检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：吴录辉合肥工业大学

学位级别：硕士

随着集成电路行业的蓬勃发展,人们对存储速度和容量的要求越来越高。闪存凭借其传输速度快、容量大、功耗低等特点成为人们的首要选择,但闪存颗粒的磨损消耗一直影响存储器的寿命。常见的磨损均衡算法和闪存控制器是分开工作的,频繁且... 详细信息

随着集成电路行业的蓬勃发展,人们对存储速度和容量的要求越来越高。闪存凭借其传输速度快、容量大、功耗低等特点成为人们的首要选择,但闪存颗粒的磨损消耗一直影响存储器的寿命。常见的磨损均衡算法和闪存控制器是分开工作的,频繁且耗时的交互带来严重的性能开销。此外基于C语言实现的算法和软件仿真,由于缺乏准确的硬件模型和丰富的测试用例,导致仿真结果不够准确。为此,本文提出了用硬件描述语言实现磨损均衡算法和硬件仿真环境,降低性能开销的同时,减少软件仿真与实际的偏差;并搭建UVM验证平台模仿上位机的操作命令,确保硬件设计的功能全部实现。本文主要工作包括:(1)针对软件层磨损均衡算法和硬件控制器交互产生的性能消耗,本文提出了基于硬件控制器实现的磨损均衡算法,将软件与硬件之间不可控的时间开销变成硬件内部可控的时序进行分析;仿真表明,合并后的控制器同时具备算法和控制器的功能。(2)针对软件仿真中硬件模型准确性低的问题,本文基于闪存芯片阵列搭建了存储模型,用于记录闪存芯片中的页编程和块擦除操作,能够清晰体现每个时间段的磨损次数以及平均值;而且为后续控制器的综合实现打下基础。仿真表明参与磨损均衡的块,其磨损次数趋近相同,即算法将磨损系数平摊给每个闪存块。(3)本文提出用UVM验证平台模仿上位机命令,来确保设计的正确性。在设计测试项、功能验证项和断言验证项的指导下,实现了一份功能覆盖率100%的验证报告;其中使用虚拟序列编写测试用例,能在短时间内提高验证效率,且每次操作产生的数据流都在计分板中比对正确。最终全面的验证报告表明了硬件设计的正确性。

关键词：磨损均衡算法闪存转换层通用验证方法学(UVM) 覆盖率 NAND闪存

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基于YAFFS2文件系统磨损均衡算法的实现和优化

基于YAFFS2文件系统磨损均衡算法的实现和优化

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作者：韩金阳中国科学院大学

学位级别：硕士

NAND Flash的应用越来越广泛，对容量的需求也在不断地增加。YAFFS2文件系统作为NAND Flash的专用文件系统在嵌入式开发和安卓设备上也被普遍使用。但是NAND Flash每一块的擦除次数都存在上限，一旦达到最高值，即磨穿(wear out)，该块... 详细信息

NAND Flash的应用越来越广泛，对容量的需求也在不断地增加。YAFFS2文件系统作为NAND Flash的专用文件系统在嵌入式开发和安卓设备上也被普遍使用。但是NAND Flash每一块的擦除次数都存在上限，一旦达到最高值，即磨穿(wear out)，该块便不能再被使用，多个块磨穿后Flash将会变得不稳定甚至不能使用。NANDFlash自身存在各块擦除不均匀的问题，这将使NAND Flash提前磨穿的可能性加大，从而导致其寿命减短，设计磨损均衡算法的目的就是尽量让NAND Flash各物理块的擦除次数均匀，在不增加额外擦除和不影响数据传输效率的情况下使NAND型Flash的寿命达到最长。　　目前在该领域已提出了多种算法，各有利弊，本论文综合考虑各算法在磨损均衡评价标准中的表现，选取了经典磨损均衡算法——双池算法，进行详细的分析，并且将该算法应用到YAFFS2文件系统中，弥补YAFFS2文件系统在磨损均衡方面的缺陷。通过一系列的大量测试，得到算法在该文件系统中的实测数据，并根据磨损均衡的几个评价标准对该算法进行评价和分析，给出其应用在YAFFS2文件系统中的优势和不足。　　由于目前大多数算法是针对FTL型的文件系统所设计的，因此本论文还专门针对YAFFS2文件系统，提出了一套更适合该文件系统的磨损均衡算法，该算法抛弃了目前比较流行的冷池、热池划分方法，在系统中建立位图表，用一位数据表示，Flash的一块最近是否被擦除过，通过计算一段时间内的不均衡程度值，如果该值大于一定阈值则启动磨损均衡处理。经过测试，该算法对NAND磨损均衡起到了效果，相比双池算法效果明显，且内存占用要小，对NAND的读写性能影响也不大。

