高速大容量固态存储阵列的关键技术

发布时间：2024-04-28 05:19

　　进入21世纪以来,航空航天领域对数据存储设备的存取速度、容量、功耗、可靠性要求越来越高。本文的内容基于一种由Nand Flash构建的高速、大容量存储阵列,重点放在高速数据流的实时存取与Flash芯片的坏块管理。论文首先对高速大容量存储系统的国内外发展现状进行分析;接着根据设计需求提出系统的硬件设计与软件架构,并对高速控制模块的数据流处理作出简介;进而详细论述存储阵列模块对存储、回放、擦除等操作中数据流的处理与FPGA实现;最后介绍ECC校验技术以及坏块管理,并对工作进行总结和展望。为解决闪存器件存储速度慢、不能满足高速应用场合的需求,采用并行总线技术和流水线技术,提高系统的存储速度,使其能满足高速应用场合的需求。为解决闪存器件在工作中会发生错误,采用内存纠错(ECC)技术,提高系统的可靠性。另外,对坏块进行实时的回收,有效地管理大容量数据存储器。该系统总存储容量为800GB,并有高达300MB/S的输入输出速率。论文的研究成果已被应用到某预研项目的存储设备上,目前已经通过测试和验证。

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１写时序??启动非易失性自动编程操作，此时忙、闲端口?Ｒ／Ｂ＃变低，芯片内部的写控制??

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图２．３擦除时序??首先输入擦除操作启动命令６０ｈ，然后输入三个周期的地址，其中仅Ａ１４？Ａ２６??有效，而Ａ９？Ａ１３的块内页寻址无效

Ｒｅａｄ?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ??ｔＣＬＲ??ＣＬＥ?ｒ＼ｊｌ￥?ｉＨ???ＣＥ?＼??ｙ??＾?Ｗ?？，ＣＳＤ??ｔＷＢ??ｔＡＲ??ａｌｅ?级?／?＼?＾＾＞＼?；靈??ｐ－ｔＲＣ＾?＾??ｔ职??ｉｙ〇Ｘ?＿效ＯＤｈ?Ａａｃｎ＾Ｃｏｉ．?Ａｓｄ２＾？％ｊ．－．?Ａａｄｉ＾ｏ？....

图２．２读时序??３）擦除??对于闪存芯片，如果要对已经写入数据的存储单元再次写入新数据，需要在??

Ｒｅａｄ?Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ??ｔＣＬＲ??ＣＬＥ?ｒ＼ｊｌ￥?ｉＨ???ＣＥ?＼??ｙ??＾?Ｗ?？，ＣＳＤ??ｔＷＢ??ｔＡＲ??ａｌｅ?级?／?＼?＾＾＞＼?；靈??ｐ－ｔＲＣ＾?＾??ｔ职??ｉｙ〇Ｘ?＿效ＯＤｈ?Ａａｃｎ＾Ｃｏｉ．?Ａｓｄ２＾？％ｊ．－．?Ａａｄｉ＾ｏ？....

图２．４高速数据无缝缓存操作框图??本系统处理数据流为３００ＭＢ／Ｓ，故取ｎ为２，即为典型的乒乓操作［１３］，更高??

００的状态来??判断擦除操作是否成功。??２．３固态存储阵列控制逻辑技术??２．３．１高速数据的无缝缓存??对于高速数据流，一般需要先无缝缓存再另行处理。下图为一般处理技巧。???????＂ＶＩ?－－Ｊｋ??输入数据选?參?输入数据输??择控制?＃?出控制???＞后续处理??｜?....

本文编号：3966223