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固态硬盘闪存控制设计与实现

作　者: 李兴龙
导　师: 周功业
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 固态硬盘闪存控制器知识产权核现场可编程门阵列底层驱动
分类号: TP333.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

固态硬盘中闪存控制器扮演着重要的角色。闪存控制器是闪存芯片与主机接口间的关键部件,它的性能将直接影响到固态硬盘的整体性能。通过对闪存逻辑结构、存储单元组织结构的分析,提出闪存控制器的结构。考虑到单颗闪存芯片在容量及访问速率方面的限制,必须通过闪存阵列构建高速大容量存储设备。通过对当前高速大容量闪存控制器主流设计方法中闪存阵列构建方式的分析,指出其中存在的不足,并提出高性价比的闪存阵列结构。根据闪存读、编程及擦除等操作的时序要求,提炼出各个操作的状态机。为便于闪存控制逻辑的同步,在闪存控制逻辑内部引入同步单元。结合自顶向下模块化设计的思想,提出闪存控制器各个功能模块的设计方法,并采用FPGA(现场可编程门阵列)予以实现。考虑到系统集成的需要,将实现的闪存控制器封装成符合处理器本地总线(Processor Local Bus,PLB)接口标准的IP核,并根据IP核实现底层驱动程序。将闪存控制器的IP核应用于测试系统中进行了板级测试及系统级测试,测试结果表明闪存控制器已基本能够完成对闪存读、编程及擦除等操作的控制。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题背景  8-10
  1.2 国内外概况  10-11
  1.3 课题主要研究工作  11
  1.4 本文组织结构  11-12
2 固态硬盘闪存控制器设计  12-31
  2.1 闪存芯片特征分析  12-20
  2.2 闪存控制器结构  20-21
  2.3 闪存阵列设计  21-23
  2.4 同步逻辑设计  23-24
  2.5 命令控制逻辑设计  24-30
  2.6 本章小结  30-31
3 固态硬盘闪存控制器实现  31-53
  3.1 闪存控制器实现环境  31-32
  3.2 闪存同步逻辑实现  32-35
  3.3 闪存命令控制逻辑实现  35-36
  3.4 闪存控制器 IP 核封装  36-45
  3.5 闪存控制器底层驱动程序实现  45-52
  3.6 本章小结  52-53
4 固态硬盘闪存控制器测试与分析  53-61
  4.1 闪存控制器测试方案  53-56
  4.2 闪存控制器板级级测试及分析  56-58
  4.3 闪存控制器系统级测试及分析  58-59
  4.4 本章小结  59-61
5 总结与展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68

固态硬盘闪存控制设计与实现

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