提高NAND Flash存储系统可靠性的关键技术研究.pdf

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1、提高NANDFlash存储系统可靠性的关键技术研究冯卉2015年1月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540提高NANDFlash存储系统可靠性的关键技术研究作者姓名冯卉学院名称信息与电子学院指导教师刘国满答辩委员会主席高梅国教授申请学位学术硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年01月ResearchontechniquestoimprovethereliabilityofNANDFlashstoragesystemCandidateName:HuiFengSchoolorDepartment:InformationandElectronicsFac

2、ultyMentor:GuoManLiuChair,ThesisCommittee:Prof.MeiguoGaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan.2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京

3、理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要近年来NANDFlash凭借更大的存储容量、更快的I/O响应能力和更低的功耗等独有的特性得到了快速的发展，成为一种非常重要的存储介质，并且广泛的应用于高速大容量存储器中，进而应用于雷达外场试验和电子信号侦察等外场实验和作战中。本文致力于研究提高NANDFlash存储系统可靠性的关键技术研究，并且提出一些解决方案来解决基于NANDFlash的存储系统在可靠性方面的不足。本文首先介绍了NANDFlash的可

4、靠性问题，分析并提出了一些保障数据完整可靠性的解决方案，如采用硬件实现的纠错技术以减小存储错误率、采用可靠的坏块管理技术以避免坏块影响系统的稳定性、采用磨损均衡算法以提高存储系统的寿命。然后主要针对存储系统中的纠错技术展开了详细的介绍，利用Hamming码和BCH码两种纠错技术来解决NANDFlash的误码问题，并通过实验和测试对其纠错能力进行了验证。继而又对坏块管理技术和磨损均衡技术的实现方法进行了简要介绍。最后对本文的研究内容做出了总结和展望。关键词：NANDFlash；纠错技术；坏块管理；磨损均衡I北京理工大学硕士学位论文AbstractNANDFlashisdevelopingra

5、pidlyandbecominganimportantstoragemediumbecauseofitslargercapacity,fasterI/Orate,lowerpowerconsumptionandsooninrecentyears.Ithasbeenwidelyappliedtohigh-speedstoragesystems,whichcanbeusedinfieldexperimentandelectronicwarefaresuchastheradarcountermeasuresystem.Thearticleisdedicatedtoresearchthekeysk

6、illsofthereliabilityofNANDFlashstoragesystem,andsupposedtoimprovethereliabilityofstoragesystemsbyputtingforwardeffectivesolutionsonNANDFlash.Firstly,thearticleintroducesthecausesoflowreliability,analysesandproposessolutionsforthem.HardwareECCmeasurescouldimprovebiterrorrateperformance,andareliable

7、invalidblockmanagementcanavoidnegativeinfluencesonstoragesystemsbyinvalidblocks.Also,thewear-levelingskillcanextendtheservicelifeofNANDFlashchips.Secondly,theECCskillisintroducedindetail.HammingcodeandBCHcodeareu