关键词：文件系统磨损均衡算法使用寿命

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NAND固态盘缓存区管理及磨损均衡算法研究

NAND固态盘缓存区管理及磨损均衡算法研究

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作者：祝磊湖南大学

学位级别：硕士

随着大规模集成电路和处理器技术的不断进步,存储系统与计算核心之间的数据处理速度的差异明显的限制了整个计算系统性能的进一步提升,“存储墙”已经成为持续提升系统性能的关键瓶颈。以固态硬盘(Solid State Disk,SSD)为代表的非易失... 详细信息

随着大规模集成电路和处理器技术的不断进步,存储系统与计算核心之间的数据处理速度的差异明显的限制了整个计算系统性能的进一步提升,“存储墙”已经成为持续提升系统性能的关键瓶颈。以固态硬盘(Solid State Disk,SSD)为代表的非易失性存储器技术的应用为进一步提升存储系统的效能提供了新的思路。虽然固态硬盘具有高访问速度、低功耗等优点,但是缺点也尤为明显,包括读写不对称,闪存块的擦除次数有限等。本文主要研究NAND固态盘设计中的缓存区管理策略和磨损均衡算法,以提高固态盘读写性能和寿命。针对固态硬盘的读写不对称问题,本文设计了一种基于访问特性的写缓存管理策略(Access-Characteristic Write Buffer Management,ACWB)。ACWB 将 ISSP(Incremental Step Pulse Program)的快读快写模式和写缓存结合起来,并采用新颖的访问特性识别方式将访问请求分为只读、只写和交错三种类型。对于只读只写页会直接下放到Flash当中,并采用快读快写模式降低访问延迟,对于交错页会存入写缓存中并直接在缓存中命中。缓存区内采用最小写比例置换算法剔除脏页,实验仿真结果表明,ACWB与BPLRU、BPLRU+两种缓存区管理算法从访问延迟、擦除次数、缓存命中率三个角度进行比较,该策略获得了很好的性能提升。针对固态硬盘的擦除次数有限问题,本文设计了一种基于权重堆排序的静态磨损均衡算法(Weighted Heap Sort Static Wear-Leveling Algorithm,WHWL)。WHWL设计了一种基于页数据访问频率和块擦除次数的权重计算方法,以提高合理目标块的命中率,避免多余的数据迁移操作发生。其次,设计了一种基于权重的堆排序目标块选择算法,能够加快目标块的筛选。实验仿真结果表明,与PWL和BET相比,在使用相同的映射机制条件下,WHWL能够提升固态硬盘寿命幅度可达28%、483%,整体磨损均衡度和迁移次数得到很大改善。

关键词： NAND固态盘访问特性缓存区管理磨损均衡算法堆排序

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基于固态硬盘的磨损均衡算法的研究与设计

基于固态硬盘的磨损均衡算法的研究与设计

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作者：温雷湖南大学

学位级别：硕士

随着信息化时代的来临,海量数据的存储与处理对存储器的性能要求越来越高;基于温彻斯特技术的传统机械硬盘受制于其物理结构的约束,已逐渐不能满足人们日益增长的需求。以半导体为存储介质的固态硬盘作为一种新兴存储设备逐渐进入人们... 详细信息

