本文關(guān)鍵詞：基于SOPC的多通道NAND FLASH控制器設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：SSD即固態(tài)硬盤是由主控單元、固態(tài)存儲單元(DRAM或FLASH芯片)組成的硬盤,其在結(jié)構(gòu)上完全摒棄了傳統(tǒng)硬盤的機(jī)械式結(jié)構(gòu),使用閃存或DRAM作為存儲數(shù)據(jù)的介質(zhì),擁有傳統(tǒng)硬盤所不具備的優(yōu)點,存儲性能極高,在存儲技術(shù)領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?SSD主控單元在SSD中起著至關(guān)重要的作用,性能優(yōu)異的SSD主控單元是整個SSD系統(tǒng)的靈魂,其主要包括主機(jī)接口模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、閃存接口模塊等。本文的主要內(nèi)容是其中閃存接口模塊的設(shè)計即NAND FLASH控制器的設(shè)計,其支持Legacy SDR和Toggle DDR兩種標(biāo)準(zhǔn),并可構(gòu)成多通道架構(gòu)實現(xiàn)對閃存陣列的控制。 作者對應(yīng)用于SSD主控的NAND FLASH控制器進(jìn)行了合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計和模塊劃分,包括寄存器組、緩存模塊、閃存SDR接口模塊、閃存DDR接口模塊及ECC檢錯糾錯模塊等。論文主要工作包括兩個接口模塊的狀態(tài)機(jī)設(shè)計、控制器的DMA支持、NIOS Ⅱ處理器中的底層驅(qū)動程序設(shè)計及多通道管理等。該控制器作為掛在Avalon,總線上的自定義組件來使用,一個控制器即為一個通道,多個控制器即可實現(xiàn)多通道結(jié)構(gòu),可以在CPU的控制下實現(xiàn)單通道內(nèi)的流水線操作和多通道間的并行操作。本設(shè)計只需修改相應(yīng)參數(shù)即可支持不同頁大小的FLASH器件。 整個設(shè)計基于SOPC系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn),在Quartus Ⅱ中進(jìn)行硬件設(shè)計,在NIOS Eclipse環(huán)境下進(jìn)行軟件驅(qū)動程序設(shè)計。單個NAND FLASH控制器耗費1980個FPGA邏輯單元。在ModelSim中對單通道單片F(xiàn)LASH進(jìn)行的仿真結(jié)果是寫性能為5.77MB/s,讀性能為18.8MB/s,單通道4級流水線仿真結(jié)果是寫性能16.43MB/s,讀性能32.12MB/s,N通道可近似實現(xiàn)N倍于單通道的讀寫性能。本設(shè)計可廣泛應(yīng)用于固態(tài)硬盤等大容量高速FLASH存儲系統(tǒng),具有廣闊的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：NAND FLASH控制器 SOPC 多通道 Toggle DDR
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP333.35
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題背景11-14
• 1.2 發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢14-15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 NAND FLASH結(jié)構(gòu)和操作方法17-30
• 2.1 NAND FLASH物理結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 NAND FLASH接口定義18-19
• 2.3 NAND FLASH操作方法和時序19-27
• 2.4 Toggle DDR標(biāo)準(zhǔn)及操作方法27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 多通道NAND FLASH控制器設(shè)計與實現(xiàn)30-59
• 3.1 多通道NAND FLASH控制器的整體框架30-31
• 3.2 單通道NAND FLASH控制器的設(shè)計與實現(xiàn)31-50
• 3.2.1 寄存器組(Registers)34-37
• 3.2.2 緩存模塊(Buffer)37-38
• 3.2.3 Legacy SDR接口模塊(NFI_Legacy)38-46
• 3.2.4 Toggle DDR接口模塊(NFI_Toggle)46-50
• 3.3 SOPC系統(tǒng)搭建50-51
• 3.4 NAND FLASH控制器軟件驅(qū)動設(shè)計51-54
• 3.5 NAND FLASH控制器的DMA支持54-56
• 3.6 多通道管理的實現(xiàn)56-58
• 3.7 本章小節(jié)58-59
• 第四章 仿真與測試59-72
• 4.1 Legacy SDR Nand Flash的仿真與測試59-66
• 4.1.1 仿真59-61
• 4.1.2 板級調(diào)試61-66
• 4.2 Toggle DDR Nand Flash的仿真66-68
• 4.3 多通道、流水線操作的仿真68-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 論文總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄78-79
• 致謝79-80
• 學(xué)位論文評聞及答辯情況表80

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 楊進(jìn);邱兆坤;;SOPC中自定義FIFO接口與DMA數(shù)據(jù)傳輸[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2008年08期

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中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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  本文關(guān)鍵詞：基于SOPC的多通道NAND FLASH控制器設(shè)計與實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：496441