高速海量圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儀器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的精度越來越高，這對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)提出了更高的要求。大量數(shù)據(jù)高速存儲(chǔ)的同時(shí)，必須保證數(shù)據(jù)的安全性，否則存儲(chǔ)系統(tǒng)就失去了原來的作用。本文主要設(shè)計(jì)了一種基于NAND Flash的高速海量存儲(chǔ)系統(tǒng)，并解決在存儲(chǔ)過程中遇到的數(shù)據(jù)可靠性問題。
　　本文首先分析了高速海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，并給出了本次課題在高速相機(jī)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的意義。本次課題設(shè)計(jì)的硬件平臺(tái)是基于NAND Flash的存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)

2、驗(yàn)板上選取兩片NAND Flash芯片進(jìn)行研究，但是最終的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)是由144片NAND Flash組成的。本次設(shè)計(jì)采用FPGA同時(shí)控制多片NAND Flash芯片進(jìn)行并行操作，這樣可以大幅度的提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的讀寫速度，使得高速海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)得以實(shí)現(xiàn)。
　　由于存儲(chǔ)介質(zhì)選用NAND Flash，在存儲(chǔ)系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)壞塊管理的問題。壞塊管理的方法包括壞塊的識(shí)別、壞塊的存儲(chǔ)、壞塊的跳過和壞塊的替換。在壞塊的管理方法中，采用先將檢測(cè)到的有效

3、塊地址存儲(chǔ)在已建數(shù)組當(dāng)中的方法，可以節(jié)省FPGA內(nèi)部的資源，并可以加快對(duì)NAND Flash的操作速度。對(duì)已用塊進(jìn)行操作時(shí)，引入交換塊的概念，可以均衡整體塊擦除次數(shù)，增加NAND Flash芯片的總體使用壽命。另外，對(duì)NAND Flash進(jìn)行操作時(shí)采用ECC校驗(yàn)方法和損耗均衡的算法，保證存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性和最大限度的使用壽命。
　　本次設(shè)計(jì)的基本思想是利用多片NAND Flash的并行操作和流水線操作，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的大容量高速存儲(chǔ)，