發(fā)布時(shí)間：2017-07-27 15:41

  本文關(guān)鍵詞：基于eMMC的高速大容量存儲(chǔ)卡研制

  更多相關(guān)文章： e MMC 5.0 FPGA 高速大容量 HS200 通用性

【摘要】：隨著自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展,在其中扮演重要角色的數(shù)據(jù)記錄器對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的各項(xiàng)要求也逐漸提高。e MMC是一種內(nèi)部嵌入Nand Flash控制器的新型存儲(chǔ)芯片,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域如智能手機(jī)、平板電腦等。e MMC在容量、成本、體積、存儲(chǔ)速率以及控制方式上與Nand Flash芯片相比都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。本文主要通過(guò)研究e MMC5.0器件的控制方法以將其應(yīng)用到高速大容量存儲(chǔ)卡的研制中,為存儲(chǔ)介質(zhì)升級(jí)提供了新的解決方案。本文以e MMC5.0規(guī)范為研究基礎(chǔ),對(duì)規(guī)范中的主要工作模式、速度模式以及操作時(shí)序等方面進(jìn)行了研究總結(jié),并歸納出總線協(xié)議中適用于本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容。通過(guò)硬件設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)e MMC在高速大容量存儲(chǔ)卡中的應(yīng)用提供解決方案,對(duì)主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析之后設(shè)計(jì)了硬件的詳細(xì)方案,按照功能主要?jiǎng)澐譃榇鎯?chǔ)模塊、緩存模塊、信息記錄模塊、主控制器以及擴(kuò)展PXI Express接口。系統(tǒng)以FPGA作為主控制器以實(shí)現(xiàn)良好的時(shí)序性能和I/O性能。在關(guān)鍵器件的布局和關(guān)鍵信號(hào)的布線中充分考慮了硬件電路的設(shè)計(jì)原則。在系統(tǒng)固件設(shè)計(jì)中按照功能的實(shí)現(xiàn)對(duì)固件方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。核心功能模塊為e MMC控制邏輯,通過(guò)對(duì)e MMC命令發(fā)送、響應(yīng)接收以及數(shù)據(jù)的寫(xiě)入與讀取等底層模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了e MMC在HS200模式下8bits總線寬度模式下的存儲(chǔ),在控制邏輯的模塊劃分與接口功能劃分時(shí)根據(jù)流程控制的需求實(shí)現(xiàn)了模塊復(fù)用,節(jié)約了主控制器的邏輯資源。通過(guò)對(duì)物理層接口的時(shí)序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了e MMC控制邏輯的通用性和可移植性。固件設(shè)計(jì)中的緩存控制邏輯以及信息記錄控制邏輯配合完成了整個(gè)板卡系統(tǒng)的存儲(chǔ)功能。在調(diào)試和測(cè)試中,依據(jù)設(shè)計(jì)方案由底層模塊開(kāi)始自底向上逐步實(shí)現(xiàn)完整的板卡功能,本文對(duì)e MMC控制邏輯的調(diào)試進(jìn)行重點(diǎn)介紹。通過(guò)測(cè)試模塊功能及技術(shù)指標(biāo),本文研制的高速大容量存儲(chǔ)卡存儲(chǔ)容量達(dá)到116GB,單片e MMC芯片的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)40MB/s以上,而整個(gè)板卡的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)150MB/s。并且板卡的功能具有較好的可移植性和通用性,滿足設(shè)計(jì)要求。
【關(guān)鍵詞】：e MMC 5.0 FPGA 高速大容量 HS200 通用性
【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】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義10
• 1.2 eMMC特點(diǎn)簡(jiǎn)述10-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.3.1 數(shù)據(jù)記錄器常用存儲(chǔ)介質(zhì)12
• 1.3.2 eMMC規(guī)范的發(fā)展及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.3 eMMC控制器的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及論文結(jié)構(gòu)14-16
• 第2章 eMMC 5.0 規(guī)范的研究16-34
• 2.1 eMMC 5.0 的器件與系統(tǒng)16-18
• 2.1.1 eMMC 5.0 的系統(tǒng)概述16-17
