【摘要】：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,儀器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的精度越來(lái)越高,這對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)提出了更高的要求。大量數(shù)據(jù)高速存儲(chǔ)的同時(shí),必須保證數(shù)據(jù)的安全性,否則存儲(chǔ)系統(tǒng)就失去了原來(lái)的作用。本文主要設(shè)計(jì)了一種基于NAND Flash的高速海量存儲(chǔ)系統(tǒng),并解決在存儲(chǔ)過(guò)程中遇到的數(shù)據(jù)可靠性問(wèn)題。 本文首先分析了高速海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,并給出了本次課題在高速相機(jī)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的意義。本次課題設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)是基于NAND Flash的存儲(chǔ)系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)板上選取兩片NAND Flash芯片進(jìn)行研究,但是最終的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)是由144片NAND Flash組成的。本次設(shè)計(jì)采用FPGA同時(shí)控制多片NAND Flash芯片進(jìn)行并行操作,這樣可以大幅度的提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的讀寫速度,使得高速海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)得以實(shí)現(xiàn)。 由于存儲(chǔ)介質(zhì)選用NAND Flash,在存儲(chǔ)系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)壞塊管理的問(wèn)題。壞塊管理的方法包括壞塊的識(shí)別、壞塊的存儲(chǔ)、壞塊的跳過(guò)和壞塊的替換。在壞塊的管理方法中,采用先將檢測(cè)到的有效塊地址存儲(chǔ)在已建數(shù)組當(dāng)中的方法,可以節(jié)省FPGA內(nèi)部的資源,并可以加快對(duì)NAND Flash的操作速度。對(duì)已用塊進(jìn)行操作時(shí),引入交換塊的概念,可以均衡整體塊擦除次數(shù),增加NAND Flash芯片的總體使用壽命。另外,對(duì)NAND Flash進(jìn)行操作時(shí)采用ECC校驗(yàn)方法和損耗均衡的算法,保證存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性和最大限度的使用壽命。 本次設(shè)計(jì)的基本思想是利用多片NAND Flash的并行操作和流水線操作,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的大容量高速存儲(chǔ),同時(shí)利用相應(yīng)的壞塊管理算法保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性。最后,利用邏輯代碼的仿真和實(shí)驗(yàn)板的輸出驗(yàn)證方案的可行性,時(shí)序仿真和實(shí)驗(yàn)輸出結(jié)果證明了本方案的可行性和壞塊管理算法的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2552869