王帅[1]2011年在《某系统大容量数据存储器设计》文中进行了进一步梳理大容量、低功耗、高速、高密度、低成本的信息记录存储技术是卫星以及其他航空航天设备获取信息、融合信息、传输信息和处理信息的关键部件之一。该项技术也可以应用于其他许多科研领域。早期,大量的数据记录工作主要是靠磁带机完成,直到二十世纪八十年代末期和九十年代初期,各航天大国才逐渐开始研究和使用磁盘、磁光盘和固态记录器。随着电子技术的飞速发展以及半导体存贮器存储密度的提高,人们普遍认为以FLASH、DRAM为主的固态大容量数据存储器无疑是解决数据记录存储的主流方案。如果要设计一个满足要求的大容量存储器,来解决海量的数据存储的问题,首先必须解决以下的一些技术关键：第一是如何构造大容量数据存储器并对其进行有效的管理；第二是如何提高数据的输入输出速率；第叁是如何提高大容量存储器的安装密度以减少体积和重量；第四是如何降低大容量存储器的维持功耗；第五是研究针对大容量存储器的更有效的纠错编码技术。本文中以大容量存储测试系统宏观设计原则和系统状态设计理论为指导,设计和研究了某系统高速大容量数据存储器。该系统主要完成车载实验过程中12路振动、4路冲击、4路噪声信号的测量和存储任务,对这些参数进行采集、存储、编码,并且能够将数据信息长时间保持,用于事后回收读取数据。在认真深入的调研了国内外最新相关资料,详细的分析了应用需求后,本文根据国际上研制大容量存储器的先进经验和技术,结合国内的实际情况以及FLASH的技术特点,提出了一种基于FLASH的高速大容量数据存储器的设计与实现方案,设计中采用了流水线操作和并行扩展技术,使用高性能FIFO缓冲高速数据流的波动,用单片FPGA实现了系统控制逻辑。该方案采用了模块化的设计思想,具有可移植,易扩展的特点。
雷磊[2]2008年在《NAND型FLASH海量存储系统的设计与实现》文中认为数据采集存储系统是现代电子系统的重要组成部分,在通信、雷达、航天等领域都有着广泛的应用。随着半导体技术的发展,固态存储器以其优异的性能逐渐成为数据存储系统的首选存储介质。本文致力于研究并实现一种基于NAND型FLASH的高速大容量固态存储系统,解决雷达系统中高速海量数据的存储问题。本文首先对高速大容量存储系统的研究现状和发展趋势做了分析,提出并设计一款基于NAND型FLASH的高速大容量存储板卡。该板载有96片NAND型FLASH,从而实现单板384GB的存储容量,并采用FPGA进行多片存储体并行读写来提高读写带宽,使得大容量高带宽的存储板得以实现。该板在结构上采用了基于CompactPCI总线的6U标准板型,实现了板卡的标准化和模块化。然后研究实现基于NAND型FLASH板卡的采集存储系统。该系统包含八块存储板卡,实现3TB的存储容量和4.5GB/s的写入带宽。系统内还带有两块双通道ADC板卡和一块DSP板卡,使得系统能够实现数据采集、存储、转存和擦除的完整功能。文中还对存储系统的主控软件进行了详细的分析和设计。最后对本文的研究内容和成果做了总结,并对今后的研究方向作了展望。
赵亚慧[3]2015年在《光学遥感相机数据存储系统设计与实现》文中提出近年来,随着我国经济的发展和国家财政实力的增强,航空航天事业迅速发展。我国航空航天电子技术的发展也日趋成熟,光学遥感相机的数据采样率日益增长。为了将大量原始图像数据进行实时、稳定地存储,光学遥感相机数据存储系统的容量也越来越大、数据存储速度越来越高。另外,在复杂并且恶劣的空间环境下,必须要保证光学遥感相机数据存储系统正常工作,以及原始数据的正确存储。基于光学遥感相机数据存储系统工作环境的特殊性,还需要考虑数据存储设备的功耗、体积、抗震性等各个方面的因素。本课题首先从光学遥感相机数据存储系统的具体技术指标出发,完成了数据存储系统的总体结构的设计,采用FPGA作为主控制核心、控制NAND Flash数据存储阵列的方案。在整体方案中,引入Flash阵列高速存储关键技术,包括two-plane编程操作技术、并行技术以及流水线技术等来提高NAND Flash数据存储阵列的编程速度。在此基础上,光学遥感相机数据存储系统引入数据纠错编译码技术,保证存储数据的正确性,设计了8位并行的BCH编码器及译码器,其纠错能力为每8Kb的数据能纠正32bit的错误。测试实验结果表明,本文设计的光学遥感相机数据存储系统能够完成大量数据的高速记录工作,具体可操作性强,且系统数据存储容量、数据编程速率以及数据误码率等各项性能符合技术指标要求。
