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《中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)》 2006年
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基于闪存的星载高速大容量存储技术的研究

朱岩  
【摘要】:数据存储设备是航天器的关键设备之一,为各种空间试验或探测数据的采集、存储以及在轨处理提供了重要的支撑平台。随着航天电子技术的发展,以FLASH(闪速存储器)为基本存储介质的大容量固态存储器已经成为当前航天器数据存储的主流方案之一。 本文结合中国科学院知识创新工程方向性项目《月球车系统关键技术预先研究》子课题之-月球车车载有效载荷集成关键技术研究,研究目标为实现基于FLASH存储介质的星载高速大容量固态存储器软硬件系统,该系统不仅具有大容量、高速率、非易失以及低功耗的特点,还可以实现存储区类文件化的管理。其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,可以满足不同的任务需求。 本文首先分析了国际上星载固态存储技术的发展趋势及我国未来航天工程的需求;接下来根据月球车车载有效载荷综合电子系统的特点,提出了固态存储单元的系统方案,以及软硬件设计、调试的具体过程;最后根据前期方案的研究成果,对今后工作的待改进之处进行了一定的论述。 本文所述的关键技术特点主要包括:采用了并行扩展以及流水线操作技术以提高基于FLASH芯片的存储区平均输入输出能力;引入了“簇”的概念,为了保证连续写入过程中的流水线顺序,系统向存储区加载每一簇有效数据后,紧接着还将向相应簇的空余区中加载该簇的使用状态信息;根据所有簇的使用状态信息在系统内存中建立“簇分配表”,可以支持系统快速灵活地管理存储区,即,类文件化的数据管理;采用基于PowerPC8245的嵌入式计算机硬件系统及基于Vxworks的嵌入式实时操作系统,提高了系统的整体性能及系统研发的延续性。 本课题的预研成果为实际研制应用于航天器上的基于闪存的大容量存储器奠定了坚实的基础,具有较好的指导和借鉴意义。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP333

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 邸丽霞;张彦军;洪应平;;基于FPGA的高速图像数据采集存储系统设计[J];电视技术;2013年13期
2 魏敏;刘文怡;王金陵;;基于交叉双平面技术的图像采集存储系统[J];电视技术;2013年15期
3 陆浩;王振占;;高速大容量固态存储器设计[J];计算机工程;2011年15期
4 宁飞;张丕状;杜建海;;基于单总线微处理器的高速存储方法[J];计算机测量与控制;2010年12期
5 梁永刚;张会新;;基于LVDS的高速远程图像采集存储系统[J];科学技术与工程;2013年20期
6 梁永刚;崔永俊;郇弢;;基于NAND型FLASH的双备份固态存储系统[J];科学技术与工程;2013年26期
7 蒲南江;张娟娟;吴黎慧;李小虎;;基于SOPC的大容量高速数据存储系统设计[J];电子测试;2011年07期
8 吴黎慧;蒲南江;张娟娟;;基于闪存阵列的高速存储方法[J];电子测试;2011年07期
9 张娟娟;蒲南江;;基于闪存阵列的缓存容量确定方法[J];电子测试;2011年08期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 靳肖闪;成像卫星星地综合调度技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 黄继鹏;高速高可靠小型数字视频存储系统的设计与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
3 徐永刚;基于NAND Flash的嵌入式图像记录技术[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张诚;基于千兆以太网接口的高速固态存储器设计[D];西安电子科技大学;2011年
2 孙英良;基于以太网接口的数据记录仪的设计[D];中北大学;2011年
3 高杰;遥测信号及实时信噪比数据采集系统的设计与研究[D];中北大学;2011年
4 储成群;基于LVDS接口的高速数据记录器的设计[D];中北大学;2011年
5 李新南;微小型运动体姿态测量及控制电路的设计及实现[D];中北大学;2011年
6 刘波;基于闭环自检和双备份的数据存储器设计与实现[D];中北大学;2011年
7 洪应平;高速图像数据固态存储器的研制[D];中北大学;2011年
8 宁飞;多通道大容量采集存储系统的设计与实现[D];中北大学;2011年
9 孙长胜;高速摄影系统中海量数据存储器研究[D];电子科技大学;2011年
10 丁凌燕;基于FPGA的高速存储系统[D];长春理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 任勇峰,郭亚力,郭晓辉;Flash存储器的高速写入方法[J];电脑开发与应用;2001年05期
2 崔刚,李斌,梁勇毅,杨孝宗;FLASH MEMORY(快速擦写存储器)在航天计算机中的应用[J];电子计算机外部设备;1995年03期
3 高怡祯;基于闪存的星载大容量存储器的研究和实现[J];电子技术应用;2003年08期
4 恒宇;存储器的终结者FRAM铁电存储器[J];电子世界;2002年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 高怡祯;基于闪存的星载大容量存储器的研制[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵玉印,白玉贤,张泽宏;一种弹载数据记录器的设计[J];兵工自动化;2004年02期
2 时志云;王代华;张志杰;;高精度MEMS传感器在弹载测试系统上的应用[J];传感器与微系统;2008年07期
3 庄飚,李过房,刘佳彬,李利平,王立民,艾钢;铁电存储器在柴油机测控系统中的应用[J];柴油机;2005年05期
4 任勇峰;张文栋;;高精度、高速雷达图像记录设备的研究[J];弹箭与制导学报;2004年S4期
