基于闪存阵列的高速存储系统设计与实现

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1、１麵财名謂似專硕士学位论文ｊ參圏基于闪存阵列的高速存储系统设计与实现作者姓名马文锐Ｓｇ｜指导教师姓名、职称苏涛教授｜懸申请学位类别工学硕士西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢人己经发表或撰写过的研宄成果；也不包含中所罗列的内容以外，论文中不包含其他一为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作已在论文中作了明确的说明并表不了谢思。的同

2、事对本研宄所做的任何贡献均一切法律责任。学位论文若有不实之处，本人承担日期导大说：：本人签名西安电子科技大学关于论文使用授权的说明：本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文公布论文的全部或部分内容，允许采用影的复印件、借阅论文；学校可以，允许查阅的论。同时本人保证，结合学位论文研宄成果完成印、缩印或其它复制手段保存论文。文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学年解密后适用本授权书。保密的学位论文在＿导师签名：：：

3、＾０本人签名＾－６．７１：日期：日期学校代码10701学号1502121024分类号TN95密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于闪存阵列的高速存储系统设计与实现作者姓名：马文锐一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：苏涛教授学院：电子工程学院提交日期：2018年6月DesignandImplementationofHighSpeedStorageSystemBasedonNandFlashArrayAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoft

4、herequirementsforthedegreeofMasterinSignalandInformationProcessingByMaWenruiSupervisor:SuTaoTitle:ProfessorJune2018摘要摘要随着现代雷达信号处理的数据量不断提高，对存储的需求与日俱增，大容量高性能存储设备已经成为当今雷达行业的关键设备，固态颗粒因其密度高、可靠性高、读写速度快等特点而成为存储市场主流。本文依托某项目的研制指标，考虑到主控芯片的并行处理能力、I/O数量、可定制化程度、传输速度等因素，本文采用FPGA作为主控芯片，完成数据的接收、处理、控制、转发等功

5、能。在底层存储架构的设计上，构建了基于NandFlash阵列的大容量高带宽存储模块，在底层NandFlash阵列的读写方式上，采用独创的片外流水结合片内交叉并行模式，大大提高了存储速率，结合静态分析软件进一步验证了硬件设计的合理性和可行性。FPGA平台上层次化存储控制器的设计是本文的核心。结合现代存储协议与相关技术的调研，本文设计的五层分化结构（物理传输层、介质统一层、存储指令层、存储链路层、用户应用协议层）实现雷达数据存储的四个过程（数据输入输出、指令翻译及转发、功能调度、用户管理）充分解耦，简要分析了其中涉及到的三项关键技术，实现了更专业的任务分工和更通用的存储架构，为

6、提高雷达存储体系的普适性和灵活性提供了便利。整个存储板卡配备了96片NandFlash颗粒，总容量高达3TB，搭载了PCIe高速接口和RapidIO通信链路，写入速率可达1.5GB/s，通过阵列控制器可视化操控界面实现记录、回放、导入、导出和文件管理等功能的灵活操作。实际项目的长时间功能测试和使用，验证了本设计的数据安全性、存取带宽、物理特性等技术指标满足项目存储研制要求。关键词：大容量固态存储，NandFlash控制器，层次化，坏块管理IABSTRACTABSTRACTWiththeincreasingamountofdatageneratedbymodernradaro

7、perations,thereisgrowingdemandfordatastorage.Largecapacity,highspeedread-writestoragedeviceshavebecomeoneofthekeyfactorofradarequipmenttoday,thesolid-statestoragewithitshighdensity,highreliability,reliablehigh-leveladvantageshavebecomethemainstreamofthemarket.