基于flash高速图像采集存储系统

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1、摘要．随着航空遥感技术的发展，对图像数据的存储设备的存储速度和容量等指标的要求也越来越高。由于航空平台的限制，对存储设备的可靠性和抗振动特性也有严格的要求。采用无转动部件的半导体器件作为存储媒介的固态存储器已成为当今航天航空数据存储的主流方案，其中闪存(FLASH)又以其抗振动、非易失性、低功耗、存储密度大的优点得到越来越广泛的应用，成为主流方案中的首选器件。本论文的研究目标是开发一种基于闪存的高速大容量固态存储系统，适用于每秒获取并存储超过16M字节光学遥感数据的航空系统，具有存储容量大、存储速度高、低功耗、非易失性、抗震动、

2、扩展性好、接口灵活等特点。论文首先分析了高速大容量固态存储系统的国内外发展现状和趋势；接着根据系统的对外接口和指标要求提出了整体方案；进而采用自顶向下和模块化的设计思想将系统分成各个模块，完成各个模块和整个系统的软硬件设计调试，给出系统的运行和测试结果；最后总结了工作过程，并对今后的工作提出了一些展望。系统所涉及到的关键技术主要有：针对单片闪存所存在的写入速度较慢、容量较小的缺点提出了并行总线技术和流水线技术，由此引出了闪存子模块并组成闪存阵列来提高系统的存储速度和容量；对闪存阵列的控制采用VHDL语言对FPGA编程实现；针对C

3、CD相机的高速数据接口，设计了与之匹配的CameraLink接口和乒乓缓冲模块来保证数据传输和存储处理的并行性与实时性；系统存储的数据通过USB2．0接口上传到地面计算机，USB2．0接口的设计采用USB2．0芯片CY7C68013A来完成：为了系统有更好的扩展性，采用ARM9作为控制器通过串121与工控计算机(PCI04)通信，并协调各部分的工作。整个系统的研究成果为：实现了存储容量为16GB，实际运行写入速度达到16MB／S以上的图像采集存储卡。拍摄的图片以RAW格式保存，通过USB2．0接121传输到地面计算机，通过读图软

4、件Stellalmage可以清晰的看到拍摄的物体，为后期研制功能更加完善的高速大容量存储设备奠定了基础。关键词：闪存阵列并行总线多级流水线现场可编程逻辑阵列通用串行总线2．0ABSTRACTAlongwiththedevelopmentofaerialremotesensingtechnique，thedemandofstoragespeedandcapacityforimagestoragebecomehigherandhigher，inaddition，therestrictofaseismicconditionrequir

5、esreliabilityandenduranceforshakestrictly．SSR(SolidStateRecorder)basedonsemiconductorwhowithoutmachinepartshasbeenonethemainstreamofdatastrorageinavationandaerospace．FLASHwhichhastheexcellenceinnonevolatility，lowpowerconsuming，largecapacityofpercellisusedwiderandwide

6、r,andbecomethepreferredchip．ThetargetofthisthesisisdevelopingtheSSRwithhighspeedandlargecapacitybasedonFLASH．Thesystemwhichisusedinaviationtogetandstorageopticsremotesensingdataas16MB／Shasthecharacteristicoflargecapacity，highspeed，lowpowerconsuming，nonevolatility，end

7、uranceforshake．ThesystemstructurewillbebeRerexpansibility，whichcansuitforvariousrequirment．Theactualityanddevelopmenttrendofhomeandabroadareanalyzedfirst．Secondlymaketheholistieschemebasedoninterfaceandtarget．ThendividethesystemintomodulesaccordingtodesignTop-downand

8、modularization，accomplishthedesignanddebugofhardwareandsoftwareofeverymodules，showthetestingandworkingresultsofthesystem．Lastly，sum