【摘要】：隨著電子產(chǎn)品的日新月異的發(fā)展，消費(fèi)類電子產(chǎn)品功能越來越多樣化，這對其存儲(chǔ)器的容量要求也是越來越大。對于消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的便攜式多媒體播放器又對存儲(chǔ)器有了小體積和低功耗的要求。NAND FLASH以其高容量、小體積、低成本以及低功耗的特性，在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。所以將NAND FLASH控制器集成到SoC系統(tǒng)成為一種趨勢。 本論文首先分析了NAND FLASH存儲(chǔ)原理、NAND FLASH器件的存儲(chǔ)架構(gòu)以及主流FLASH器件的讀寫和擦除操作時(shí)序。依據(jù)NAND FLASH的存儲(chǔ)特性，本文討論了一種基于AMBAAHB總線的NAND FLASH控制器的實(shí)現(xiàn)方式和基于FPGA的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。 對于控制器的設(shè)計(jì)，為了適應(yīng)NAND FLASH器件特別是MLC器件的位反轉(zhuǎn)的特性，該控制器集成了BCH糾錯(cuò)碼模塊。并使用串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到并行數(shù)據(jù)運(yùn)算的技術(shù)優(yōu)化了BCH實(shí)現(xiàn)方法。為了加速對NAND FLASH器件的訪問速度，該控制器依據(jù)FLASH器件的通常讀寫時(shí)序進(jìn)行了自動(dòng)模式訪問，并且在同時(shí)訪問多個(gè)NAND FLASH芯片時(shí)利用interleave模式充分利用各個(gè)器件忙的時(shí)間，提高整體讀寫操作效率；為了使該控制器能適用于多種NAND FLASH器件，該控制器支持NAND FLASH器件訪問的一些時(shí)序參數(shù)軟件可調(diào)，，以及支持多種頁大小，為了適應(yīng)不同器件糾錯(cuò)碼規(guī)格要求不一，本設(shè)計(jì)支持多種BCH糾錯(cuò)碼規(guī)格，并盡量做到硬件共用來節(jié)省控制器面積。 對于NAND FLASH控制器的驗(yàn)證方面，本文討論了控制器的功能仿真和基于FPGA的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。在進(jìn)行功能仿真之后，為了更充分和真實(shí)的驗(yàn)證NANDFLASH控制器，本文采用了基于FPGA軟硬件相結(jié)合的驗(yàn)證方式。把NANDFLASH控制器集成到ARM核心的SoC系統(tǒng)，并一起綜合下載到賽靈思（Xilinx）的Virtex-4FPGA芯片，然后利用ARM的集成開發(fā)環(huán)境來編寫測試程序，從而實(shí)現(xiàn)對NAND FLASH控制器的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。 設(shè)計(jì)一個(gè)集成數(shù)據(jù)糾錯(cuò)功能并且能夠高速穩(wěn)定的對FLASH進(jìn)行讀寫訪問的控制器在工程領(lǐng)域很有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【圖文】：

ASH 和 NOR FLASH 各自存儲(chǔ)們可以直觀的得出 NAND FL對他們進(jìn)行其它對比分析：表 1-2 NAND NOR FLASH 器ND FLASH 器件 32KB 的存儲(chǔ)單元密度 用于大過 64MB 的產(chǎn)品 價(jià)格比高 較復(fù)雜的復(fù)用 I/O 口，地址、指令以

并且是大容量，NAND 很有優(yōu)勢。NAND 是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度大容量存儲(chǔ)的理想解決方案[20]。如果是對少量數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，并且明顯以讀操作居多，比如系統(tǒng)執(zhí)行代碼，那么選擇 NOR FLASH 就比較有優(yōu)勢，而且對小容量時(shí)，NOR FLAS也比較有成本效益。1.4 SLC 與 MLC 閃存的對比通過NAND FLASH器件和NOR FLASH器件的對比，可以得出NAND FLAS的優(yōu)勢在于用于大容量存儲(chǔ)設(shè)備的解決方案。而為了進(jìn)一步發(fā)揮 NAND FLASH 存儲(chǔ)容量的優(yōu)勢，NAND FLASH 的發(fā)展主要體現(xiàn)在了兩個(gè)方面：1。通過制程微縮來提高單位面積的存儲(chǔ)密度，比如 NAND FLASH 器件存儲(chǔ)單元也是特征尺寸由0.13um, 90nm, 70nm, 50nm, 甚至到 3x，2x nm。2。由每一個(gè)存儲(chǔ)單元表示 1 位數(shù)據(jù)發(fā)展到一個(gè)存儲(chǔ)單元表示 2 位甚至 3 位數(shù)據(jù)的 FLASH 器件。這就是 ML（Multi-Level Cell），TLC（Triple-Level Cell）的出現(xiàn)。通過提高每個(gè)存儲(chǔ)單元表示的數(shù)據(jù)多少來提高整體的存儲(chǔ)密度，從而提高整體的存儲(chǔ)容量。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP333.8

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