隨著SoC（System on Chip）技術(shù)的成熟和FPGA（Field Programmable Gate Array）設(shè)計工具的集成化,在FPGA平臺上應(yīng)用SoC設(shè)計方法學(xué)完成對嵌入式系統(tǒng)硬件的設(shè)計已經(jīng)成為主流,同時隨著國內(nèi)對移動終端和智能終端大容量存儲的需求,加速對大容量存儲設(shè)備的開發(fā)已經(jīng)成為必然。本文根據(jù)實際工程需求,在重點分析了eMMC（embedded multimedia card）協(xié)議的基礎(chǔ)上,提出了eMMC系統(tǒng)的設(shè)計方案。以Xilinx公司ZYNQ-7000的FPGA開發(fā)平臺為系統(tǒng)硬件基礎(chǔ),結(jié)合SoC技術(shù),給出了針對eMMC協(xié)議的主控制器硬件架構(gòu),軟件設(shè)計并實現(xiàn)了eMMC存儲模塊。eMMC測試系統(tǒng)的模塊主要分為eMMC主控制器和eMMC存儲仿真器。其中,eMMC主控制器設(shè)計采用SoC設(shè)計方法學(xué)中的IP核復(fù)用技術(shù)完成了對總線接口單元和卡接口單元設(shè)計�？偩�接口單元作為AXI（Advanced Extensible Interface）從機(jī),主要功能是接收來自AXI總線發(fā)送的命令,與寄存器單元、DMA（Direct Memory Access）控制器完成對命令和數(shù)據(jù)的解析... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景目的與意義
    1.2 eMMC5.0協(xié)議概述
    1.3 eMMC國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
    1.4 課題研究的內(nèi)容和安排
第2章 系統(tǒng)設(shè)計理論基礎(chǔ)及eMMC協(xié)議分析
    2.1 關(guān)鍵技術(shù)概述
        2.1.1 SoC關(guān)鍵技術(shù)概述
        2.1.2 IP核復(fù)用技術(shù)
    2.2 eMMC協(xié)議分析
        2.2.1 eMMC系統(tǒng)介紹
        2.2.2 eMMC命令格式
        2.2.3 eMMC應(yīng)答命令格式
    2.3 工作模式
        2.3.1 Boot啟動模式
        2.3.2 總線傳輸速度模式
        2.3.3 數(shù)據(jù)傳輸模式
        2.3.4 中斷模式
    2.4 eMMC協(xié)議安全機(jī)制
    2.5 本章小結(jié)
第3章 eMMC測試系統(tǒng)的硬件架構(gòu)設(shè)計
    3.1 eMMC測試系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計
    3.2 eMMC主控制器總體設(shè)計指標(biāo)
    3.3 eMMC控制器架構(gòu)設(shè)計
    3.4 總線接口單元模塊設(shè)計
        3.4.1 主機(jī)接口單元總線互聯(lián)
        3.4.2 寄存器模塊設(shè)計
        3.4.3 DMA控制單元模塊設(shè)計
        3.4.4 FIFO數(shù)據(jù)緩沖模塊設(shè)計
    3.5 卡接口單元模塊設(shè)計
        3.5.1 命令路徑模塊設(shè)計
        3.5.2 數(shù)據(jù)路徑模塊設(shè)計
    3.6 本章小結(jié)
第4章 eMMC存儲仿真器設(shè)計
    4.1 NAND Flash基本存儲結(jié)構(gòu)
    4.2 eMMC存儲仿真器主要模塊設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.1 初始化模塊設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.2 命令轉(zhuǎn)化模塊設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.3 虛實地址轉(zhuǎn)化器的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.2.4 NAND Flash緩存管理的軟件設(shè)計與實現(xiàn)
    4.3 NAND Flash數(shù)據(jù)操作時間模擬
    4.4 NAND Flash數(shù)據(jù)存儲過程軟件設(shè)計與實現(xiàn)
        4.4.1 數(shù)據(jù)操作狀態(tài)機(jī)設(shè)計
        4.4.2 NAND Flash寫操作流程設(shè)計與實現(xiàn)
        4.4.3 NAND Flash讀操作狀態(tài)設(shè)計與實現(xiàn)
    4.5 卡接口單元與存儲仿真器接口的軟件設(shè)計與實現(xiàn)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 eMMC系統(tǒng)測試與驗證
    5.1 系統(tǒng)測試環(huán)境
    5.2 客戶端和服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)通路測試
    5.3 eMMC卡在卡識別模式下的命令測試
    5.4 eMMC卡在總線測試模式下的命令測試
    5.5 eMMC卡在數(shù)據(jù)傳輸模式下的命令測試
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]NAND Flash控制器硬件設(shè)計與仿真驗證[J]. 冉計全,郭林,張三剛,馬捷中,翟正軍,郭陽明.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(02)
[2]高速大容量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的研究綜述[J]. 李金猛,周勇軍.  測控技術(shù). 2016(02)
[3]Virtex-6 FPGA的eMMC控制器設(shè)計[J]. 張耀軍,孫銘,王锏.  單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016 (02)
[4]SoC系統(tǒng)中多端口DMA控制器的設(shè)計[J]. 張路煜,李麗,潘紅兵,王堃,李偉.  電子測量技術(shù). 2014(09)
[5]高性能NAND Flash控制器在SoC平臺中的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 郭瑞,趙新輝.  計算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2012(12)
[6]基于FPGA的NAND Flash ECC校驗[J]. 呂小微.  電子科技. 2011(06)
[7]基于TCP/IP協(xié)議和多線程的通信軟件的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 劉爽,史國友,張遠(yuǎn)強(qiáng).  計算機(jī)工程與設(shè)計. 2010(07)
[8]基于FPGA的PCI接口DMA傳輸?shù)脑O(shè)計與實現(xiàn)[J]. 單天昌,陸達(dá).  計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展. 2010(04)
[9]線程池的多線程并發(fā)控制技術(shù)研究[J]. 楊開杰,劉秋菊,徐汀榮.  計算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2010(01)
[10]基于TCP的Socket多線程通信[J]. 羅亞非.  電腦知識與技術(shù). 2009(03)

博士論文
[1]高存儲密度硬盤磁頭/磁盤界面熱效應(yīng)與檢測技術(shù)研究[D]. 張傳偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]可復(fù)用IP核以及系統(tǒng)芯片SOC的測試結(jié)構(gòu)研究[D]. 陸思安.浙江大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于FPGA的eMMC陣列存儲系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 周珍龍.西安電子科技大學(xué) 2015
[2]基于FPGA的高速eMMC陣列控制器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張耀軍.西安電子科技大學(xué) 2015
[3]基于eMMC的高速大容量存儲卡研制[D]. 劉寶文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]安全SOC芯片中eMMC主接口的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 曹軍.遼寧大學(xué) 2014
[5]基于AXI總線的SoC架構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 胡景華.上海交通大學(xué) 2013
[6]一種針對NAND Flash的緩存管理算法研究[D]. 李淼.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[7]NAND Flash壞塊管理算法及邏輯層驅(qū)動設(shè)計[D]. 林剛.西安電子科技大學(xué) 2009
[8]高可靠靜態(tài)存儲器研究[D]. 肖海林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[9]高速大容量數(shù)據(jù)存儲器的研制[D]. 齊正華.中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心 2001



本文編號：3651353