【摘要】：動態(tài)測試技術的快速發(fā)展使得高速數(shù)據(jù)存儲器變得越來越重要。為了滿足高帶寬和大容量存儲的要求,傳統(tǒng)的方式為采用FLASH陣列的方式。然而,NAND FLASH存在壞塊檢測、編碼校驗、擦寫均衡過于復雜等一系列缺陷,增加了系統(tǒng)開發(fā)成本,影響了項目開發(fā)效率和系統(tǒng)升級。eMMC(embedded Multi Media Card)因其速度快、設計簡單、便于升級與管理的優(yōu)勢,解決了NAND FLASH開發(fā)缺陷。針對傳統(tǒng)存儲器的上述問題,結合eMMC的優(yōu)勢,本文提出了一種采用eMMC新型存儲介質的高速存儲器的設計思路。本文首先對eMMC5.0規(guī)范進行了研究總結,并在此基礎上根據(jù)系統(tǒng)指標提出了整體設計方案。存儲器以FPGA作為主控制器,按照功能劃分為SFP光纖接口模塊、DDR3高速緩存模塊、eMMC陣列存儲模塊和與上位機通信的千兆網(wǎng)模塊。在系統(tǒng)邏輯設計中重點介紹了eMMC陣列控制邏輯的實現(xiàn)。通過對eMMC陣列的初始化單元、傳輸控制單元、命令接口單元以及陣列同步邏輯單元的設計,實現(xiàn)了eMMC陣列在HS400工作模式下的數(shù)據(jù)存儲。然后對系統(tǒng)其他模塊進行設計,配合完成整個系統(tǒng)的存儲功能。最后,依據(jù)設計方案,搭建了硬件測試平臺。使用ChipScope、IBERT等對各個模塊進行了在線調試。重點對eMMC陣列控制器進行了調試,并對SFP光纖接口模塊和DDR3高速緩存模塊的邏輯進行了驗證。結果表明,本文設計的使用eMMC新型存儲介質的高速固態(tài)存儲器能夠實現(xiàn)156MB/s的存儲帶寬,同時具有容量大、可移植強與系統(tǒng)升級容易等特點,滿足設計要求。本文開展的基于eMMC陣列的高速固態(tài)存儲器的研究與設計,為后續(xù)動態(tài)測試領域的應用奠定了基礎。
【學位授予單位】：中北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP333
【圖文】：

圖 2.1 eMMC 芯片內部結構框圖接口提供的標準接口如表 2.1 所示。主要包括時鐘線 CLK、復位線 RS據(jù)線 DAT0-7，以及電源線 VCC、VCCQ，地線 VSS、VSSQ。其中命輸線，負責傳輸主機發(fā)往 eMMC 器件的命令 eMMC 響應得接收； 的硬復位線；數(shù)據(jù)線 DAT 為雙向端口，負責傳輸主機寫入的 eMMC 的數(shù)據(jù)，在進行數(shù)據(jù)傳輸時，可選擇 1 位、4 位、8 位等不同數(shù)表 2.1 eMMC 的標準接口定義名稱 類型 說明CLK 輸入 時鐘DAT0-DAT7 輸入/輸出 數(shù)據(jù)線

中北大學學位論文D1 命令。當設備進入準備完畢狀態(tài)后，通過發(fā)送 CMD2 完成設備識別，進入識態(tài)，然后發(fā)送 CMD3 進行識別后的設備地址分配，同時 eMMC 設備也跳轉到數(shù)據(jù)模式的 Stand-by 狀態(tài)。數(shù)據(jù)傳輸模式：該模式是 eMMC 主要的工作模式，包括待命 Stand-by 狀態(tài)、傳態(tài)、數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)、數(shù)據(jù)接收狀態(tài)、編程狀態(tài)、斷開狀態(tài)、總線測試狀態(tài)和睡眠狀種工作狀態(tài)。在設備接收到 CMD3 命令完成相應的地址分配后，eMMC 便進入該模MC 主要的操作都是在該模式下完成的，如數(shù)據(jù)的讀寫、總線測試、采樣時鐘調諧狀態(tài)轉移圖如圖 2.2 所示，具體的操作過程在后續(xù)章節(jié)會詳細介紹。

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本文編號：2713187