32GB高速U盤系統(tǒng)中FTL算法模塊的硬件設(shè)計(jì).pdf

1、U盤是近來出現(xiàn)的一種新型便攜式存儲設(shè)備，以其大容量、低功耗、數(shù)據(jù)非易失和高I/O傳輸性能等諸多優(yōu)勢，獲得了越來越多的青睞。U盤大多采用NANDFlash作為其存儲載體，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的大容量存儲。但是NANDFlash由于自身工藝特點(diǎn)，使得主機(jī)不能直接對其進(jìn)行操作，因此產(chǎn)生了一個特殊的系統(tǒng)層，來將NANDFlash模擬成標(biāo)準(zhǔn)的塊設(shè)備，這個系統(tǒng)層稱為閃存轉(zhuǎn)換層(FlashTranslationLayer，F(xiàn)TL)。FTL算法作為U盤系統(tǒng)的核心技

2、術(shù)，不對外開放，因此研究FTL算法具有重大意義。
　　本課題設(shè)計(jì)了一種FTL算法模塊，用在U盤系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)主機(jī)與NANDFlash設(shè)備的高速通信。首先對目前存在的FTL算法進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了本課題中設(shè)計(jì)的FTL算法;接著對該算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析，將該算法分為邏輯-物理地址轉(zhuǎn)換、均衡損耗和垃圾回收這三方面;然后采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，將這三個部分設(shè)計(jì)成不同的模塊，使用Verilog硬件描述語言完成RTL代碼設(shè)計(jì);最后采用NC

3、-Verilog仿真工具完成了對RTL代碼的功能驗(yàn)證，并在Altera開發(fā)平臺上完成FPGA驗(yàn)證，通過SynopsysDesignCompiler進(jìn)行綜合與時序驗(yàn)證。通過對功能仿真結(jié)果和綜合報(bào)告的分析，表明本設(shè)計(jì)能夠完成預(yù)期的功能，在SIMC65nm工藝條件下系統(tǒng)的工作頻率可達(dá)300MHz，滿足了課題的要求。
　　本文設(shè)計(jì)的FTL算法模塊屏蔽了NANDFlash的物理特性，將NANDFlash模擬成標(biāo)準(zhǔn)的塊設(shè)備，具有良好的應(yīng)用前景