洪应平[4]2011年在《高速图像数据固态存储器的研制》文中提出在航天测控领域,遥测系统针对传统的压力,温度等物理量的测量已经不能满足测试要求,图像测试技术已经被广泛应用于航天测控系统。利用图像的高实时性及现场特征,可以实现还原真实的飞行过程中的飞行状态。针对图像信号传输的高速,大容量数据特征,对图像数据进行存储的大容量固态存储器成为测控系统的迫切需要。本文所设计的图像固态数据存储器,能够对系统要求的高码流图像数据进行实时存储,在事后能够将数据从存储模块读出,进行图像数据解码和图像还原。本文所设计的图像数据固态存储器,使用Xilinx公司生产的Sprtan-3AN系列XC3S200AN型号FPGA为中控逻辑单元,使用叁星公司生产的K9WBG08U1M型Flashmemory作为存储模块的核心存储芯片,搭建了固态存储器的硬件平台。来对图像数据固态存储器系统设计的可行性进行验证。本文针对图像数据固态存储器的工作模式及方案设计,详细介绍了固态存储器的硬件平台及中控逻辑模块FPGA的时序设计。首先针对国内外固态存储器的研究特点,提出了固态存储器的总体设计方案,包括图像采集模块,FLASH存储模块、高速缓存模块以及系统控制模块的设计。其中FLASH存储模块与高速缓存模块是整个固态存储器工作的关键。在文章的最后对系统调试以及可靠性设计及测试方面做了系统介绍。针对设计上的一些技术难点和调试过程中的问题,作者提出了自己的实际建议和解决办法。
李刚[5]2005年在《合成孔径雷达高速固态数据存储器研究》文中提出合成孔径雷达(简称SAR)由于全天时、全天候、高分辨率的特点在军事和民用领域得到了越来越广泛的应用。目前,各个国家都在积极开展多频率、多极化、具有全数字实时成像功能和更高分辨率的新一代合成孔径雷达研究。在SAR技术飞速发展的同时,人们也越来越意识到SAR数据的处理和存储在整个SAR技术中的重要地位。随着SAR系统中数据量的不断增加,研制一种数据存储和回放速度更快、存储容量更高、可靠性和安全性更强、对工作环境的要求更低的存储器就成了非常紧要和重要的任务。 本文始终以SAR数据存储器的研究为中心,首先对合成孔径雷达的技术概况、发展历史以及现状做了简要介绍。然后根据存储介质的不同,分别对目前各种比较流行的数字数据存储技术进行了介绍,并比较了各种数据存储技术的优缺点,其中重点介绍了闪存芯片。最后,通过对以闪存芯片做基本存储介质的固态存储系统的传统组成原理局限性的分析,开发出了一种新的高速固态数据存储系统。 本文中提出的高速固态数据存储系统采用了模块化的设计,将各个功能细分为不同的功能模块。在对存储模块的控制流程方面,系统采用了并行操作与流水操作相结合的控制方式,控制电路与数据流相互独立,从而提高了整个固态盘系统的工作性能,而且,系统中数据验证模块和数据备份模块的存在进一步提高了整个系统在数据可靠性和安全性方面的性能。 与传统的固态数据存储系统相比,本文提出的高速固态数据存储系统具有操作速度快,模块化、可靠性高等特点。 本文针对所提出的高速固态数据存储系统的特点,进一步提出了该系统的典型扩展方案,该方案可以作为未来固态盘系统设计的参考,通过使用该方案,整个固态盘系统的性能可以获得进一步的提升。
都文超[6]2011年在《星载高速大容量存储器的设计与实现》文中认为数据存储设备是航天领域的关键设备之一,是各类航天设备进行数据采集、存储以及在轨处理的重要的支撑平台。容量大、速度快、功耗低、抗辐照和可靠灵活一直都是星载数据存储设备的主要研究方向和目标。随着航天科技的发展,以FLASH为主要存储介质的大容量固态存储设备已经成为当今航天设备数据存储的主流方案之一。本文依托国家863计划某重大项目课题,研究目标为基于FLASH存储介质的星载高速大容量固态存储器的设计与实现。该存储器具有大容量、高速率、非易失以及低功耗等特点,系统结构采用标准化、模块化设计,具有可移植、可扩展的特性,满足不同任务需求。本文首先分析了国内外相关领域现状以及发展趋势,采用FLASH芯片作为基本存储介质,以FPGA为存储阵列控制核心,设计出了一种容量为1Tbits的星载高速大容量存储器。该设计方案采用了多级流水线以及数据并行处理技术,提高了读写速度,并采用基于PowerPC的嵌入式系统对FLASH芯片坏块进行处理,提高了系统整体性能,减轻了硬件设计负担。本课题的预研成果为实际研制应用于星载的高速大容量存储器以及有人参与的大规模空间应用奠定了坚实的基础,具有较好的指导和借鉴意义。