随着信息化时代的来临,海量数据的存储与处理对存储器的性能要求越来越高;基于温彻斯特技术的传统机械硬盘受制于其物理结构的约束,已逐渐不能满足人们日益增长的需求。以半导体为存储介质的固态硬盘作为一种新兴存储设备逐渐进入人们的视野;固态硬盘具有读写速度高、功耗低、抗震性强和工作温度范围大等特点,受到国内外研究者们的高度关注。随着制造工艺的进步与成本性能的提高,固态硬盘逐渐呈现出取代传统机械硬盘的趋势。然而,由于闪存所固有的缺陷,闪存块通常具有有限的擦除次数;一旦达到其擦除上限,块上所存储的数据将会变得不可靠。采用磨损均衡算法将擦除操作均匀的分布在所有块中,尽可能保证所有块同时达到其使用上限,从而实现延长固态硬盘使用寿命的目的。本文详细的分析了静态磨损均衡算法的基本原理、研究现状以及影响其性能的主要因素,提出了两种不同的磨损均衡算法。论文的主要工作和创新成果如下:1.提出了一种改进型分组磨损均衡算法。算法在保证磨损均衡性能的同时,能显著地降低磨损均衡算法所需要的内存消耗。此外,算法还提出了一种更为精确的冷数据识别方式,可以减少因数据迁移所带来的额外擦除操作。通过SSDsim进行实验验证,结果表明,我们所提出的算法具有与经典确定性算法相近的磨损均衡性能,但仅占用其8%左右的内存资源。2.提出了一种新的基于多个高级布隆过滤器的冷热数据识别方式,并在此基础上提出了一种基于冷热数据分离的磨损均衡算法。通过改进布隆过滤器的写入方式,在不改变布隆过滤器大小的前提下,大大降低布隆过滤器所存在的误判率,提高了冷热数据识别的准确性。通过将冷热数据进行分离存储,将具有相同属性的数据分配在同一块中,使得数据的变化具有同步性,减少垃圾回收操作中有效页转移的数量。与此同时,将冷数据分配给磨损较为严重的“年老块”,将热数据分配给磨损较轻的“年轻块”,降低静态磨损均衡算法触发的概率,减少磨损均衡操作所产生的额外写入次数。实验仿真和理论分析,证明了算法的有效性。

关键词：固态硬盘磨损均衡算法冷热数据识别布隆过滤器冷热数据分离

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面向低内存消耗和非均衡块寿命约束的磨损均衡算法研究

面向低内存消耗和非均衡块寿命约束的磨损均衡算法研究

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作者：陈弯弯广东工业大学

学位级别：硕士

固态硬盘以其优越的性能逐步成为新一代的主流存储设备，广泛应用于个人PC及其他消费类电子产品中。固态硬盘主要采用NAND闪存作为其非易失性存储介质，但因NAND闪存的写前擦除和擦除寿命有限等固有特性需要借助闪存转换层来改善性能。... 详细信息

固态硬盘以其优越的性能逐步成为新一代的主流存储设备，广泛应用于个人PC及其他消费类电子产品中。固态硬盘主要采用NAND闪存作为其非易失性存储介质，但因NAND闪存的写前擦除和擦除寿命有限等固有特性需要借助闪存转换层来改善性能。同时，冷热数据在块内共存会导致回收代价过大，最大写入量减少，需要借助磨损均衡算法对数据进行冷热分离，提高闪存最大写入量，并实现其均衡磨损。　　因为现有的磨损均衡算法需要维护大量的元数据，并不适用于消费电子低内存搭载的场景，首先本文提出了LMCWL算法，一种适用于低内存消耗的磨损均衡策略。此外，基于闪存阵列的真实寿命测试结果，提出了非均衡块寿命约束下的NEWL算法。主要工作和创新成果如下：　　（1）首先深入研究了固态硬盘的特性、结构和基于低内存消耗的FTL方案。　　（2）然后提出了LMCWL算法，从动态均衡角度，其利用数据访问的时间局部性和块内顺序写入特性，对闪存阵列进行循环写入和热数据分离，减少目标块内的有效页数，增加写入量。从静态均衡角度，其将触发条件设置为擦除次数和局部访问双判决，减少冷数据误判几率，并按照回收特性，将冷数据进行搬移汇集，进一步分离不同更新频率的数据。通过仿真与内存消耗较少的HWL、最大写入量较好的PWL算法对比。从均衡能力看，HWL无法适应存在冷数据的场景，PWL无法适应数据均衡更新的场景，LMCWL能适应于不同冷热数据比，且能维持更好的均衡效果;从最大写入量看，在不同场景LMCWL算法至少是PWL算法的1.13倍。　　（3）最后提出了NEWL算法，首先通过对闪存阵列进行真实寿命实测，得出其寿命分布。利用真实寿命，按照耐磨度高的给更多的擦除机会的思想。从动态均衡角度，将闪按寿命进行排序，划分为数据池和搬移池。分别用于数据更新和数据搬移。从静态均衡角度，将最大剩余寿命差和其均值的关系作为静态磨损均衡的启动条件，逐渐减少闪存块之间的差距，并定义均衡系数，用于对数据的均衡性进行判决。通过仿真实验与LCMWL算法进行最大写入量对比，NEWL算法在不同的冷热数据比下都有明显的提高。

关键词：固态硬盘磨损均衡算法内存消耗非均衡块寿命约束

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采用最大修改字节重定向写入策略的相变存储器延寿方法

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计算机研究与发展 2019年第12期56卷 2733-2743页

