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标题: 基于DMA的高速数据闪存阵列的设计方案 [打印本页]

作者: 520503 时间: 2014-4-3 15:04 标题: 基于DMA的高速数据闪存阵列的设计方案

关键字：DMA 闪存 NAND FLASH
1.引言
NAND FLASH由于其存储的容量大，小体积，同时读写速度快，外围电路简单而成为现在存储应用中的主流产品。但NAND FLASH的写操作比较特殊，在存储数据时要先写入存储命令和存储地址，编程时不能对其执行任何操作。传统的由单片机作为核心的采集采用查询的方式对NAND FLASH进行编程，不仅操作复杂，而且减慢了存储速度。

为此设计了一种基于DMA传输方式的高速存储阵列。采用DMA方式实现了对命令和地址的传输，并实现流水线存储过程，加快了存储速度。而且系统以FPGA为平台，集成度高，具有灵活的总线宽度，拓宽了存储阵列的应用环境。

2.系统结构

数据存储系统结构如图1所示，包括以下3个部分：

(1)FPGA,数据存储系统的核心，集成度高，功耗低，内部嵌有总线结构灵活，并行处理能力强的软处理器核MICROBLAZE,并有用户自定义的IP核，可以实现对闪存阵列的控制和数据的正确存储，而且可以将阵列中存储的数据上传到电脑，进行数据的后期处理。

(2)存储阵列：系统采用4×4阵列形式，由SAMSUNG公司的K9NBG08U5A搭建而成。构建闪存阵列时，所有FLASH使用相同的控制信号；同一列的FLASH的片选信号相同，但数据通道不同；同一行的FLASH的片选信号不同，而数据通道相同。

(3)USB接口：上位机和存储系统的交互通过USB接口进行，上位机将命令和配置信息通过USB接口传入FPGA,使FPGA内部的 MICROBLAZE执行相应的操作。数据回读时通过USB接口将数据传回上位机。本设计采用FTDI公司的FT245R作为上位机与FPGA通信的USB接口芯片。使用FTDI公司提供的D2XX驱动程序，最快的传输速率高达1MBps。

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