Flash陣列存儲(chǔ)技術(shù)研究.pdf

1、Flash陣列存儲(chǔ)技術(shù)作為高速大容量存儲(chǔ)領(lǐng)域的最新發(fā)展方向，是隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件在固態(tài)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成熟應(yīng)用中發(fā)展起來(lái)的。相對(duì)于傳統(tǒng)磁盤設(shè)備，它具有極好抗震性、可靠性和耐高溫高壓等特點(diǎn)，因此具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。近些年來(lái)，隨著航空航天及軍事領(lǐng)域?qū)Υ鎯?chǔ)設(shè)備要求的提高，基于NAND Flash搭建的Flash陣列系統(tǒng)已成為各類重要項(xiàng)目中的主要數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式之一。
　　本文首先介紹了Flash芯片的選型，并通過(guò)對(duì)NOR和NAND技術(shù)進(jìn)行

2、詳細(xì)的分析比較，給出了Flash陣列的總體架構(gòu)模型。然后，通過(guò)對(duì)NAND Flash性能的分析，說(shuō)明了NAND Flash控制核的設(shè)計(jì)方法，以此為基礎(chǔ)，詳細(xì)闡述了利用FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash陣列控制的總體設(shè)計(jì)思路，利用模塊化設(shè)計(jì)思想將FPGA的功能分為數(shù)據(jù)緩沖、指令譯碼、狀態(tài)機(jī)以及多路選擇四個(gè)功能模塊，并給出了各部分功能模塊的具體實(shí)現(xiàn)方法、模塊間的連接設(shè)計(jì)等。通過(guò)對(duì)Flash芯片中壞塊特點(diǎn)的研究，引入了ECC校驗(yàn)以及壞塊管理部分，并給出

3、了具體實(shí)現(xiàn)方案。隨后對(duì)提升Flash芯片性能的兩種算法進(jìn)行了介紹，包括均衡損耗算法和垃圾回收算法兩部分內(nèi)容，針對(duì)目前文件系統(tǒng)中均衡損耗部分存在的不足，設(shè)計(jì)出了一種結(jié)合兩種算法優(yōu)點(diǎn)的綜合算法，并給出了相應(yīng)實(shí)現(xiàn)方案。
　　最后，本文對(duì)Flash陣列各部分功能進(jìn)行了全面的性能仿真；同時(shí)對(duì)JFFS2以及YAFFS文件系統(tǒng)中均衡損耗部分功能進(jìn)行測(cè)試，對(duì)綜合算法進(jìn)行系統(tǒng)的仿真計(jì)算，并將得出的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：FPGA功能模塊部分