应用于ssd的nand+flash控制器的设计

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1、隶．初大·粤硕士学位论文应用于SSD的NANDFLASH控制器的设计DesignofNANDFLASHControllerforSolid．．StateDisksAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYSHENYunfeiSupervisedbyProf．HUChenSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityApril201

2、3东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：』臣』』L日期：j生坚。盖—耻东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或

3、其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：l担堇：＆～导师签名：摘要当今的数字时代对数据存储的大容量、高速度的需求不断提高，传统的机械硬盘(加)D，HardDiskDisk)已不能满足这样的需求，在这样的情况下固态硬盘(SSD，SolidStateDisk)应运而生。固态硬盘主要采用NANDFLASH

4、作为存储单元，而控制芯片主要用于NANDFLASH的管理，NANDFLASH控制器的好坏将直接影响控制芯片的好坏，进而影响固态硬盘的性能。本论文研究了应用于SSD的NANDFLASH控制器的实现方案，完成了控制器的设计并进行了系统的验证。为了提高SSD中的FLASH接口的数据带宽本控制器采用8通道8级流水线操作来控制FLASH芯片组。实现方案中将控制器分成了以下几部分：总线接口子模块、FIFO子模块、shift子模块、命令控制子模块、NANDFLASH接口子模块、ECC管理子模块。除ECC子模块外其他部分主要用来实

5、现命令的解析和时序参数的配置。本控制器支持DMA操作，支持burst4、burst8、burstl6传输。为了提高少量数据操作时的性能，本控制器支持“伪DMA’操作，通过CPU和DMA接口的混合使用来提高数据传输率，经过测试，在少量数据操作时其可以将效率提升10倍。另外本控制器可以对每个通道单独操作，可以在不浪费存储空间的前提下进行少量数据的写入。本控制器支持传统的和ONFI标准的NANDFLASH。用触发器、延时单元和多路选择器来满足同步接口的数据发送时序：用正沿触发器和负沿触发器、延时单元来满足同步接口的数据接

6、收时序。本论文中的NANDFLASH控制器支持绝大多数传统的NAND闪存和ONFl3．1标准的NAND闪存，从而很好地实现了本控制器的通用性。经过测试，本控制器对八路并行NANDFLASH的读速率达到了500MB／s、写速率达到了450MB／s，完全可以满足SSD的需求。在ECC纠错的可靠性及时序配置的易操作性上也达到了预期的目标。关键词：NANDFLASH控制器，ONFl3．1，DMA操作，多通道技术，pipeline操作AbstractInthedigitalworldtoday,therequirements

7、oflargeandrapiddatastoragearecontinuouslyimprovingandthetraditionalHDD(Hard-DiskDisks)wasnolongerabletomeetthisdemand,SOtheSSD(Solid-StateDisks)arisesinthissituation．ThemainstoragemediumofSSDisNANDFLASHandthecontrolchipisusedforthemanagementofNANDFLASHchips．Th

8、eNANDFLASHcontrollerintheSOCchipsorASICchipswilldirectlyaffecttheperformanceofthecontrollerchip，thusaffecttheperformanceoftheSSD．ThisarticleexplorestherealizationmethodsofNANDFLASH