固态硬盘的研究与应用

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1、论文题目固态硬盘的研究与应用工程领域软件工程指导教师罗克露教授作者姓名袁飞学号200430609063分类号密级注1UDC学位论文固态硬盘的研究与应用（题名和副题名）袁飞（作者姓名）指导教师姓名罗克露教授电子科技大学成都黄秀琼高工四川九成信息技术公司成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2010.3论文答辩日期2010.5学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2010年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号独创性声明本人声明所呈交的

2、学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示致谢。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编

3、入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要固态硬盘（SolidStateDisk或SolidStateDrive），也称作电子硬盘或者固态电子盘，是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。由于固态硬盘没有普通硬盘的旋转介质，因而抗震性极佳。其芯片的工作温度范围很宽（-40~85摄氏度）。目前广泛应用

4、于军事、车载、工控、视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、航空等、导航设备等领域。目前由于成本较高，正在逐渐普及到DIY市场。文中对如何设计、实现SSD进行了分析，对SSD的整体框架、Flash管理模块、初始化模块、Cache管理模块做了详细分析。SSD硬件主要由五个部分组成：接口芯片、FPGA、CPU、SDRAM、FLASH。SSD软件大致分为这样几个模块：接口模块、Cache管理模块、异常处理模块、Flash管理模块、初始化模块、重建模块、掉电模块、交换块管理模块、损耗均衡模块等。初始化模块为系统运行提供全局参数，

5、准备必备的数据，所有需要保存的数据都是存放在Flash中，系统运行时从Flash中读入，初始化模块是对系统运行时初始化，运行时初始化在系统运行开始时将Flash中的参数信息读出，组织内存中的数据。要了解运行时初始化，首先需要了解出厂信息分布，全局参数在Flash中的分布情况及存放具体的位置，以及各个参数存放的详细说明。Cache管理模块的主要功能是采用速度快的SDRAM来管理Flash阵列中的数据，提高SSD响应主机命令的速度，实现数据的快速读写操作，以及维护Cache中的数据与Flash阵列中的数据的一致性等。CACHE

6、节点有三种状态：读、写与FLUSH。硬件结构由ATA接口，控制器与Flash芯片阵列组成。ATA接口负责数据，命令的收发，协议的转换，其管理模块处理来自主机的ATA命令，解析并对相关寄存器赋值，供CPU处理器解读。控制器以数据控制器为中心，连接各个模块。CPU解读ATA协议后调用相关的管理模块进行数据处理。最后，本文对固态硬盘的测试项目进行了分析，说明了固态硬盘的测试环境和工具，并从性能测试和可靠性测试方面对SSD进行了全面的测试，能有效指导固态硬盘测试工作的开展。I摘要关键词：固态硬盘，SSD，Cache管理模块，Fla

7、sh管理模块，初始化，测试IIABSTRACTABSTRACTSSD(SolidStateDiskorSolidStateDrive),alsoknownaselectronicharddiskorsolid-stateelectronics,solidstatebythecontrolunitandmemoryunit(DRAMorFLASHchip)composedoftheharddisk.Solid-stateharddriveinterfacespecificationanddefinition,function

8、andusageofordinaryharddrivewiththesameshapeandsizeofproductisalsoconsistentwiththeordinaryharddisk.Asthesolid-stateharddiskdriveswithoutregularrotationo