【摘要】： 隨著航空遙感技術(shù)的發(fā)展,對(duì)圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)速度和容量等指標(biāo)的要求也越來越高。由于航空平臺(tái)的限制,對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的可靠性和抗振動(dòng)特性也有嚴(yán)格的要求。采用無轉(zhuǎn)動(dòng)部件的半導(dǎo)體器件作為存儲(chǔ)媒介的固態(tài)存儲(chǔ)器已成為當(dāng)今航天航空數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的主流方案,其中閃存(FLASH)又以其抗振動(dòng)、非易失性、低功耗、存儲(chǔ)密度大的優(yōu)點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用,成為主流方案中的首選器件。 本論文的研究目標(biāo)是開發(fā)一種基于閃存的高速大容量固態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng),適用于每秒獲取并存儲(chǔ)超過16M字節(jié)光學(xué)遙感數(shù)據(jù)的航空系統(tǒng),具有存儲(chǔ)容量大、存儲(chǔ)速度高、低功耗、非易失性、抗震動(dòng)、擴(kuò)展性好、接口靈活等特點(diǎn)。 論文首先分析了高速大容量固態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì);接著根據(jù)系統(tǒng)的對(duì)外接口和指標(biāo)要求提出了整體方案;進(jìn)而采用自頂向下和模塊化的設(shè)計(jì)思想將系統(tǒng)分成各個(gè)模塊,完成各個(gè)模塊和整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)調(diào)試,給出系統(tǒng)的運(yùn)行和測(cè)試結(jié)果;最后總結(jié)了工作過程,并對(duì)今后的工作提出了一些展望。 系統(tǒng)所涉及到的關(guān)鍵技術(shù)主要有:針對(duì)單片閃存所存在的寫入速度較慢、容量較小的缺點(diǎn)提出了并行總線技術(shù)和流水線技術(shù),由此引出了閃存子模塊并組成閃存陣列來提高系統(tǒng)的存儲(chǔ)速度和容量;對(duì)閃存陣列的控制采用VHDL語(yǔ)言對(duì)FPGA編程實(shí)現(xiàn);針對(duì)CCD相機(jī)的高速數(shù)據(jù)接口,設(shè)計(jì)了與之匹配的Camera Link接口和乒乓緩沖模塊來保證數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)處理的并行性與實(shí)時(shí)性;系統(tǒng)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過USB2.0接口上傳到地面計(jì)算機(jī),USB2.0接口的設(shè)計(jì)采用USB2.0芯片CY7C68013A來完成;為了系統(tǒng)有更好的擴(kuò)展性,采用ARM9作為控制器通過串口與工控計(jì)算機(jī)(PC104)通信,并協(xié)調(diào)各部分的工作。 整個(gè)系統(tǒng)的研究成果為:實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)容量為16GB,實(shí)際運(yùn)行寫入速度達(dá)到16MB/S以上的圖像采集存儲(chǔ)卡。拍攝的圖片以RAW格式保存,通過USB2.0接口傳輸?shù)降孛嬗?jì)算機(jī),通過讀圖軟件StellaImage可以清晰的看到拍攝的物體,為后期研制功能更加完善的高速大容量存儲(chǔ)設(shè)備奠定了基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1.1 P9 系列大容量固態(tài)存儲(chǔ)器三代高速大容量固態(tài)存儲(chǔ)器正在發(fā)展之中，第三代高速大用 Flash memory 作為存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)容量已經(jīng)達(dá)到了 GBit/S，代表的有美國(guó)的 CALCULEX 公司的研制的模塊器采用 Flash memory 作為存儲(chǔ)芯片，并采用模塊化的存電源模塊，存儲(chǔ)模塊和控制模塊，每個(gè)存儲(chǔ)模塊都采用單們就可以完全獨(dú)立工作，降低供耗。它具有雙數(shù)據(jù)接口儲(chǔ)容量最大可以達(dá)到 415GBit，持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸速率在 1G高速大容量固態(tài)存儲(chǔ)器的研究現(xiàn)狀內(nèi)的高速大容量固態(tài)存儲(chǔ)器技術(shù)還相對(duì)滯后，，主要集中功能的研究實(shí)現(xiàn)上，而對(duì)內(nèi)存管理等許多關(guān)鍵技術(shù)的研還與國(guó)外有較大的差距，同時(shí)在存儲(chǔ)容量，傳輸速率上也

器能以155.5Mbps的速度驅(qū)動(dòng)雙絞線對(duì)，距離大于1受至少±1V的驅(qū)動(dòng)器與接收器之間地的電壓變化，1.2V。電源和地電平變化、驅(qū)動(dòng)器偏置電壓以及輕度入端相對(duì)于接收器是共模電壓，這個(gè)電壓的范圍是 Link 技術(shù)ink標(biāo)準(zhǔn)是由Channel Link技術(shù)發(fā)展而來。美國(guó)國(guó)家顯示問題而開發(fā)出了Channel Link技術(shù)，該技術(shù)被annel Link包括驅(qū)動(dòng)器和接收器兩部分。如圖3.1所TL單端數(shù)據(jù)信號(hào)和1位的單端時(shí)鐘信號(hào)以7:1的串并一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)共5對(duì)LVDS后經(jīng)驅(qū)動(dòng)器輸出。接收器的將5對(duì)LVDS信號(hào)轉(zhuǎn)化為28為的單端信號(hào)和一位的時(shí)鐘個(gè)100歐左右的終端匹配電阻[8]。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP333

【引證文獻(xiàn)】

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1 胡世明;康懷祺;滕云龍;;高速大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J];火控雷達(dá)技術(shù);2012年01期

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1 常璐;基于NAND FLASH陣列的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2011年

2 孫長(zhǎng)勝;高速攝影系統(tǒng)中海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器研究[D];電子科技大學(xué);2011年

3 李文博;Flash陣列存儲(chǔ)技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

4 車艷霞;基于Flash的高速數(shù)據(jù)記錄裝置關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2012年

5 蒲南江;基于閃存陣列的高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2012年

6 李憲強(qiáng);有效載荷控制裝置存儲(chǔ)與控制邏輯設(shè)計(jì)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心）;2010年

7 薛盼盼;空間遙感儀器便攜式數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)系統(tǒng)研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所）;2011年

8 高明;基于FPGA的高清圖像無損存儲(chǔ)技術(shù)[D];長(zhǎng)春理工大學(xué);2012年

9 黃娜娜;基于FPGA的DCS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];重慶大學(xué);2012年

10 李華;大容量固態(tài)存儲(chǔ)陣列的關(guān)鍵技術(shù)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2645681