作者：高鹏汪东升王海霞北京大学工学院北京100871 清华大学计算机系北京100084 北京信息科学与技术国家研究中心(清华大学) 北京100084

现代存储系统一般是由多个存储芯片通过并列数据线、共享地址线的方式构成的.因此,在多片相变存储芯片并联构成的内存系统中,如果多个芯片间的磨损存在较大差异,那么该系统的寿命将会因短板效应而受到影响.模拟实验和数据分析均确认了... 详细信息

现代存储系统一般是由多个存储芯片通过并列数据线、共享地址线的方式构成的.因此,在多片相变存储芯片并联构成的内存系统中,如果多个芯片间的磨损存在较大差异,那么该系统的寿命将会因短板效应而受到影响.模拟实验和数据分析均确认了这一问题在实际系统中的存在.在此基础上,提出了一种混合内存设计,用于延长相变内存的寿命.该方法引入了一种动态识别机制,可以在每次写入时识别遭受最多磨损的相变存储芯片,并将该芯片未来的写入转移到另一个长寿命的存储芯片中.这一措施可以减少对相变存储芯片的总写入量,并缩小相变存储芯片间的写入量差别.实验表明:使用RMB设计的内存系统的寿命最多可达无任何寿命延长方法时的7.9倍,可达使用经典方法PRES的5.14倍.

关键词：相变存储器片间磨损局部性写减少算法磨损均衡算法混合内存

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DRAM与PCM混合内存系统优化关键技术研究

DRAM与PCM混合内存系统优化关键技术研究

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作者：牛娜哈尔滨工业大学

学位级别：博士

并行应用程序和多核处理器在现代嵌入式系统中的广泛应用给现有的存储系统带来了巨大的压力。DRAM已不能满足现代设备对存储的更高要求。相变存储器由于具有非易失性、同DRAM接近的读、写速度、按字节寻址的能力、集成密度高、数据保存... 详细信息

并行应用程序和多核处理器在现代嵌入式系统中的广泛应用给现有的存储系统带来了巨大的压力。DRAM已不能满足现代设备对存储的更高要求。相变存储器由于具有非易失性、同DRAM接近的读、写速度、按字节寻址的能力、集成密度高、数据保存能力好、与现有的CMOS工艺兼容等优点,成为了有望取代DRAM的主流存储介质之一,DRAM和相变存储器共同构成的混合内存结构成为目前研究的热点。但相变存储器写耐受性低、写延时较长和写功耗较高的弱点限制了其在混合内存结构中的有效使用,为了降低相变存储器的缺点给混合内存系统带来的负面影响,本文对混合内存系统页面迁移算法、磨损均衡算法、功耗优化算法进行了优化,主要内容如下:首先,针对目前混合内存系统页面迁移算法中迁移效率低、硬件实现复杂度高的问题,研究高效率混合内存系统页面迁移算法。对负载的访存trace进行分析,发现了内部引用距离能够较好地预测页面未来写热度的规律,然后以提高页面迁移效率为目的,提出周期性重置的页面迁移算法,算法将内部引用距离作为冷、热页面的预测标记,用全局请求计数器接收的请求数量来模拟内部引用距离的数值信息,通过全局请求计数器的周期性重置来更新部分列表的访存频率信息,从而挑选出真正的写频繁页面并进行页面迁移。实验结果表明,该算法具有更高的页面迁移效率和更快的系统访存速度。其次,针对目前混合内存系统磨损均衡算法中存在的页面磨损度预测不精准、磨损预测方法效率低、预测方法硬件实现复杂度高、存储开销大的问题,开展低开销、高磨损预测准确度的混合内存系统磨损均衡算法的研究,将预测准确度高、硬件开销小的计数布隆过滤器作为页面磨损情况的预测器,提出双重计数布隆过滤器磨损均衡算法。该算法能够根据负载的请求特征,动态地调整页面磨损均衡度的判断条件,以达到均匀分布相变存储器写操作的目的。实验结果表明,该算法使用更小的存储开销有效地延长了相变存储器的使用寿命。再次,针对目前混合内存系统功耗优化算法没有对DRAM功耗有较好的优化,导致系统功耗较大的问题,开展混合内存系统功耗优化算法的研究,分析内存访问中影响功耗的因素,综合考虑命中率和Bank冲突等因素提出周期性频率热区感知功耗优化算法。该算法创新性地提出了DRAM自迁移机制,动态地构建DRAM写访存热区,通过提高DRAM的写命中率来降低DRAM激活功耗和DRAM访问功耗。实验结果表明,该算法使混合内存系统的整体功耗得到更好的优化。最后,综合考虑相变存储器的写操作次数、磨损均衡情况和内存的整体功耗等因素,开展混合内存系统综合优化算法的研究,提出混合内存系统综合优化算法。该算法将内部引用距离写热度预测机制、DRAM自迁移机制、计数布隆过滤器磨损预测机制应用于其中,能够对写热页面及时地感应,在低开销的情况下对写频繁页面的磨损度较为精准地预测,同时也能对DRAM功耗有进一步的优化。实验结果表明,混合内存系统在综合优化算法的优化下获得了较为理想的整体性能。

