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时间:2019-02-01
《精密仪器中高可靠存储模块设计和实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、,.中文摘要高可靠存储模块是长距离油气管道检测设备、高质量图像采集设备、军用加固计算机等精密仪器设备进行信息获取、信息存储、信息融会和信息处理的关键部件之一。早期的存储记录设备多采用磁盘式或磁带式,存在可靠性和存储速度等方面的发展瓶颈,不适合在电磁辐射、冲击、震动等恶劣环境中使用,因此高可靠性的存储模块一直是现代精密仪器设备所迫切需要的。基于闪存的大容量固态存储模块具有存储容量大、可靠性高、体积小、功耗低、数据安全性好、抗震动和冲击能力强、温度适应范围宽等特点,可以解决恶劣条件下仪器设备的存储可靠性问题。本文在深入了解国内外固态存储模块研
2、究现状与所用先进技术的基础上,根据具体的技术目标,设计了高可靠存储模块的系统方案,主要工作包括:1、根据各组成部分的具体功能设计了相应的实现方案和硬件电路,包括接口方案的选择、高速缓冲存储器方案的设计、存储芯片的选型、FPGA模块的逻辑功能划分、FPGA芯片的配置电路设计以及电源管理模块的设计;2、重点设计了闪存芯片阵列的排布结构,通过引入并行扩展技术与流水线技术代替对单片闪存的直接编程,使闪存阵列接口的最大读写速度达到100MB/st3、设计了基于FPGA的闪存阵列接口控制器,实现了闪存芯片的各项基本.操作和流水线操作的功能仿真和时序仿
3、真。由于存在多芯片的协同管理和流水线操作的问题,该部分的逻辑输出需要非常准确,是FPGA控制逻辑的核心模块之一:4、将闪存阵列接口控制器与系统整合,进行了系统的综合特性分析,通过实验测试了存储模块的各项外部性能。结果显示其最大读取速度达到70.3MB/s,最大写入速度达到42.9MB/s,实现了预定的设计目标。本课题所设计的高可靠存储模块具有集成度高、兼容性好、灵活性强等优点,可以方便地移植到恶劣环境下高速长距离探测或采集仪器中去。关键词:高可靠存储模块闪存流水线技术并行总线技术接口控制器FPGAABSTRACTHigh。reliabil
4、itystoragemoduleisoneofkeycomponentsusedforacquirement.storage,combinationandprocessingofinformationinprecisioninstrumentsandequipments,suchaslong-distanceoilandgaspipelineinspectionequipments,high‘qualityimageacquisitionequipmentsandmilitarycomputers.Earlystorageandrecor
5、dingdevicesweremostlyusingdisk—typeortape-type.Ithasbottlenecksinreliabilityandstoragespeedandwasinappositetouseinradiation,shock,vibrationenvironment,SOhigh-reliabilitystoragemodulesarealwaysurgentlyneededbymodemprecisioninstrumentsandequipments.Accordingtothespecifictec
6、hnicalobjectives,thispaperdesignedasystemstructureofhi【gh—reliabilitystoragemodulebasedonthecurrentresearchandadvancedtechnologyofsolid-statestoragemoduleathomeandabroad.Themajorworkincludes:l、Accordingtothecomponents’functions,thehardwarecircuitsaredesigned.includingthes
7、electionofinterface,thedesignofcache,theselectionofmemorychips,thedesignofFPGAlogicfunctionalmodulesandFPGAconfigurationcircuit,thedesignofpowermanagementmodule;2、DesigningthearraystructureofFlashmemorychips.InsteadofprogrammingonsingleFlashmemorychip,hereweusinghighbandw
8、idthbussestechnologyandpipeliningtechnologytoimprovethewritespeedofFlashinterface.Inthiswaythema
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