• 2.1.2 eMMC 5.0 的器件結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 eMMC 5.0 的速度模式18-20
• 2.3 eMMC 5.0 的工作模式20-21
• 2.4 eMMC 5.0 的寄存器21-26
• 2.4.1 OCR寄存器22
• 2.4.2 CID寄存器22-23
• 2.4.3 CSD寄存器23-25
• 2.4.4 EXT_CSD寄存器25
• 2.4.5 RCA寄存器和DSR寄存器25-26
• 2.5 eMMC 5.0 的總線工作方式與時(shí)序26-33
• 2.5.1 命令與響應(yīng)26-28
• 2.5.2 器件工作模式操作流程28-30
• 2.5.3 總線協(xié)議介紹30-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 系統(tǒng)方案與硬件設(shè)計(jì)34-48
• 3.1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)34-35
• 3.1.1 硬件指標(biāo)介紹34
• 3.1.2 設(shè)計(jì)的原則34-35
• 3.1.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)35
• 3.2 硬件電路設(shè)計(jì)35-47
• 3.2.1 eMMC存儲(chǔ)模塊35-37
• 3.2.2 高速緩存模塊37-40
• 3.2.3 LVDS接口模塊40-41
• 3.2.4 信息記錄模塊41
• 3.2.5 主控制器41-43
• 3.2.6 PXI-Express接口43-44
• 3.2.7 電源系統(tǒng)44-45
• 3.2.8 PCB設(shè)計(jì)45-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 第4章 系統(tǒng)固件設(shè)計(jì)48-65
• 4.1 系統(tǒng)固件總體設(shè)計(jì)48
• 4.2 eMMC控制邏輯的設(shè)計(jì)48-59
• 4.2.1 初始化模塊的設(shè)計(jì)48-55
• 4.2.2 數(shù)據(jù)發(fā)送模塊設(shè)計(jì)55-57
• 4.2.3 數(shù)據(jù)接收模塊設(shè)計(jì)57-59
• 4.3 E~2PROM控制邏輯設(shè)計(jì)59-61
• 4.4 SRAM控制邏輯的設(shè)計(jì)61-63
• 4.5 時(shí)序約束63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第5章 調(diào)試與測(cè)試分析65-76
• 5.1 調(diào)試方法及流程65-67
• 5.2 eMMC控制邏輯調(diào)試67-71
• 5.2.1 命令發(fā)送邏輯調(diào)試67
• 5.2.2 響應(yīng)接收邏輯調(diào)試67-69
• 5.2.3 數(shù)據(jù)發(fā)送邏輯調(diào)試69-70
• 5.2.4 數(shù)據(jù)接收邏輯調(diào)試70-71
• 5.3 系統(tǒng)測(cè)試71-74
• 5.3.1 eMMC總線功能測(cè)試71
• 5.3.2 板卡存儲(chǔ)速度測(cè)試71-73
• 5.3.3 指標(biāo)驗(yàn)證73-74
• 5.4 調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決方法74-75
• 5.5 結(jié)果分析與系統(tǒng)的優(yōu)化展望75
• 5.6 本章小結(jié)75-76
• 結(jié)論76-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 附錄81-82
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果82-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 柯煒,宋文娟,趙華;一種用于CCD器件的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及編程[J];電子工程師;2001年06期

2 朝良;LVDS接口電路及設(shè)計(jì)[J];今日電子;2003年01期

3 劉軍智;;High-speed broadband data acquisition system based on FPGA[J];Journal of Measurement Science and Instrumentation;2013年03期

4 魯慧榮;;eMMC/eMCP將成為移動(dòng)設(shè)備嵌入式存儲(chǔ)主導(dǎo)技術(shù)[J];集成電路應(yīng)用;2013年02期

5 馬慶鋒;王芳;;基于CF卡的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];山東科學(xué);2008年03期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 胡文文;基于eMMC存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的研究與優(yōu)化[D];北京郵電大學(xué);2012年

2 朱雨;衛(wèi)星高速載荷數(shù)據(jù)模擬源的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：582184