基于PXIe總線的高速存儲(chǔ)陣列設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在無線電監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，檢測(cè)和捕獲瞬態(tài)信號(hào)是工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，因而高帶寬、大容量的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)器就扮演著非常重要的角色。本文設(shè)計(jì)中以實(shí)驗(yàn)室頻譜儀中頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為技術(shù)指標(biāo)，存儲(chǔ)介質(zhì)采用NAND Flash，控制單元采用FPGA來實(shí)現(xiàn)。為了保證存儲(chǔ)的帶寬和容量需求，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)4*4的存儲(chǔ)陣列。為了方便存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可以回放到上層軟件中進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)中采用了PXIe高速總線接口。
　　本文主要研究了在FPGA中PXIe總線的高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的實(shí)現(xiàn)以

2、及NAND Flash陣列控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在PXIe總線協(xié)議的實(shí)現(xiàn)過程中，詳細(xì)介紹了PXIe協(xié)議中的PIO配置，DMA傳輸方式以及中斷控制等模塊功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；在NAND Flash陣列控制器的實(shí)現(xiàn)過程中，介紹了NAND Flash接口控制器和壞塊管理模塊以及ECC模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文通過對(duì)NAND Flash壞塊產(chǎn)生原因進(jìn)行了總結(jié)，采用了位檢索壞塊的存儲(chǔ)方案來提高壞塊映射表的存儲(chǔ)速度；采用了滑動(dòng)窗口的壞塊查找方案來提高壞塊查找

3、速度；采用了滯后回寫方案來改善突發(fā)壞塊對(duì)讀寫速率的影響；采用了Hamming碼中嵌入BCH碼的方案來解決MLC型NAND Flash在使用過程中出現(xiàn)多位翻轉(zhuǎn)的問題。為了驗(yàn)證基于PXIe總線的存儲(chǔ)陣列的性能，做了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，首先對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了單獨(dú)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明：上層通過PXIe總線對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行DMA讀操作的速率可達(dá)12.5Gb/s，而且中斷觸發(fā)響應(yīng)及時(shí)；NAND Flash陣列控制器工作在流水線方式時(shí)，測(cè)得NAND Flash的傳輸速