通用高速存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信息時(shí)代的發(fā)展，信息數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)迅速，如何將海量的數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)是當(dāng)今科技發(fā)展需要解決的重要問題，存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展已成為關(guān)鍵的研究熱點(diǎn)。存儲(chǔ)設(shè)備廣泛應(yīng)用于通信、軍事、航空航天等領(lǐng)域，針對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求，本文設(shè)計(jì)的通用高速存儲(chǔ)系統(tǒng)，滿足存儲(chǔ)速度高、存儲(chǔ)容量大的性能要求。
　　本文首先對(duì)高速存儲(chǔ)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)進(jìn)行了研究，分析雷達(dá)系統(tǒng)中對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的需求和指標(biāo)，提出了采用多片Micron公司的MLC型NAND F

2、LASH作為存儲(chǔ)介質(zhì)，應(yīng)用基于Xilinx公司的Virtex6系列FPGA實(shí)現(xiàn)核心控制的高速高密度存儲(chǔ)板卡設(shè)計(jì)，存儲(chǔ)容量可達(dá)3TB，存儲(chǔ)速度不低于1.5GBps。外部接口采用PCIe、GTX、Rocket IO等接口實(shí)現(xiàn)控制命令的收發(fā)和數(shù)據(jù)的高速傳輸，同時(shí)設(shè)計(jì) FMC接口滿足存儲(chǔ)板的通用性設(shè)計(jì)。
　　其次，通過 FPGA邏輯控制實(shí)現(xiàn) NAND FLASH陣列設(shè)計(jì)，采用多片 NAND FLASH并行和流水操作，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的帶寬；實(shí)

3、現(xiàn)了存儲(chǔ)系統(tǒng)整體架構(gòu)內(nèi)的數(shù)據(jù)和控制設(shè)計(jì)，對(duì)NAND FLASH采用雙plane模式執(zhí)行擦除、編程、讀取操作；同時(shí)制定有效的檢錯(cuò)糾錯(cuò)機(jī)制，在邏輯中添加BCH編解碼模塊，有效解決數(shù)據(jù)誤碼問題；針對(duì)壞塊管理進(jìn)行深入的研究分析，制定有效的壞塊管理方案，保證存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可靠性。
　　再次，為了快速、有效的管理存儲(chǔ)系統(tǒng)中的大量數(shù)據(jù)，在基于上位機(jī)控制時(shí)，本文設(shè)計(jì)建立文件系統(tǒng)管理，數(shù)據(jù)以文件信息的格式保存在上位機(jī)中，按文件為單位操作；通過上位機(jī)軟件

4、控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)板命令的發(fā)送以及控制信號(hào)的接收，在功能上實(shí)現(xiàn)自檢、導(dǎo)入、導(dǎo)出、記錄、回放、刪除等功能。針對(duì)存儲(chǔ)板在雷達(dá)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)無上位機(jī)控制，采用以太網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)板的控制，NAND FLASH陣列采用循環(huán)的方式執(zhí)行“刪除—記錄—?jiǎng)h除”操作。
　　最后，本文基于實(shí)驗(yàn)室某雷達(dá)系統(tǒng)信號(hào)處理項(xiàng)目，介紹了通用高速存儲(chǔ)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成和 FPGA程序的邏輯設(shè)計(jì)。經(jīng)過大量的測(cè)試，存儲(chǔ)板各方面滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)速度高、容量大、數(shù)據(jù)可靠性高的性