王珺[7]2006年在《高速大容量固态存储系统的实现与应用》文中提出高速、大容量、高密度、低功耗、低成本的现代信息存储系统是高速数据采集和其它应用中非常关键的部件之一,它主要包括数据的存取以及对存储器的控制和管理。早期的存储器有海量数据记录磁带机,随后出现了磁盘、磁光盘和固态记录器。随着电子技术的发展,半导体存储器密度的提高,以DRAM、FLASH为主的固态大容量数据存储器已经成为主流。本文采用大容量的固态存储芯片闪存作为存储介质,通过现场可编程门阵列作为存储阵列的控制器,成功实现了数据采集过程中相对低速的FLASH存储器对高速和超高速实时数据的存储,并通过计算机增强型并行口实现对存储器的数据读取。FPGA既作为高速输入数据传输到FLASH中间的缓存,又实现对存储器的读写及擦除等操作时序的控制,充分体现了FPGA可编程和节省外部硬件资源的优点。针对高速数据的输入,采用了多级流水的技术。文中首先介绍了整个存储系统的组成、FPGA的内部设计,然后讨论了模数变换、高速缓存、EPP协议及其应用,最后介绍了系统的调试、调试过程中遇到的问题及解决办法和测试结果。本系统具有实用性和通用性,为今后在此方面的研究奠定了基础,积累了丰富的经验。
王丽娟[8]2016年在《基于SATAⅡ固态硬盘的高速数据存储器的研究与设计》文中认为近年无论是军事的航天遥测领域,还是民用的大数据传输领域,都经历着高速和大容量数据的改革,千兆万兆光纤通信技术已经进入千家万户。在此背景下,人们对数据传输速度、存储容量的要求越来越高,对信号处理的实时性要求也越来越苛刻。本课题在符合大环境要求下,针对遥测领域对数据存储的大容量、高速以及高可靠性的要求,设计了一款便携式高速数据存储器。课题选择的主控核心选择Xilinx公司提供的高性价比的Spartan-6系列FPGA,前端数据采用高带宽x1通道的PCI-Express作为传输总线。为了匹配数据的跨时钟域传输,选用DDR3-SDRAM作为遥测数据的高速数据缓存器。课题方案把存储数据存储至以高速串行收发器为物理底层的SATA II固态硬盘,克服了传统大容量存储器的体积大、并行传输速度慢的劣势。由于目前SATA II主控制器的实现多采用SOPC(可编程片上系统)操作,为了节约开发成本以及方便操作,提出了一种不依赖于操作系统的SATA II主控操作方式,并实现了SATA II固态硬盘数据存储。同时完成了DDR3控制数据的缓存和PCI-E总线DMA控制数据传输。课题对各个模块进行了硬件设计,并在此平台上完成了各模块主控器的逻辑设计。设计完成后,在搭建的测试平台上,利用IBERT、Chipscope等调试工具对SATA II、PCI-E链路进行了数据传输正确性和速度的测试,并对DDR3模块进行了存储测试,最后通过上位机控制完成系统的固态硬盘的数据读写。结果显示,系统可以达到设计指标要求的存储量达到120GB,速率达到1Gb/s。论文依据完成的工作情况详细阐述了各部分的工作原理以及设计流程。
