NAND flash控制器設(shè)計及軟硬件協(xié)同驗證.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品的日新月異的發(fā)展，消費類電子產(chǎn)品功能越來越多樣化，這對其存儲器的容量要求也是越來越大。對于消費類電子產(chǎn)品中的便攜式多媒體播放器又對存儲器有了小體積和低功耗的要求。NAND FLASH以其高容量、小體積、低成本以及低功耗的特性，在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。所以將NAND FLASH控制器集成到SoC系統(tǒng)成為一種趨勢。
　　本論文首先分析了NAND FLASH存儲原理、NAND FLASH器件的存儲架構(gòu)以及主流FLASH器

2、件的讀寫和擦除操作時序。依據(jù)NAND FLASH的存儲特性，本文討論了一種基于AMBA AHB總線的NAND FLASH控制器的實現(xiàn)方式和基于FPGA的軟硬件協(xié)同驗證。
　　對于控制器的設(shè)計，為了適應(yīng)NAND FLASH器件特別是MLC器件的位反轉(zhuǎn)的特性，該控制器集成了BCH糾錯碼模塊。并使用串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到并行數(shù)據(jù)運算的技術(shù)優(yōu)化了BCH實現(xiàn)方法。為了加速對NAND FLASH器件的訪問速度，該控制器依據(jù)FLASH器件的通常讀寫時序

3、進行了自動模式訪問，并且在同時訪問多個NAND FLASH芯片時利用interleave模式充分利用各個器件忙的時間，提高整體讀寫操作效率；為了使該控制器能適用于多種NAND FLASH器件，該控制器支持NAND FLASH器件訪問的一些時序參數(shù)軟件可調(diào)，以及支持多種頁大小，為了適應(yīng)不同器件糾錯碼規(guī)格要求不一，本設(shè)計支持多種BCH糾錯碼規(guī)格，并盡量做到硬件共用來節(jié)省控制器面積。
　　對于NAND FLASH控制器的驗證方面，本文討

4、論了控制器的功能仿真和基于FPGA的軟硬件協(xié)同驗證。在進行功能仿真之后，為了更充分和真實的驗證NAND FLASH控制器，本文采用了基于FPGA軟硬件相結(jié)合的驗證方式。把NAND FLASH控制器集成到ARM核心的SoC系統(tǒng)，并一起綜合下載到賽靈思（Xilinx）的Virtex-4FPGA芯片，然后利用ARM的集成開發(fā)環(huán)境來編寫測試程序，從而實現(xiàn)對NAND FLASH控制器的軟硬件協(xié)同驗證。
　　設(shè)計一個集成數(shù)據(jù)糾錯功能并且能夠高