基于PXIe總線的高速存儲陣列設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在無線電監(jiān)測領(lǐng)域，檢測和捕獲瞬態(tài)信號是工作中的重點和難點，因而高帶寬、大容量的實時存儲器就扮演著非常重要的角色。本文設(shè)計中以實驗室頻譜儀中頻數(shù)據(jù)存儲為技術(shù)指標(biāo)，存儲介質(zhì)采用NAND Flash，控制單元采用FPGA來實現(xiàn)。為了保證存儲的帶寬和容量需求，本文設(shè)計了一個4*4的存儲陣列。為了方便存儲數(shù)據(jù)可以回放到上層軟件中進(jìn)行分析，設(shè)計中采用了PXIe高速總線接口。
　　本文主要研究了在FPGA中PXIe總線的高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的實現(xiàn)以

2、及NAND Flash陣列控制器的設(shè)計與實現(xiàn)。在PXIe總線協(xié)議的實現(xiàn)過程中，詳細(xì)介紹了PXIe協(xié)議中的PIO配置，DMA傳輸方式以及中斷控制等模塊功能的設(shè)計與實現(xiàn)；在NAND Flash陣列控制器的實現(xiàn)過程中，介紹了NAND Flash接口控制器和壞塊管理模塊以及ECC模塊的設(shè)計與實現(xiàn)。本文通過對NAND Flash壞塊產(chǎn)生原因進(jìn)行了總結(jié)，采用了位檢索壞塊的存儲方案來提高壞塊映射表的存儲速度；采用了滑動窗口的壞塊查找方案來提高壞塊查找

3、速度；采用了滯后回寫方案來改善突發(fā)壞塊對讀寫速率的影響；采用了Hamming碼中嵌入BCH碼的方案來解決MLC型NAND Flash在使用過程中出現(xiàn)多位翻轉(zhuǎn)的問題。為了驗證基于PXIe總線的存儲陣列的性能，做了兩個實驗，首先對各個模塊進(jìn)行了單獨測試，測試結(jié)果表明：上層通過PXIe總線對存儲器進(jìn)行DMA讀操作的速率可達(dá)12.5Gb/s，而且中斷觸發(fā)響應(yīng)及時；NAND Flash陣列控制器工作在流水線方式時，測得NAND Flash的傳輸速