發(fā)布時間：2016-12-15 03:14

  本文關(guān)鍵詞：星載固態(tài)存儲器硬件架構(gòu)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中北大學(xué)》 2016年

基于NAND Flash陣列的高速大容量圖像存儲器設(shè)計

江旭東  

【摘要】：隨著可視化圖像技術(shù)的發(fā)展,高速大容量圖像數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)在當(dāng)今社會的各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,如太空和深海探索,人類迫切需要將未知的世界以圖像形式進行存儲并回放呈現(xiàn)。近幾年來伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,以NAND Flash為存儲介質(zhì)的高速大容量固態(tài)存儲技術(shù)已成為主流存儲技術(shù),尤其在應(yīng)用環(huán)境惡劣的水下圖像采集存儲領(lǐng)域。本文以水下高速圖像數(shù)據(jù)采集存儲為研究背景,針對鎂光大容量NAND Flash為存儲介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點和高速存儲操作(Multi-Plane操作),結(jié)合并行總線技術(shù)和流水線技術(shù)設(shè)計了一款Flash陣列存儲模型。在單片F(xiàn)lash進行Multi-Plane操作的基礎(chǔ)上實現(xiàn)外部并行設(shè)計和內(nèi)部流水設(shè)計,在提高圖像數(shù)據(jù)存儲速度和存儲容量的同時,更節(jié)省了存儲陣列面積資源,解決了以往存儲陣列容量和速度與陣列面積的矛盾。鑒于高速圖像數(shù)據(jù)的高速處理要求,本文以Xilinx公司Spartan-6系列FPGA為控制核心,實現(xiàn)前端Camera-Link接口FULL模式下的80bit圖像數(shù)據(jù)的接收,圖像像素時鐘為65MHz,并控制Flash陣列對數(shù)據(jù)進行可靠地存儲,結(jié)合Xilinx公司的可參數(shù)化的Tri-Mode以太控制器(TEMAC核)與外部物理層芯片的互連,完成千兆以太網(wǎng)的接口設(shè)計,實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的高速傳輸。論文主要從方案設(shè)計、硬件平臺設(shè)計、軟件邏輯設(shè)計等方面詳細闡述了系統(tǒng)的設(shè)計,完成了存儲容量為160GB、理論存儲速度為800MB/s的高速大容量存儲器設(shè)計,最后利用測試臺對系統(tǒng)千兆以太網(wǎng)接收模塊和系統(tǒng)的存儲性能進行了功能驗證,系統(tǒng)能夠滿足65MHz的圖像數(shù)據(jù)可靠存儲。測試結(jié)果表明,本文設(shè)計的高速大容量圖像存儲器存儲速度高、存儲容量大、體積小、可靠性高,滿足設(shè)計需求。另外該存儲器移植性強,可廣泛應(yīng)用不同場合的數(shù)據(jù)存儲。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333
【目錄】：

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本文編號：213169