本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的Flash存儲器測試系統(tǒng)

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【摘要】：Flash存儲器具有高速度、大容量、非易失性和高可靠性等特點,近年來已經(jīng)逐步應(yīng)用于航天電子系統(tǒng)中。航天工作環(huán)境中的高能質(zhì)子或重離子入射到電子元件上會引發(fā)輻射效應(yīng),使組成航天電子系統(tǒng)的電子元器件損傷或失效,如Flash存儲單元中存儲的數(shù)據(jù)可能發(fā)生1到0或0到l的翻轉(zhuǎn),從而可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯誤、邏輯混亂、指令異常、程序走死或走飛等現(xiàn)象,甚至危及航天器在軌工作壽命。航天電子系統(tǒng)中的Flash存儲器首先要能適應(yīng)空間輻照等復(fù)雜環(huán)境。本文根據(jù)該領(lǐng)域的實際需求,設(shè)計一種Flash存儲器自動測試系統(tǒng)。本測試系統(tǒng)通過運用典型的存儲器測試方法在輻照條件下對Flash存儲器進行測試,對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析得出Flash存儲器的抗輻照參數(shù)。本文在討論了Flash存儲器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及Flash存儲器的電離輻照效應(yīng)的基礎(chǔ)上,闡述了Flash存儲器的功能模型、故障模型,采用典型的存儲器測試算法,如全0全1算法、棋盤法,最后完成整個測試系統(tǒng)設(shè)計。測試系統(tǒng)由上位機和下位機構(gòu)成,以千兆以太網(wǎng)作為上位機和下位機之間的數(shù)據(jù)傳輸通路。上位機采用PC機,上位機在Windows平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境(VS2010)下運用C++語言進行開發(fā),用于控制測試操作、顯示測試工作狀態(tài)和統(tǒng)計分析測試試驗結(jié)果數(shù)據(jù);下位機通過FPGA來實現(xiàn),采用Xilinx公司的Kintex-7系列FPAG結(jié)合Marvell公司的88E1111芯片完成千兆以太網(wǎng)的通信協(xié)議,并且FPGA還負責(zé)完成對待測Flash存儲器的驅(qū)動。下位機在Xilinx ISE Design Suite 14.4環(huán)境下完成對各個功能模塊的Verilog硬件語言設(shè)計,包括千兆以太網(wǎng)的邏輯鏈路子層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、以及應(yīng)用層的邏輯設(shè)計和Flash存儲器的測試算法。在Mentor公司的仿真軟件Modelsim SE 10.1b環(huán)境下對下位機功能進行功能仿真驗證。給出了輻照環(huán)境下測試Flash存儲器的工作流程。整體測試結(jié)果表明本測試系統(tǒng)能夠完成設(shè)計預(yù)期功能,由于FPGA的高速并行優(yōu)勢和可重復(fù)在線編程的特點,本測試系統(tǒng)在實現(xiàn)預(yù)期功能的同時后續(xù)可以根據(jù)需求對系統(tǒng)進行升級,具有高的工程實用價值。
【關(guān)鍵詞】：Flash存儲器 測試系統(tǒng) 輻照效應(yīng) FPGA 千兆以太網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略詞對照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文的研究內(nèi)容和章節(jié)安排18-20
• 第二章 Flash電離輻照效應(yīng)分析及其測試原理20-30
• 2.1 Flash存儲器結(jié)構(gòu)及其工作原理20-22
• 2.1.1 Flash存儲器的單元結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 Flash存儲器的陣列結(jié)構(gòu)21
• 2.1.3 Flash存儲器的工作原理21-22
• 2.2 Flash的電離輻照效應(yīng)22-25
• 2.2.1 空間輻射效應(yīng)概況22
• 2.2.2 總劑量效應(yīng)22-23
• 2.2.3 單粒子效應(yīng)[]23-25
• 2.3 Flash存儲器測試原理25-29
• 2.3.1 Flash存儲器功能模型25-26
• 2.3.2 Flash存儲器故障模型26-28
• 2.3.3 Flash存儲器常用測試算法28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 Flash測試系統(tǒng)方案的硬件電路設(shè)計30-42
• 3.1 系統(tǒng)的整體架構(gòu)30-31
• 3.2 FPGA控制模塊簡介31-39
• 3.2.1 FPGA簡介開發(fā)流程分析31-32
• 3.2.2 FPGA芯片32-33
• 3.2.3 千兆以太網(wǎng)接口33-39
• 3.3 待測試芯片Am29lv160db39-40
• 3.3.1 芯片Am29lv160db介紹39-40
• 3.3.2 芯片工作模式40
• 3.4 本章總結(jié)40-42
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計與仿真驗證42-62
• 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計概述42-44
• 4.2 ISE和Modelsim的聯(lián)合仿真環(huán)境搭建44-45
• 4.3 以太網(wǎng)通信模塊的實現(xiàn)邏輯45-56
• 4.3.1 鏈路層邏輯設(shè)計46-50
• 4.3.3 網(wǎng)絡(luò)層邏輯設(shè)計50-54
• 4.3.4 傳輸層邏輯設(shè)計54
• 4.3.5 應(yīng)用層邏輯設(shè)計54-56
• 4.4 測試控制的邏輯設(shè)計56-60
• 4.4.1 測試控制的邏輯設(shè)計56-58
• 4.4.2 Flash工作狀態(tài)機設(shè)計58-60
• 4.5 設(shè)計綜合結(jié)果60
• 4.6 本章總結(jié)60-62
• 第五章 測試系統(tǒng)的工作驗證62-72
• 5.1 驗證前期準(zhǔn)備62-63
• 5.1.1 系統(tǒng)整體搭建62
• 5.1.2 系統(tǒng)驗證方法概述62-63
• 5.1.3 系統(tǒng)驗證輔助工具63
• 5.2 系統(tǒng)測試驗證演示63-68
• 5.2.1 上位機測試驗證演示63-65
• 5.2.2 下位機測試驗證演示65-68
• 5.3 測試系統(tǒng)工作流程68-70
• 5.4 本章總結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 本文總結(jié)72
• 6.2 本文展望72-74
• 參考文獻74-78
• 致謝78-80
• 作者簡介80-81
• 基本情況80
• 教育背景80
• 申請(授權(quán))專利80-81

【參考文獻】

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本文編號：1055270