论文摘要
数据采集存储系统是现代电子系统的重要组成部分,在通信、雷达、航天等领域都有着广泛的应用。随着半导体技术的发展,固态存储器以其优异的性能逐渐成为数据存储系统的首选存储介质。本文致力于研究并实现一种基于NAND型FLASH的高速大容量固态存储系统,解决雷达系统中高速海量数据的存储问题。本文首先对高速大容量存储系统的研究现状和发展趋势做了分析,提出并设计一款基于NAND型FLASH的高速大容量存储板卡。该板载有96片NAND型FLASH,从而实现单板384GB的存储容量,并采用FPGA进行多片存储体并行读写来提高读写带宽,使得大容量高带宽的存储板得以实现。该板在结构上采用了基于CompactPCI总线的6U标准板型,实现了板卡的标准化和模块化。然后研究实现基于NAND型FLASH板卡的采集存储系统。该系统包含八块存储板卡,实现3TB的存储容量和4.5GB/s的写入带宽。系统内还带有两块双通道ADC板卡和一块DSP板卡,使得系统能够实现数据采集、存储、转存和擦除的完整功能。文中还对存储系统的主控软件进行了详细的分析和设计。最后对本文的研究内容和成果做了总结,并对今后的研究方向作了展望。
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 课题背景与研究意义1.2 高速大容量存储系统研究现状1.2.1 国内研究现状1.2.2 国外研究现状1.3 高速大容量采集存储系统发展趋势1.3.1 存储介质1.3.2 存储容量1.3.3 体系结构1.3.4 可靠性措施1.4 本文的研究内容第二章 NAND 型 FLASH 高速大容量存储板卡的设计2.1 设计需求2.2 总体硬件设计2.2.1 总体架构设计2.2.2 存储介质的选型2.2.2.1 半导体存储技术2.2.2.2 FLASH 芯片的分类与比较2.2.3 主控芯片的选型2.2.4 外部接口设计2.2.4.1 PCI 接口设计2.2.4.2 自定义接口设计2.3 NAND 控制逻辑设计2.3.1 并行操作2.3.2 流水操作2.3.3 坏块解决方法2.4 性能参数2.5 本章小结第三章 基于 NAND 型 FLASH 板卡的采集存储系统硬件设计3.1 设计需求3.2 系统总体设计3.2.1 设备组成3.2.2 数据流3.2.3 系统结构3.3 采集模块设计3.3.1 ADC 设计3.3.2 时钟设计3.4 存储模块设计3.5 转存模块设计3.6 本章小结第四章 基于 NAND 型 FLASH 板卡的采集存储系统软件设计4.1 软件需求分析4.2 软件总体设计4.2.1 PCI 驱动程序设计4.2.1.1 WDM 设备驱动程序4.2.1.2 基于Windriver 的WDM 驱动程序设计4.2.2 数据库设计4.2.2.1 Visual C++的数据库开发技术4.2.2.2 ODBC 数据库互联技术4.2.2.3 Visual C++的ODBC 控制技术4.2.2.4 基于ACCESS 的数据库设计4.3 软件详细设计4.3.1 数据观测4.3.1.1 工作流程4.3.1.2 关键技术4.3.2 数据存储4.3.2.1 工作流程4.3.2.2 关键技术4.3.3 数据转存4.3.3.1 工作流程4.3.3.2 关键技术4.3.4 数据擦除4.3.4.1 工作流程4.3.4.2 关键技术4.4 本章小结第五章 总结与展望5.1 研制工作总结5.1.1 测试结果5.1.2 论文主要贡献与成果5.2 下一步工作展望5.2.1 存储容量提升5.2.2 板间接口改进5.2.3 NAND 组织结构5.3 结束语致谢参考文献硕士研究生期间发表的论文附录一附录二
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