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多通道NANDFlash控制器的设计

作　者: 申风有
导　师: 陈俭喜
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 控制器多通道架构流水线并行
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 62次
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内容摘要

采用NAND Flash作为存储介质的固态盘,比传统的存储设备更能承受温度的变化、机械的振动和冲击,可靠性更高,易于实现高速度大容量的存储,日趋成为存储器的主流。由于NAND Flash接口相对较为复杂,需要通过专用的控制器对NAND Flash进行读写控制等操作。通过设计一个软硬件结合NAND Flash控制器,使用软件实现命令和地址发送,而逻辑时序及数据传输则由硬件完成,从而将复杂的NAND Flash接口转化为简单通用的标准总线接口,实现了总线与NAND Flash的桥接;并通过研究Flash阵列的架构,实现了多通道的NAND Flash控制器。多通道的NAND Flash控制器中,多个通道可以并发工作,每个通道内部使用流水线操作。在通道内部,当一片Flash进行器件编程时,对其他Flash芯片执行读写操作,在时间上实现通道内数据总线的复用,缩短Flash阵列的等效操作时间,最大限度的减少单个芯片占用总线时间,使得整体Flash阵列读写速度得到提升。同时在通道间,使用并行传输技术,各通道之间相互独立、互不影响,多个通道并发执行读写操作,从而实现了速度和容量的提升。在实际的仿真与测试中,该控制器在通道内使用流水线,极大的提升了通道内Flash阵列的读写性能;而多个通道的使用,成倍提升了系统整体的读写性能,同时实现了容量的扩充,是实现高速数据接口和高速大容量数据存储的设计参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 固态硬盘的特点和分类  8-9
  1.2 基于DRAM 的固态盘存储  9
  1.3 基于Flash 的固态盘存储  9-11
  1.4 国内外研究现状  11-13
  1.5 本文研究的主要内容  13
  1.6 本文的组织结构  13-14
2 NAND Flash 技术  14-25
  2.1 典型NAND Flash 芯片  14-19
  2.2 NAND Flash 的操作时序  19-23
  2.3 NAND Flash 的数据校验  23-24
  2.4 本章小结  24-25
3 NAND Flash 控制器的设计  25-37
  3.1 设计开发平台  25-26
  3.2 控制器的软硬件划分  26-27
  3.3 NAND Flash 控制器的模块设计  27-36
  3.4 本章小结  36-37
4 多通道存储阵列  37-51
  4.1 NAND Flash 阵列的操作  37-38
  4.2 多通道Flash 阵列架构分析  38-44
  4.3 多通道Flash 阵列架构  44-50
  4.4 本章小结  50-51
5 仿真与测试  51-64
  5.1 多通道Flash 阵列架构的仿真  51-55
  5.2 NAND Flash 单个die 的测试  55-56
  5.3 多通道Flash 阵列的测试  56-62
  5.4 本章小结  62-64
6 全文总结与展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-69

多通道NANDFlash控制器的设计

内容摘要

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