【摘要】： 高可靠存儲(chǔ)模塊是長(zhǎng)距離油氣管道檢測(cè)設(shè)備、高質(zhì)量圖像采集設(shè)備、軍用加固計(jì)算機(jī)等精密儀器設(shè)備進(jìn)行信息獲取、信息存儲(chǔ)、信息融會(huì)和信息處理的關(guān)鍵部件之一。早期的存儲(chǔ)記錄設(shè)備多采用磁盤式或磁帶式,存在可靠性和存儲(chǔ)速度等方面的發(fā)展瓶頸,不適合在電磁輻射、沖擊、震動(dòng)等惡劣環(huán)境中使用,因此高可靠性的存儲(chǔ)模塊一直是現(xiàn)代精密儀器設(shè)備所迫切需要的�；陂W存的大容量固態(tài)存儲(chǔ)模塊具有存儲(chǔ)容量大、可靠性高、體積小、功耗低、數(shù)據(jù)安全性好、抗震動(dòng)和沖擊能力強(qiáng)、溫度適應(yīng)范圍寬等特點(diǎn),可以解決惡劣條件下儀器設(shè)備的存儲(chǔ)可靠性問(wèn)題。 本文在深入了解國(guó)內(nèi)外固態(tài)存儲(chǔ)模塊研究現(xiàn)狀與所用先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)具體的技術(shù)目標(biāo),設(shè)計(jì)了高可靠存儲(chǔ)模塊的系統(tǒng)方案,主要工作包括: 1、根據(jù)各組成部分的具體功能設(shè)計(jì)了相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方案和硬件電路,包括接口方案的選擇、高速緩沖存儲(chǔ)器方案的設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)芯片的選型、FPGA模塊的邏輯功能劃分、FPGA芯片的配置電路設(shè)計(jì)以及電源管理模塊的設(shè)計(jì); 2、重點(diǎn)設(shè)計(jì)了閃存芯片陣列的排布結(jié)構(gòu),通過(guò)引入并行擴(kuò)展技術(shù)與流水線技術(shù)代替對(duì)單片閃存的直接編程,使閃存陣列接口的最大讀寫速度達(dá)到100MB/s; 3、設(shè)計(jì)了基于FPGA的閃存陣列接口控制器,實(shí)現(xiàn)了閃存芯片的各項(xiàng)基本操作和流水線操作的功能仿真和時(shí)序仿真。由于存在多芯片的協(xié)同管理和流水線操作的問(wèn)題,該部分的邏輯輸出需要非常準(zhǔn)確,是FPGA控制邏輯的核心模塊之一; 4、將閃存陣列接口控制器與系統(tǒng)整合,進(jìn)行了系統(tǒng)的綜合特性分析,通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了存儲(chǔ)模塊的各項(xiàng)外部性能。結(jié)果顯示其最大讀取速度達(dá)到70.3MB/s,最大寫入速度達(dá)到42.9MB/s,實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 本課題所設(shè)計(jì)的高可靠存儲(chǔ)模塊具有集成度高、兼容性好、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),可以方便地移植到惡劣環(huán)境下高速長(zhǎng)距離探測(cè)或采集儀器中去。
【圖文】：

圖 2-1 高可靠存儲(chǔ)模塊的體系結(jié)構(gòu)作中，高可靠存儲(chǔ)模塊系統(tǒng)的對(duì)外功能是通過(guò)接口完成與主機(jī)機(jī)寫入的數(shù)據(jù)保存到存儲(chǔ)芯片，或?qū)⒅鳈C(jī)所需的數(shù)據(jù)讀出送是完成存儲(chǔ)芯片的讀/寫操作，該操作由系統(tǒng)控制自動(dòng)完成。系統(tǒng)的工作原理為：當(dāng)主機(jī)通過(guò)接口向存儲(chǔ)模塊寫入數(shù)據(jù)時(shí)高速緩存中，高速緩存芯片的存取速度很快，，容量較小，用于使用的數(shù)據(jù)，當(dāng)其達(dá)到快要寫滿的閾值時(shí)，由 FPGA 根據(jù)相關(guān)老化數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)芯片中，完成數(shù)據(jù)的最終保存；當(dāng)主機(jī)需要如果該數(shù)據(jù)剛好在高速緩存芯片中，則直接提取至接口控制已被寫入存儲(chǔ)芯片，則 FPGA 需要首先將數(shù)據(jù)讀出至高速緩緩存芯片傳回給接口并交給主機(jī)。組成部分的方案設(shè)計(jì)

在該部分方案設(shè)計(jì)中，選擇了 ATA 接口作為與主機(jī)的連接通道 接口的示意圖如圖 2-2 所示[12]。該接口共 44 個(gè)端口，其中數(shù)，其他為電源或控制信號(hào)端口，在應(yīng)用時(shí)可根據(jù) ATA 協(xié)議進(jìn)行。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(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)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 張躍曾;10kV典型客戶變配電實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];鄭州大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2666312