关键词：混合内存系统相变存储器页面迁移算法磨损均衡算法功耗优化算法

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相变存储器在新存储架构下的数据解决方案研究

相变存储器在新存储架构下的数据解决方案研究

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作者：周密中国科学院大学

学位级别：博士

相变存储器(Phase Change Memory，PCRAM)是基于硫系化合物薄膜的随机存储器。它利用相变材料在晶态时的金属低阻特性和非晶态时的半导体高阻特性实现数据存储。PCRAM具有操作电压低，读取速度快，可以按位随机存取，疲劳特性优异，制... 详细信息

相变存储器(Phase Change Memory，PCRAM)是基于硫系化合物薄膜的随机存储器。它利用相变材料在晶态时的金属低阻特性和非晶态时的半导体高阻特性实现数据存储。PCRAM具有操作电压低，读取速度快，可以按位随机存取，疲劳特性优异，制作工艺简单且与现状成熟的CMOS工艺兼容等性能优势，被认为是最有可能在未来成为主流的非易失性随机存储器。目前PCRAM应用的主流存储架构是IBM提出的存储级内存(Storage Class Memory，SCM)。在这种新型存储架构下，PCRAM可以直接接入CPU总线，既可承担大规模数据存储任务，又可用作内存与二级存储间的缓存，为计算机系统延续了数十年的内外存架构提供了新选择。但是PCRAM在应用过程中仍然存在很多问题，SCM新型存储架构对当前的文件系统及数据管理方法都提出了新的要求。因此，在PCRAM大规模应用之前，如何设计和实现适用于PCRAM的随机访问文件系统并且提升文件系统的性能及寿命显得尤为重要。本文围绕这一关键技术，设计和实现了适用于PCRAM的随机访问文件系统，并结合其特性提出了延长PCRAM芯片使用寿命的磨损均衡算法。获得的主要成果如下：\n 1、针对PCRAM的随机访问特性，在pramfs(Persistence RAM File System)方案和XIP(Executed In Place)技术的基础上设计了一种专用文件系统——RAFS(Random Access File System)。与现有文件系统相比，RAFS的主要特点分别为:(a)具有专门高效的体系结构和层级，它去掉了对非易失内存无用的页高速缓存机制page cache，IO调度机制io scheduler,以及block device，generic block layer等与块操作有关的层级，使得文件系统可以直接与底层硬件进行数据交换，从而减少了层级间的缓冲造成的数据多次迁移;(b)具有随机字节访问特性，读写操作的最小粒度是字节而不是逻辑块，提高了存储效率，解决了现有文件系统并不适合大量随机字节访问方式，仅在连续大块访问较时性能较优，在随机字节访问模式下性能较差的问题。\n 2、编写测试代码对文件系统进行多种模式的程序测试，并使用IOZONE，strace，blktrace等测试工具进行性能测试。经过ext2（在ramdisk工具上运行），ext4（在ramdisk工具上运行）和RAFS的对比测试，RAFS在同等测试条件下性能最优，且具有明显的随机写访问速度优势。\n 3、在分析现有闪存和PCRAM数据管理策略的基础上，提出一种易于实现，低内存消耗，适用于RAFS等随机访问文件系统的灵活分块磨损均衡算法。其基本思想是随着写请求指令的到来，对符合条件的块进行拆分或者合并操作，在维持低系统开销的同时有效分离冷热数据，使写操作均匀分布在整个存储空间，延长芯片使用寿命。\n 4、当前仿真平台多针对块存储设备，为了对PCRAM的寿命进行衡量评估，对SSD仿真软件Flashsim源码进行修改，开发出pcramsim仿真平台，该平台可以模拟非易失性随机存储器中各个模块的功能，并且对运行在其中的算法进行性能评估，为自主提出的磨损均衡算法奠定了基础。通过仿真结果对灵活分块算法进行分析和比较，验证了所实现算法的性能优势。

