基于Nandflash阵列的高速数据存储技术

论文摘要

论文主要介绍了一种基于Nandflash阵列的低成本多通道同步采集的高速的数据采集系统设计方案和具体实现方法。系统在数据传输过程设计中采用了DMA传输技术来获得高的传输速率,在存储方式设计中采用多片Nandflash流水线的工作方式来获得较高的存储速率与较大的存储容量。系统通过软件和硬件相结合的方式来实现整个系统控制,其中软件部分主要进行文件数据的管理和地址的运算以及有效块表的管理等工作。硬件部分通过状态机来完成控制芯片时序的产生,其中如DMA控制器以及AD状态机控制器等等都是通过硬件部分来实现的。系统采用USB接口电路实现了与PC机的数据通信。通过USB控制器将数据传输到计算机并进行相应的分析和处理。本论文首先介绍了本系统的总体设计,接着给出了数据采集系统的实现方案,并对Nandflash芯片的写、读,擦除操作,有效块表的建立与使用等进行了详细描述,最后对基于FT245R专用USB芯片的控制电路等功能模块进行了详细的描述,并给出了系统的各个模块的程序结构和通过示波器测试得到的实际引脚上信号的示波器波形。然后阐述了本系统相应的固件和应用程序的开发,最后讨论了系统的各个模块调试方法。分析并解决了调试过程当中遇到的一些问题,并分析和阐述了自己对本系统的以后的改进工作的一些建议。论述了本设计的可行性,说明本数据采集系统确实能实现低成本多通道高速数据采集与大容量存储的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外研究现状和发展动态
• 1.3 论文研究内容和章节安排
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 引言
• 2.2 系统总体设计方案
• 2.3 系统硬件电路设计
• 2.4 系统软件整体设计流程
• 2.5 硬件控制器的设计
• 第三章 系统数据采集和存储模块的设计和实现
• 3.1 Nandflash存储模块
• 3.1.1 对Nandflash的写（编程）以及DMA写操作
• 3.1.2 对Nandflash页面读以及传输文件操作
• 3.1.3 对Nandflash擦除以及格式化设备操作
• 3.1.4 Nandflash无效块表建立与使用
• 3.1.5 Nandflash的无效块识别
• 3.2 AD采集的控制
• 3.2.1 AD寄存器的配置
• 3.2.2 AD的采集与读取
• 第四章 基于FT245R芯片的接口电路设计
• 4.1 FT245R芯片简介
• 4.2 FT245R与微控制器的接口电路设计
• 4.2.1 硬件电路设计
• 4.2.2 AVR微控制器的软件设计
• 4.3 PC机端软件设计
• 第五章 系统的调试及性能分析
• 5.1 AVR的设计与调试
• 5.2 CPLD的设计与调试
• 5.3 USB芯片调试
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