齐正华[9]2001年在《高速大容量数据存储器的研制》文中研究说明高速、大容量、高密度、低功耗、低成本的信息存储技术是卫星及其他航天设备信息获取、信息融合、信息传输和信息处理中的关键部件之一。早期星上海量数据记录主要是使用磁带机，直至八十年代末和九十年代初各航天大国才开始研究使用磁盘、磁光盘和固态记录器。随着电子技术的发展，半导体存贮器密度的提高，因而普遍认为以DRAM、FLASH为主的固态大容量数据存储器无疑是解决空间飞行器数据记录的主流方案。要设计一个满足要求的大容量存储器，以解决侦察卫星、飞船等海量数据存储的问题，必须首先解决以下一些技术关键：1）如何构造大容量数据存储器并对其进行有效的管理；2）如何提高数据的输入输出速率；3）如何提高大容量存储器的安装密度以减少体积和重量；4）如何降低大容量存储器的维持功耗；5）研究针对大容量存储器的更有效的纠错编码技术。在认真深入调研了国外最新的相关资料后，本论文根据国际研制大容量存储器的经验和先进技术，结合国内实际情况，设计出一种新型的高速大容量存储器。该设计方案采用FLASH代替原来使用的DRAM，提高了存储器密度，并改善了对存储区的管理；它采用嵌入式系统取代以前的单片机系统，提高了安装密度，简化了硬件设计，增进了整体性能；另外，它采用PCI总线取代ISA总线，极大的提高了数据传输速率。同时，随着新技术新产品的不断涌现，大容量存储器的设计指标也在不断提高、设计技术也将在不断更新之中。
孙长胜[10]2011年在《高速摄影系统中海量数据存储器研究》文中研究表明高速摄影系统在航空航天科技、弹道轨迹研究以及超高质量电影拍摄设备领域获得了广泛的应用。高速海量数据存储器,作为高速摄影系统的数据存储部分,一般拥有速度高,容量大、体积小、重量轻、耗电省、掉电数据不丢失等特点。高速海量数据存储器的性能的优劣直接影响到图像采集前端的采集到目标数据能否正确及时的到达后面数据分析人员的手里,也决定了科研的成败。因此,高速海量数据存储器的研发也越来越被各大相机生产厂商以及科研机构重视。本文首先研究了国内外现状和国内外主流技术,分析了国内外研发的差异和侧重点,在综合了现有的几种存储介质的各项性能指标后,采用了一种基于NAND Flash Memory存储芯片阵列和FPGA控制芯片的存储器设计方法。在单片存储芯片速度较低的情况下提出了基于并行总线流水操作的方法,该方法极大的提高了存储器整体存储速度和容量,并设计了实验板对相关理论予以验证。本文主要工作是设计实验板对实现高速海量存储提出的相关技术予以验证。整个设计硬件部分主要是完成了以下几个模块的设计:Camera Link完整配置下的接口电路设计、USB接口控制芯片电路设计,NAND Flash阵列数据存储器的电路设计以及主控芯片FPGA电路设计。在逻辑代码部分,使用Verilog硬件描述语言在FPGA上主要完成了Camera Link口的高速数据输入、NAND Flash上的数据的存储和读取、NAND Flash内部坏块的处理以及USB接口的数据输出。本次设计的创新点在于根据所选择的NAND Flash芯片的本身特性上,将并行流水操作用于对该存储介质的操作,极大的提高了数据存储速度。采用了针对所选NAND Flash的坏块处理方法也降低了对主控芯片的压力,优于其他坏块处理方法。采用了基于NAND Flash的ECC数据校验方式,提高了数据的安全性。实验板的实验结果以及逻辑设计仿真表明,本文中提到的各项技术能够实现高速海量数据的存储任务。
参考文献：
[1]. 某系统大容量数据存储器设计[D]. 王帅. 中北大学. 2011
[2]. NAND型FLASH海量存储系统的设计与实现[D]. 雷磊. 北京理工大学. 2008
[3]. 光学遥感相机数据存储系统设计与实现[D]. 赵亚慧. 中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所). 2015
[4]. 高速图像数据固态存储器的研制[D]. 洪应平. 中北大学. 2011
[5]. 合成孔径雷达高速固态数据存储器研究[D]. 李刚. 中国科学院研究生院（电子学研究所）. 2005
[6]. 星载高速大容量存储器的设计与实现[D]. 都文超. 西安电子科技大学. 2011
[7]. 高速大容量固态存储系统的实现与应用[D]. 王珺. 西安电子科技大学. 2006
[8]. 基于SATAⅡ固态硬盘的高速数据存储器的研究与设计[D]. 王丽娟. 中北大学. 2016
[9]. 高速大容量数据存储器的研制[D]. 齐正华. 中国科学院空间科学与应用研究中心. 2001
[10]. 高速摄影系统中海量数据存储器研究[D]. 孙长胜. 电子科技大学. 2011