【摘要】：Flash陣列存儲(chǔ)技術(shù)作為高速大容量存儲(chǔ)領(lǐng)域的最新發(fā)展方向,是隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件在固態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成熟應(yīng)用中發(fā)展起來的。相對(duì)于傳統(tǒng)磁盤設(shè)備,它具有極好抗震性、可靠性和耐高溫高壓等特點(diǎn),因此具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。近些年來,隨著航空航天及軍事領(lǐng)域?qū)Υ鎯?chǔ)設(shè)備要求的提高,基于NAND Flash搭建的Flash陣列系統(tǒng)已成為各類重要項(xiàng)目中的主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式之一。 本文首先介紹了Flash芯片的選型,并通過對(duì)NOR和NAND技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析比較,給出了Flash陣列的總體架構(gòu)模型。然后,通過對(duì)NAND Flash性能的分析,說明了NAND Flash控制核的設(shè)計(jì)方法,以此為基礎(chǔ),詳細(xì)闡述了利用FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash陣列控制的總體設(shè)計(jì)思路,利用模塊化設(shè)計(jì)思想將FPGA的功能分為數(shù)據(jù)緩沖、指令譯碼、狀態(tài)機(jī)以及多路選擇四個(gè)功能模塊,并給出了各部分功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法、模塊間的連接設(shè)計(jì)等。通過對(duì)Flash芯片中壞塊特點(diǎn)的研究,引入了ECC校驗(yàn)以及壞塊管理部分,并給出了具體實(shí)現(xiàn)方案。隨后對(duì)提升Flash芯片性能的兩種算法進(jìn)行了介紹,包括均衡損耗算法和垃圾回收算法兩部分內(nèi)容,針對(duì)目前文件系統(tǒng)中均衡損耗部分存在的不足,設(shè)計(jì)出了一種結(jié)合兩種算法優(yōu)點(diǎn)的綜合算法,并給出了相應(yīng)實(shí)現(xiàn)方案。 最后,本文對(duì)Flash陣列各部分功能進(jìn)行了全面的性能仿真;同時(shí)對(duì)JFFS2以及YAFFS文件系統(tǒng)中均衡損耗部分功能進(jìn)行測(cè)試,對(duì)綜合算法進(jìn)行系統(tǒng)的仿真計(jì)算,并將得出的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明:FPGA功能模塊部分設(shè)計(jì)合理、功能齊備,滿足Flash陣列系統(tǒng)的時(shí)序要求;綜合算法設(shè)計(jì)能夠有效改善目前文件系統(tǒng)中Flash芯片損耗不均、垃圾回收效率低的缺點(diǎn),為Flash芯片可靠性和使用壽命的提升提供了良好的參考。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP333

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 陳明;細(xì)粒度NAND Flash編程器的設(shè)計(jì)[D];北京理工大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2744222