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Mass-Storage SOC片上集成系统研究与实现

楼向雄  
【摘要】: 本文研究了Mass-Storage控制SOC芯片的基本原理、功能、结构及设计技术,取得了如下新的研究成果: 1.基于硬件和软件协同仿真平台的SOC全新的设计方法,创建了本文所研究的大容量存储(Mass-Storage)控制SOC芯片的硬件和软件协同仿真平台。完成了包括SD测试向量生成模块、串行EEPROM和FLASH存储器在内的多个仿真模型的具体实现。本平台具有软硬件可并行协同设计、仿真及验证等优点,使本文SOC芯片的整体功能最优化并加快了开发进度。 2.研究并设计成功一种先进的可下载固件(Firmware)架构的高速RISC CPU IP核,本CPU核是传统的PIC微控制器处理速度的4倍,并且可以实现Firmware的升级和更新。具有完整的知识产权。 3.完成了适合于Mass-Storage存储产品的纠错算法(Reed-Solomon算法和BCH算法)的研究,并且完成了硬件代价小、处理速度快的电路实现,研究的算法已经申请发明专利。 4.实现了符合SD协议标准的接口IP模块的设计。采用分层设计方法,将整个SD接口划分为物理层和数据链路层分别实现,功能清晰,扩展容易。 5.研究并实现了FLASH存储器的直接存储访问(DMA)控制技术,极大地提高了数据存取速度。 6.完成了Mass-Storage控制芯片中Firmware的关键技术的研究,如启动(boot)ROM的编写和Firmware的仿真技术。 7.完成了芯片实际制造用的测试向量生成,测试向量符合Faraday公司的规范,并为芯片实际测试数据所验证。 8.本文的SOC芯片是一个包含29万门的大规模单片集成系统,采用0.25微米国际标准CMOS生产工艺完成了芯片的实际制造。全面实测参数的数据表明:本SOC芯片性能十分优良,达到当前国际同类产品的先进水平,并且在软件、算法、硬件代价、速度、成本等方面具有较好的竞争力。


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