关键词：相变存储器存储架构随机访问文件系统使用寿命磨损均衡算法

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随钻全方位波列声波测井仪主控模块与数据存储模块设计

随钻全方位波列声波测井仪主控模块与数据存储模块设计

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作者：杨宋鑫电子科技大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,各国对能源的需求越来越大,而油气资源占能源的主要部分,因此油气资源的勘探非常关键。测井技术是油气资源勘探的重要技术手段,随钻测井与电缆测井相比,更适用于复杂地形,能在进行钻井的同时测量地层信息,且对地层的破... 详细信息

随着科技的发展,各国对能源的需求越来越大,而油气资源占能源的主要部分,因此油气资源的勘探非常关键。测井技术是油气资源勘探的重要技术手段,随钻测井与电缆测井相比,更适用于复杂地形,能在进行钻井的同时测量地层信息,且对地层的破坏较小,所以在油气勘探领域中,随钻测井的地位愈发重要。本文基于“随钻声波全方位波列信号采集存储系统研制”项目,研究、设计并实现一款随钻全方位波列声波测井仪的主控系统。随钻全方位波列声波测井仪能够测量井下全方位的声波信号,能够全面分析地层信息。论文主要的工作如下:(1)对主控系统进行总体设计并且明确设计指标。主控系统主要包括主控模块和数据存储模块,其中主控模块负责控制数据存储并作为通信中心与仪器其他部分和上位机通信,数据存储模块负责声波测井数据和辅助信息的存储;设计指标涵盖通信速率、测温精度、数据存储模块容量和最大工作温度等。(2)为了解决高温下的板间通信和存储控制问题,在主控模块中以DSP处理器为核心设计了多个子模块,包括多通道通信子模块、电源子模块和温度测量子模块。为了自主控制采集时序,设计了相应的采集控制流程。(3)为了存储不同种类的大量测井数据,在数据存储模块中设计了存储非全方位波列声波测井数据和辅助信息的Nor Flash存储子模块、存储全方位波列声波测试数据的NAND Flash子模块以及存储大数组和变量的外扩存储子模块。根据存储芯片和数据的不同,设计了相应的底层驱动、存储读取流程和上电定位算法,解决了系统出现掉电情况后重新上电时的地址定位问题。为了解决数据的校验纠错问题和存储芯片使用频率不同导致数据存储模块使用寿命减少的问题,对校验纠错算法和磨损均衡算法进行了研究,根据实际情况设计了以汉明码为核心的ECC校验纠错算法和适用于数据存储模块的磨损均衡算法。(4)对主控模块和数据存储模块进行了测试,测试结果表明多通道通信子模块与采集控制板及发射控制板、地面控制系统和Port口的通信速率能够分别达到625Kbps、40Kbps和1.04Mbps,温度测量子模块的测量精度能达到±1°C,上电定位算法和校验纠错算法均能实现其功能;同时在150°C的高温下,主控模块和数据存储模块能长时间运行(达120小时),满足设计要求。

关键词：随钻声波测井全方位波列大容量数据存储 ECC校验纠错磨损均衡算法

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基于FPGA的固态硬盘的设计与实现

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现代电子技术 2023年第4期46卷 57-64页

作者：徐加乐刘嵩岩黑龙江大学电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

文中基于FPGA芯片对特殊接口固态硬盘进行设计。在详细介绍固态硬盘控制器硬件设计的基础上,重点介绍固态硬盘控制器的软件设计。在固态硬盘闪存转换层中的地址映射算法中引入哈希表格,并提出一种综合块的有效页数、擦除次数和特殊性的... 详细信息

文中基于FPGA芯片对特殊接口固态硬盘进行设计。在详细介绍固态硬盘控制器硬件设计的基础上,重点介绍固态硬盘控制器的软件设计。在固态硬盘闪存转换层中的地址映射算法中引入哈希表格,并提出一种综合块的有效页数、擦除次数和特殊性的磨损均衡算法,以减少逻辑地址到物理地址的转换时间和磨损均衡过程中有效数据的搬移量。同时,根据流水线的思想,将固态硬盘的读写过程划分为多个子操作,通过不同子操作间的并行处理,改善固态硬盘的读写性能。硬件测试结果表明,哈希表和磨损均衡算法的使用可以显著改善固态硬盘的性能。

关键词：固态硬盘 FPGA芯片控制器设计磨损均衡算法内存转换层设计性能测试

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