ATA Flash硬盤加密控制器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著Flash存儲技術(shù)的迅速發(fā)展，大容量Flash存儲設(shè)備控制器設(shè)計(jì)的研究已成為重要的科研領(lǐng)域。同時(shí)，由于Flash存儲器的物理特性，在政府、國防等安全部門的應(yīng)用不斷推廣，因此，就必須考慮數(shù)據(jù)存儲的安全性問題。對此，本文提出了芯片級基于IDE接口具有加/解密功能的Flash控制器——ATA Flash硬盤加密控制器。 論文首先闡述了ATA Flash硬盤加密控制器體系的總體設(shè)計(jì)思路，給出整體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，對組成控制器的各部分所實(shí)

2、現(xiàn)的主要功能進(jìn)行介紹，并探討了設(shè)計(jì)中所涉及的基于有限域密碼算法。然后，通過細(xì)致討論ATA/ATAPI協(xié)議，提出由命令解析、傳輸控制和數(shù)據(jù)緩存三個(gè)部分構(gòu)成的IDE接口控制器設(shè)計(jì)方案，并詳細(xì)描述了這三個(gè)部分的硬件實(shí)現(xiàn)過程。在此基礎(chǔ)上，論文著重分析了NANDFlash文件系統(tǒng)的核心部分文件傳輸轉(zhuǎn)換控制層(FTL)的設(shè)計(jì)方案?？偨Y(jié)現(xiàn)有FTL的主要解決方法：頁地址映射和段地址映射，結(jié)合兩者設(shè)計(jì)思想，提出了可重配置文件傳輸轉(zhuǎn)換控制層的設(shè)計(jì)：將存儲空

3、間劃分為簇、區(qū)域、段和幀四個(gè)單元，建立起應(yīng)用層的邏輯空間到控制層的虛擬空間及虛擬空間到Flash存儲器的物理空間的映射關(guān)系，根據(jù)映射表和存儲空間的狀態(tài)對設(shè)備存儲進(jìn)行管理。通過實(shí)驗(yàn)，討論了簇、區(qū)域、段的參數(shù)設(shè)置對文件系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，選擇出適于．ATAFlash硬盤工作環(huán)境的文件系統(tǒng)參數(shù)值。在成功實(shí)現(xiàn)IDE接口控制器和Flash文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)之后，根據(jù)Flash存儲介質(zhì)傳輸特性，文章設(shè)計(jì)出Flash硬盤接口控制器，完成ATA Flastl硬盤