nand+flash控制器的设计与验证new

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1、国防科学技术大学硕士学位论文NANDFlash控制器的设计与验证姓名：刘卫申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：曾献君20081101国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文摘要移动电话的功能日益丰富，其对系统中数据存储容量的需求正在快速增长。NANDFlash具有速度快、密度大、成本低等特点，在各种数码产品中得到了广泛应用，在各种片上系统芯片中(SOC)集成NANDFlash控制器正成为一种趋势。本文讨论了FlashMemory的两种主流实现技术即NANDFlash和NORFlash的特点和区别，分析了市场上存在的NANDFlash的典型规格及其

2、存储结构特点，阐述了不同NANDFlash器件一些通用的存取操作方式，近一步分析了进行这些存取操作所必须满足的时序规范，在此基础上，结合某公司手机SOC芯片的设计需求，提出了一种基于AMBA总线的NANDFlash控制器实现方案，对该实现方案进行了充分的验证工作。本文所提出的控制器的实现方式，可以支持市场上存在的两种典型规格的NANDFlash器件，可同时外接1至4个Flash芯片，通过可配置的控制方式可灵活的对不同存取速度的器件予以支持，具备良好的可扩展性。在控制器的主控逻辑设计中，采取了“块读’’和“块写”方式实现对大页器件的读页和写页操作，这种方

3、式有效减小了控制器中用做数据缓存的buffer大小，降低了芯片面积。针对NANDFlash在使用过程中可能出现的位反转现象，在控制器的设计中加入了错误检测和纠错功能。论文深入分析了ECC(ErrorCheckingandCorrecting)算法，讨论了ECC算法的硬件实现和优化方法。在不影响对存储器读写效率的前提下，实现对数据的存取进行实时的高速检错和纠错，为提高NANDFlash的可靠性提供了硬件上的支持。对控制器的验证采用了模拟验证和FPGA验证两种方式。在模拟验证阶段对控制器的所有功能点进行全面验证，结果正确后，在Xilinx公司的Vertex

4、4开发板上对控制器进行了FPGA验证。结果表明控制器能正确控制对于NANDFlash的各种存取操作，工作完全正常。本文设计验证的NANDFlash控制器即将应用于某公司的SOC手机芯片，提出的控制器实现方案对NANDFlash控制系统的设计优化具有普遍适用性，论文研究的工程实用价值大。关键词：NANDFlash控制器，AMBA总线，ECC算法，SOC第i页国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentofthemultifunctionalmobiletelephone．thedemandforthecap

5、acityofthechip’Smemo巧isgrowingataphenomenalrate．NANDflashmemoDrhasbecomethepreferreddatastoragesolutionformanydigitalproductsduetoitsfastaccesstime，highdesity，cost／performanceandSOonadvantages．ItbecomesatendencythatNANDFlashcontrolleriSintegratedindiversifiedSOC．Thecharacteristi

6、canddifferencesofthetwodominatingformsofrealizableframeworkoftheFlashMemoryarediscussed，andthetypicalstoragestructuresofNANDFlashareanalyzedinthispaper．ThecommonaccessmannerofdifferentNANDFlashiSexpatiated．Theexacttimingcriterionoftherequirementsofthesecommonaceessingoperationsi

7、sdiscussedalso，coupled谢ththerequirementofacertainmobiletelephonecompany’SSOC，proposingarealizationschemeoftheNANDFlashcontrollerwhichisbasedupontheAMBAbus．111erealizationofthecontrollerthatproposedinthisthesiscansupporttwotypicalspecofNANDFlashinthemarket．also．itcancontrolmulti．

8、chipwhichmayvaryfromonetofourchipsatsimultaneou