基于閃存的星載大容量存儲(chǔ)器的研制.pdf

1、空間飛行器的數(shù)據(jù)記錄設(shè)備是衛(wèi)星及其他航天設(shè)備進(jìn)行信息獲取、信息融合、信息傳輸和信息處理的關(guān)鍵設(shè)備之一.大容量、高速度、高密度、低功耗、低成本、高可靠性和靈活性一直都是星上記錄設(shè)備的信息存儲(chǔ)技術(shù)的主要研究內(nèi)容和追求目標(biāo).近年來,隨著電子技術(shù)的發(fā)展和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器密度的不斷提高,以DRAM和FLASH為主的固態(tài)大容量存儲(chǔ)器逐漸取代了早期星上的磁記錄設(shè)備而成為空間飛行器數(shù)據(jù)記錄的主流方案.基于FLASH(閃速存儲(chǔ)器)的固態(tài)大容量存儲(chǔ)器具有容量密

2、度大、體積小、功耗低、成本低、掉電數(shù)據(jù)不丟失、抗震動(dòng)和沖擊、溫度適應(yīng)范圍寬等特點(diǎn),因而受到了航天領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注.但是由于FLASH的寫入(編程)速度慢、存在無效塊等問題,使要將其應(yīng)用于星載大容量存儲(chǔ)器,亟待解決以下幾個(gè)問題:(1)如何有效地提高閃存的編程和擦除速度;(2)如何標(biāo)識(shí)和旁路初始和使用過程中出現(xiàn)的無效塊,并有效地管理大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器.在認(rèn)真深入地調(diào)研了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究資料后,該論文依據(jù)國際上研制大容量存儲(chǔ)器的先

3、進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),針對(duì)以上關(guān)鍵問題,設(shè)計(jì)出了一種容量為32Gbits的基于閃存的星載大容量存儲(chǔ)器.該設(shè)計(jì)方案采用了流水線和并行技術(shù),配以快速FIFO緩存的方式取代了直接對(duì)FLASH進(jìn)行編程的方式,極大地提高了閃存芯片存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的速率;采用FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主要控制邏輯,集成度高、靈活性好、速度快;采用基于386EX的嵌入式系統(tǒng)及基于Vxworks的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),取代單片機(jī)系統(tǒng)及其編程,提高了系統(tǒng)的整體性能,減輕了硬件設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān),且使