發(fā)布時間：2020-05-31 01:39

【摘要】：隨著各種高像素、高頻幀成像設(shè)備被廣泛應(yīng)用在航天航空領(lǐng)域中,成像設(shè)備在短時間內(nèi)需將圖像數(shù)據(jù)以較高速率傳輸和存儲,因此實現(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸以及可靠存儲是數(shù)據(jù)記錄裝置的主要研究內(nèi)容。針對這一問題,本文致力于設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)高速傳輸以及可靠存儲的數(shù)據(jù)記錄裝置。首先,為了實現(xiàn)2.5Gbps的高速傳輸,本文采用SRIO傳輸協(xié)議,設(shè)計了SRIO接口電路,利用SRIO IP核實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸,并通過DDR邏輯控制單元實現(xiàn)了高速傳輸以及低速存儲之間數(shù)據(jù)交互。之后采用閉環(huán)自檢的方式,通過仿真軟件對SRIO IP核進行時序仿真驗證SRIO IP核設(shè)置的正確性。其次,為了實現(xiàn)100米的LVDS傳輸,設(shè)計了LVDS接口電路,同時針對隨機同步方式下LVDS傳輸鏈路不穩(wěn)定的缺點設(shè)計了無效數(shù)和有效數(shù)相結(jié)合的發(fā)送方式,大大提高了鏈路的穩(wěn)定性。最后,在數(shù)據(jù)存儲方面,針對傳統(tǒng)一檢一操作和基于RAM表的Flash固有無效塊管理方法存在耗時長占用資源大的不足,設(shè)計了一種基于整合塊的管理方法,使無效塊檢測時間縮短為原來的25%;同時為了解決傳統(tǒng)突發(fā)無效塊管理方法不適合高速傳輸以及占用FPGA內(nèi)部資源大的問題,在整合塊管理方法的基礎(chǔ)上進一步設(shè)計了一種空閑回讀的突發(fā)無效塊管理方法。另外,為了提高存儲器寫入速度采用了交替雙平面頁編程流水線的寫入方式;考慮到存儲器讀寫時ECC校驗碼的引入導(dǎo)致存儲器讀取速率降低的問題,設(shè)計了一種雙緩存交替讀數(shù)的讀取方式,提高了存儲器讀取速率。通過搭建相應(yīng)的軟硬件測試平臺,對數(shù)據(jù)記錄裝置功能及性能指標進行全面測試。經(jīng)過大量試驗測試,該裝置能實現(xiàn)2.5Gbps高速傳輸,100米的LVDS傳輸以及對數(shù)據(jù)的可靠存儲。
【圖文】：

展逐漸變得成熟，，數(shù)據(jù)記錄器在存儲容量以及存儲速度等方面都有了 SDRAM 為存儲結(jié)構(gòu)研制出來的第二代大容量數(shù)據(jù)記錄裝置，存儲讀p，存儲容量達到 2Gbits；現(xiàn)如今，隨著 NAND FLASH 閃存技術(shù)的發(fā)據(jù)記錄裝置幾乎全部采用 NAND FLASH 作為存儲介質(zhì)。外對數(shù)據(jù)記錄裝置的研究起步較早，所以在數(shù)據(jù)記錄器研究領(lǐng)域國外，如美國的 SE 公司、 ADS、 IES、 VCI 公司，加拿大 Controlex 公司[18]。目前美國 Seakr Engineering（SE）公司研制出的 EMDS 、M9 四種系列數(shù)據(jù)記錄器性能較為優(yōu)異 ，其中 P9 系列數(shù)據(jù)記錄器（如塊存儲卡能實現(xiàn)最大 800Gbit 存儲容量以及 300Mbps 存儲速度；DS（如圖 1.2）能實現(xiàn)存儲容量超過 4Tbit，讀寫速率高達 11Gbps，支持，同時支持高速 LVDS 接口輸入或輸出[19]。美國 CALCULEX 公司 記錄器如圖 1.3 所示，寫入速率高達 800MB/s，容量提升到了 4TB，存領(lǐng)先水平[20]。

展逐漸變得成熟，數(shù)據(jù)記錄器在存儲容量以及存儲速度等方面都有了 SDRAM 為存儲結(jié)構(gòu)研制出來的第二代大容量數(shù)據(jù)記錄裝置，存儲讀p，存儲容量達到 2Gbits；現(xiàn)如今，隨著 NAND FLASH 閃存技術(shù)的發(fā)據(jù)記錄裝置幾乎全部采用 NAND FLASH 作為存儲介質(zhì)。外對數(shù)據(jù)記錄裝置的研究起步較早，所以在數(shù)據(jù)記錄器研究領(lǐng)域國外，如美國的 SE 公司、 ADS、 IES、 VCI 公司，加拿大 Controlex 公司[18]。目前美國 Seakr Engineering（SE）公司研制出的 EMDS 、M9 四種系列數(shù)據(jù)記錄器性能較為優(yōu)異 ，其中 P9 系列數(shù)據(jù)記錄器（如塊存儲卡能實現(xiàn)最大 800Gbit 存儲容量以及 300Mbps 存儲速度；DS（如圖 1.2）能實現(xiàn)存儲容量超過 4Tbit，讀寫速率高達 11Gbps，支持，同時支持高速 LVDS 接口輸入或輸出[19]。美國 CALCULEX 公司 記錄器如圖 1.3 所示，寫入速率高達 800MB/s，容量提升到了 4TB，存領(lǐng)先水平[20]。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN791

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本文編號：2689060