發(fā)布時間：2018-02-05 01:12

  本文關鍵詞： FPGA PCM 混合存儲系統(tǒng) 測試　出處：《山東大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：自世界上第一臺計算機問世以來,計算機的存儲器件也在不斷的發(fā)展更新,特別是在云存儲以及大數(shù)據(jù)時代到來的今天,人們對高性能、大容量存儲器的需求已迫在眉睫。以傳統(tǒng)磁盤為主要介質的存儲系統(tǒng)已經不能滿足人們日益增長的存儲需求。在這種情況下,科技界掀起了一股新型存儲器研究之風。從磁盤、光盤到現(xiàn)在的納米級存儲設備,不論從芯片的大小還是性能,無不體現(xiàn)著科技的日新月異。近年來,科學界發(fā)現(xiàn)了一種新型相變存儲介質,以其獨特的存儲原理以及優(yōu)越的存儲性能,在不久的未來也許能一舉取代內存和硬盤。PCM芯片就是這樣一種新型存儲介質,具有掉電不丟失存儲數(shù)據(jù)、低功耗、抗震動等特點。與其他存儲介質一樣,PCM芯片也并非就是完美無缺的,其存在寫操作(write)次數(shù)的限制以及相鄰位元間的熱串擾問題。在這種情況下,我們提出了一種基于PCM芯片和DRAM芯片的新型存儲系統(tǒng)結構---“統(tǒng)一內外存”系統(tǒng),并最終實現(xiàn)于863項目“基于新型非易失性存儲器的‘統(tǒng)一內外存’系統(tǒng)結構及其關鍵技術”中。該項目提出了一個創(chuàng)新的、基于非易失性存儲器的存儲系統(tǒng)結構---“統(tǒng)一內外存”設計方案。該方案把傳統(tǒng)的計算機存儲體系結構中分離的內存和外存聯(lián)合起來,從根本上解決了外存與內存、傳統(tǒng)存儲層次結構與處理器之間性能不匹配的矛盾,對現(xiàn)有存儲系統(tǒng)起到革命性變化的作用。為使項目順利實施并如期完成,我們需要實際測試PCM芯片各種性能參數(shù),這不僅有利于設計方案的制定,也為我們最終方案的實施提供基礎性實驗數(shù)據(jù)。因此,我們設計并制造了基于FPGA的PCM混合存儲系統(tǒng)測試分析工具,實際測量PCM芯片各項基礎性數(shù)據(jù)。 首先,本文在充分了解PCM芯片、DRAM芯片特性,以及“統(tǒng)一內外存”系統(tǒng)設計方案的基礎上,分析了基于FPGA的PCM混合存儲系統(tǒng)測試分析工具的系統(tǒng)功能性需求和非功能性需求,確定了本系統(tǒng)的主要功能目標和解決的問題,即如何通過此測試分析工具,對PCM芯片的屬性進行測試。 其次,本文在需求分析的基礎上對基于FPGA的PCM混合存儲系統(tǒng)測試分析工具進行了系統(tǒng)架構概要設計,并從功能架構設計和技術架構設計兩個方面展開。功能架構設計部分從讀模塊、寫模塊以及其它模塊三個方面逐一展開。技術架構設計部分從系統(tǒng)主狀態(tài)機、FPGA開發(fā)以及Verilog HDL程序架構設計三個方面展開。完成系統(tǒng)架構概要設計后,繼續(xù)對系統(tǒng)進行詳細設計,考慮到PCM芯片每個模塊的架構不同,我們還是采取針對不同模塊分別展開敘述的策略,并輔助利用時序圖、流程圖來對系統(tǒng)進行詳細設計。 再次,本文在充分了解測試分析工具詳細設計的基礎上,對PCM芯片各項基本操作和性能參數(shù)進行實際測試和實現(xiàn)。分別從測試分析工具的設計和制造、測試環(huán)境的搭建以及對PCM芯片相關測試結果的總結等方面展開。在此基礎上,對全文進行了總結,分析了系統(tǒng)存在的不足,以及對今后的工作做出展望。 因此,本文的工作將不僅有利于對PCM芯片的性能進行分析,也為我們項目的順利實施提供了第一手資料。
[Abstract]:This paper presents a new type of storage system structure based on PCM chip and DRAM chip , which can replace memory and hard disk . Firstly , on the basis of fully understanding the design of PCM chip , DRAM chip and unified internal and external memory system , this paper analyzes the system functional requirements and non - functional requirements of the test and analysis tool of PCM hybrid storage system based on FPGA , and determines the main function target and the solution of this system , namely how to test the properties of PCM chip through this test analysis tool . Secondly , on the basis of demand analysis , this paper designs the system architecture of PCM hybrid storage system test and analysis tool based on FPGA , and develops from three aspects of functional architecture design and technical architecture design . Thirdly , on the basis of full understanding of the detailed design of the test analysis tool , the basic operation and performance parameters of the PCM chip are tested and realized . Based on this , the paper summarizes the design and manufacture of the test analysis tool , the construction of the test environment and the summary of the relevant test results of the PCM chip . On the basis of this , the paper summarizes the full text , analyzes the shortcomings of the system and prospects for the future work . Therefore , the work of this paper will not only analyze the performance of PCM chip , but also provide the first hand information for the smooth implementation of our project .

【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP333

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 成立,王振宇,高平;DRAM芯片的最新研制進展與發(fā)展趨勢[J];半導體技術;2004年04期

2 劉波;宋志棠;封松林;;我國相變存儲器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J];微納電子技術;2007年02期

3 王紅;彭亮;于宗光;;FPGA現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];電子與封裝;2007年07期

，

本文編號：1491687