精密儀器中高可靠存儲模塊的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、高可靠存儲模塊是長距離油氣管道檢測設(shè)備、高質(zhì)量圖像采集設(shè)備、軍用加固計算機等精密儀器設(shè)備進行信息獲取、信息存儲、信息融會和信息處理的關(guān)鍵部件之一。早期的存儲記錄設(shè)備多采用磁盤式或磁帶式，存在可靠性和存儲速度等方面的發(fā)展瓶頸，不適合在電磁輻射、沖擊、震動等惡劣環(huán)境中使用，因此高可靠性的存儲模塊一直是現(xiàn)代精密儀器設(shè)備所迫切需要的。基于閃存的大容量固態(tài)存儲模塊具有存儲容量大、可靠性高、體積小、功耗低、數(shù)據(jù)安全性好、抗震動和沖擊能力強、溫度適應(yīng)

2、范圍寬等特點，可以解決惡劣條件下儀器設(shè)備的存儲可靠性問題。本文在深入了解國內(nèi)外固態(tài)存儲模塊研究現(xiàn)狀與所用先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體的技術(shù)目標，設(shè)計了高可靠存儲模塊的系統(tǒng)方案，主要工作包括：
　　 1、根據(jù)各組成部分的具體功能設(shè)計了相應(yīng)的實現(xiàn)方案和硬件電路，包括接口方案的選擇、高速緩沖存儲器方案的設(shè)計、存儲芯片的選型、FPGA模塊的邏輯功能劃分、FPGA芯片的配置電路設(shè)計以及電源管理模塊的設(shè)計。
　　 2、重點設(shè)計了閃存芯

3、片陣列的排布結(jié)構(gòu)，通過引入并行擴展技術(shù)與流水線技術(shù)代替對單片閃存的直接編程，使閃存陣列接口的最大讀寫速度達到100MB/s。
　　 3、設(shè)計了基于FPGA的閃存陣列接口控制器，實現(xiàn)了閃存芯片的各項基本操作和流水線操作的功能仿真和時序仿真。由于存在多芯片的協(xié)同管理和流水線操作的問題，該部分的邏輯輸出需要非常準確，是FPGA控制邏輯的核心模塊之一。
　　 4、將閃存陣列接口控制器與系統(tǒng)整合，進行了系統(tǒng)的綜合特性分析，通過實驗