基于Flash陣列的高速存儲及可靠性設計.pdf

1、在圖像數(shù)據(jù)采集中，存儲體系需要滿足對圖像數(shù)據(jù)持續(xù)高速存儲的要求。針對某圖像信息處理器的性能測試需求，開發(fā)了圖像數(shù)據(jù)的高速并行化存儲體系。為實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的大容量、高速、高可靠、低功耗的存儲需求，本文致力于研究一種圖像數(shù)據(jù)高速存儲方法，并對高速存儲涉及的高可靠低功耗進行了深入研究。
　　首先，為了實現(xiàn)200 MB/s的持續(xù)存儲速度，借鑒流水線和并行擴展的思路，設計了一種結(jié)構(gòu)為5×8的Flash存儲陣列。以狀態(tài)機實現(xiàn)通道內(nèi)和通道間的流水

2、線設計，通過雙流水線形式的并行工作模式，充分發(fā)揮每一片NAND Flash的存儲性能以實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的持續(xù)高速存儲。
　　其次，在可靠性方面，針對Flash陣列的無效塊管理問題，提出了兩種無效塊管理方案，并分析了兩種無效塊管理方案的優(yōu)缺點，選擇了基于組合塊理念的無效塊管理方案;同時，為了解決突發(fā)無效塊對高速存儲的影響，設計了滯后重寫機制。另外，針對Flash芯片單比特翻轉(zhuǎn)造成的數(shù)據(jù)誤碼，提出了雙緩存交替的漢明碼糾錯方案，該方案在不影

3、響數(shù)據(jù)讀取速度的情況下，有效避免了Flash的單比特誤碼的產(chǎn)生。
　　最后，為了降低FPGA功耗，減少芯片發(fā)熱，提出了一種程序低功耗優(yōu)化方法，采用這種設計方法可以大幅減小內(nèi)部的邏輯資源、布線資源的使用，從而達到降低動態(tài)功耗，提高FPGA程序運行可靠性的目的。
　　通過對各項技術(shù)指標以及系統(tǒng)總體的性能進行測試，并分析得到的測試數(shù)據(jù)，設計的Flash陣列可以達到200MB/s的數(shù)據(jù)存儲速率。通過大量試驗證明，存儲體系的存儲速率以