usb接口固态盘原型系统设计和实现

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要固态盘(SolidStateDisk,SSD)以闪存作为存储介质，拥有高性能、低功耗、低噪声等诸多优点，是传统磁盘的理想替代品。随着容量的增大，价格的下降，固态盘将会被广泛地应用。闪存(FLASH)是一种电可擦除的半导体存储介质，由于制造工艺和外部接口的限制，单片闪存读写速度很有限，为了满足高性能固态存储的对吞吐率要求，需要通过多片闪存的并行工作来达到更高的性能。详细研究了闪存的工作原理，针对闪存的特性，提出了交叉访问、位扩展、多通道等提高闪存并行性的方法，可以大幅提高固态盘性能。设计并实现了一种闪存控制器，能够兼容各种闪存芯片及其命令集，提供了ECC校验等

2、功能，并引入了一种潜伏命令的操作机制，可以减少中断，优化固态盘性能。为了对闪存的并行化方法以及闪存控制器进行验证，设计并实现了一个基于FPGA的固态盘原型系统，该原型系统提供4通道的闪存、USB2.0接口和相应的底层软件包。测试结果表明，该原型系统能够被主机正确识别为大容量存储设备，并完成基本的读写操作，达到预期效果，为进一步研究固态盘相关技术提供了实验平台。关键词：固态盘，闪存控制器，并行性I华中科技大学硕士学位论文AbstractBecauseoftheadvantages,suchashighperformance,lowpowerconsumptionandlownoise,S

3、SD(SolidStateDisk)basedonFLASHmediaistheideasuccedaneumoftraditionalmagneticdiskdrive.Itwillbemorewidlyusedwiththedecreaseofcostandtheincreaseofthecapacity.FLASHisatypeofsemiconductormemorymediathatcanbeelectronicallyerased.PerformanceofFLASHICislimitedbytheartandinterface,soweshoulddevelopparal

4、lelmethordstoimprovethetrasferspeed.ThisresearchdeeplyanalyzestheassociatedtechnologyofFLASH,andclearlydescribesseveralwaystoimproveparallelismofFLASHstoragesystem,suchasoverlap,concurrenceandmulti-channel.Asapartofthisresearch,anovelFLASHcontrollerhasbeendesignedandimplemented.Itiscompatiblewit

5、halmostallkindsofFLASHchips.Italsoprovideserrorcorrectionfunction.Wealsodesignedanewoperationmodenamedlatentcommandmode,whichcancontributetoreducetheinterruptionnumberandimprovetheperformance.ToverifytherationalityoftheparallelarchitectureandthefeasibilityofFLASHcontroller,wedesignedaSSDprototyp

6、ebasedonFPGAwhichprovidesfour-channelFLASH,USB2.0interfaceandlowlevelsoftwarepackage.ThisprototypehaspassedtestsandcanbeusedasaplatformtoverifytheresearchonFLASHinterconnectionpatternanddesignofFTLalgorithms.Keywords:SolidStateDisk,FLASHController,ParallelismII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

7、取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全