本的现代信息存储系统是高速数据采集和其它应用中非常关键的部件之一,它主要包括数据的存取以及对存储器的控制和管理。早期的存储器有海量数据记录磁带机,随后出现了磁盘、磁光盘和固态记录器。随着电子技术的发展,半导体存储器密度的提高,以DRAM、FLASH为主的固态大容量数据存储器已经成为主流。本文采用大容量的固态存储芯片闪存作为存储介质,通过现场可编程门阵列作为存储阵列的控制器,成功实现了数据采集过程中相对低速的FLASH存储器对高速和超高速实时数据的存储,并通过计算机增强型并行口实现对存储器的数据读取。FPGA既作为高速输入数据传输到FLASH中间的缓存,又实现对存储器的读写及擦除等操作时序的控制,充分体现了FPGA可编程和节省外部硬件资源的优点。针对高速数据的输入,采用了多级流水的技术。文中首先介绍了整个存储系统的组成、FPGA的内部设计,然后讨论了模数变换、高速缓存、EPP协议及其应用,最后介绍了系统的调试、调试过程中遇到的问题及解决办法和测试结果。本系统具有实用性和通用性,为今后在此方面的研究奠定了基础,积累了丰富的经验。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 论文选题的背景和意义  7-8
  1.2 固态存储器研究的历史及现状  8-11
    1.2.1 国外固态存储器的研制和发展状况  8-10
    1.2.2 国内固态存储器的研制和发展状况  10-11
  1.3 本文的研究内容和工作安排  11-13
第二章高速大容量固态存储系统的设计  13-19
  2.1 系统分析  13
  2.2 SAMSUNG公司FLASH芯片K9K4G08U0M的介绍  13-16
  2.3 FPGA芯片的介绍  16
  2.4 A/D变换器的选择  16-17
  2.5 高速大容量固态存储器的总体设计  17-19
    2.5.1 系统组成  17-18
    2.5.2 系统性能参数  18-19
第三章并行存储板的设计  19-31
  3.1 并行存储板的组成  19-21
  3.2 FPGA内FIFO的设计  21-22
  3.3 无效块信息模块的设计  22-24
    3.3.1 无效块的识别  22-24
  3.4 数据写入设计  24-26
    3.4.1 一页写的时序  24-25
    3.4.2 写操作中流水技术的应用  25-26
  3.5 数据回放设计  26-27
    3.5.1 一页读的时序  26
    3.5.2 数据读出的设计  26-27
  3.6 数据擦除  27-28
  3.7 EPP接口设计  28-30
    3.7.1 EPP接口电路设计  28-29
    3.7.2 并行存储板的EPP设计  29-30
  3.8 本章小节  30-31
第四章系统其他部分的设计  31-43
  4.1 缓存定时板的设计  31-33
    4.1.1 设计缓存定时板的目的和意义  31
    4.1.2 缓存定时板的设计  31-33
  4.2 模数变换板的设计  33-37
  4.3 计算机软件的设计  37-43
第五章系统调试与结果  43-49
  5.1 EPP口的调试  43
  5.2 系统调试及结果  43-49
    5.2.1 并行存储板的调试  43-46
    5.2.2 系统联调结果  46-49
第六章总结与展望  49-51
  6.1 总结  49
  6.2 展望  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-54
作者在读期间发表的论文  54-55

高速大容量固态存储系统的实现与应用

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