本文關(guān)鍵詞：基于SOPC的多通道NAND FLASH控制器設(shè)計(jì)與實(shí)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(chǔ)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(chǔ)數(shù)據(jù)的介質(zhì),擁有傳統(tǒng)硬盤所不具備的優(yōu)點(diǎn),存儲(chǔ)性能極高,在存儲(chǔ)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(gè)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(jì)即NAND FLASH控制器的設(shè)計(jì),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(shí)現(xiàn)對(duì)閃存陣列的控制。 作者對(duì)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(jì)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(cuò)糾錯(cuò)模塊等。論文主要工作包括兩個(gè)接口模塊的狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)、控制器的DMA支持、NIOS Ⅱ處理器中的底層驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)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(gè)控制器即為一個(gè)通道,多個(gè)控制器即可實(shí)現(xiàn)多通道結(jié)構(gòu),可以在CPU的控制下實(shí)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(jì)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(gè)設(shè)計(jì)基于SOPC系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),在Quartus Ⅱ中進(jìn)行硬件設(shè)計(jì),在NIOS Eclipse環(huán)境下進(jìn)行軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。單個(gè)NAND FLASH控制器耗費(fèi)1980個(gè)FPGA邏輯單元。在ModelSim中對(duì)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(jí)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(shí)現(xiàn)N倍于單通道的讀寫性能。本設(shè)計(jì)可廣泛應(yīng)用于固態(tài)硬盤等大容量高速FLASH存儲(chǔ)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：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(shì)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(shí)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(jì)與實(shí)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(jì)與實(shí)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(dòng)設(shè)計(jì)51-54
• 3.5 NAND FLASH控制器的DMA支持54-56
• 3.6 多通道管理的實(shí)現(xiàn)56-58
• 3.7 本章小節(jié)58-59
• 第四章 仿真與測(cè)試59-72
• 4.1 Legacy SDR Nand Flash的仿真與測(cè)試59-66
• 4.1.1 仿真59-61
• 4.1.2 板級(jí)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(píng)聞及答辯情況表80

【參考文獻(xiàn)】

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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(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳兆明;電除塵器高頻電源采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];南京信息工程大學(xué);2013年

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

本文編號(hào)：496441