5 刘宁;秦丽;马游春;张文栋;张涛;徐夏;;基于FLASH存储器的采集系统的应用研究[J];弹箭与制导学报;2006年S6期
6 高怡祯;提高闪速存储器写入速度的方法[J];电子技术;2003年05期
7 高怡祯;基于闪存的星载大容量存储器的研究和实现[J];电子技术应用;2003年08期
8 任勇峰;李圣昆;刘鑫;刘东海;;雷达视频信号模拟器的硬件设计与实现[J];电子技术应用;2009年01期
9 曹晓曼;林森;方火能;;基于闪存的大容量存储阵列[J];电子科技;2012年03期
10 张科;郝智泉;王贞松;;一种基于新体系结构的空间固态记录器原型系统[J];电子学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 赵忠文;王魁;;基于NAND Flash的高速大容量固态记录器设计[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
2 张伟功;邱庆林;荣金叶;;高可靠性大容量星载存储器的设计与研究[A];第十四届全国容错计算学术会议(CFTC'2011)论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杜晔华;嵌入式系统中闪速存储器系统的若干节能技术研究[D];浙江大学;2007年
2 蔡道林;PZT铁电存储器的研究[D];电子科技大学;2008年
3 余辉龙;CMOS一体化相机关键技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
4 徐永刚;基于NAND Flash的嵌入式图像记录技术[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张诚;基于千兆以太网接口的高速固态存储器设计[D];西安电子科技大学;2011年
2 石晓娟;基于高分辨率航拍数码相机图像压缩技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 高杰;遥测信号及实时信噪比数据采集系统的设计与研究[D];中北大学;2011年
4 闫亚婧;基于以太网接口的存储器的设计研究[D];中北大学;2011年
5 孙长胜;高速摄影系统中海量数据存储器研究[D];电子科技大学;2011年
6 丁凌燕;基于FPGA的高速存储系统[D];长春理工大学;2011年
7 徐红伟;高速数据采集记录装置研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 李文博;Flash阵列存储技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王柳峥;USB接口的固态盘原型系统的设计与实现[D];华中科技大学;2011年
10 戴昱;星载多片闪存磨损均衡策略研究[D];浙江工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马凤铭,张毅宁;基于FPGA的多通道采样系统的设计[J];鞍山师范学院学报;2003年04期
2 王毛球,董瀚,王琪,李建新,赵隆;高强度炮钢的组织和力学性能[J];兵器材料科学与工程;2003年02期
3 张峰;吴钦章;任国强;;基于SATA的高速CCD存储方案设计[J];半导体光电;2010年05期
4 王晓君;宇文英;罗跃东;;基于FPGA的CPCI和LVDS接口技术及应用[J];半导体技术;2007年03期
5 应建华;黄萌;赵江平;;一种基于RS485/RS422的多速收发器的设计[J];半导体技术;2007年12期
6 于宗光,何耀宇;闪速存储器的研究与进展[J];半导体技术;1999年04期
7 朱松柏;刘震宇;朱莹;;AVR单片机+CPLD体系在测频电路中的应用[J];兵工自动化;2006年01期
8 彭乡琳;;LVDS在长距离信号传输中的应用[J];兵工自动化;2006年07期
9 陈京平;刘建平;田军生;;EMI自动测试系统的现状与发展[J];兵工自动化;2008年12期
10 祖静,申湘南,张文栋;存储测试技术[J];兵工学报;1994年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾晓洋;高性能Reed-Solomon码编译码方法及其相关技术的研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
2 贺仁杰;成像侦察卫星调度问题研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 董良;MEMS集成室温红外探测器研究[D];清华大学;2004年
4 刘雷波;JPEG2000静止图像压缩关键技术研究及VLSI实现[D];清华大学;2004年
5 黄进;基于SCSI实时高速数字视频直接存储技术的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 叶菁华;高速串行数据发送器的研究[D];复旦大学;2005年
7 张雷;基于超光谱遥感图像三维特征的压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
8 郝晓剑;瞬态表面高温测量与动态校准技术研究[D];中北大学;2005年
9 周国辉;CCD摄影测量相机图像数据高速实时存储的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 杜晔华;嵌入式系统中闪速存储器系统的若干节能技术研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王锋;Rs译码器算法研究与实现[D];苏州大学;2010年
2 雷卓;基于DDR Ⅱ的高速大容量数据存储板及其程序设计[D];西安电子科技大学;2011年
3 董云星;星载图像压缩编码器FPGA实现研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 陈倩;多物理参数数据记录器的设计及实现[D];中北大学;2011年
5 储成群;基于LVDS接口的高速数据记录器的设计[D];中北大学;2011年
6 刘波;基于闭环自检和双备份的数据存储器设计与实现[D];中北大学;2011年
7 裴俊杰;基于FPGA的多路数据接收存储的设计与实现[D];中北大学;2011年
8 洪应平;高速图像数据固态存储器的研制[D];中北大学;2011年
9 翁志能;传感与壳体一体化微型电子测压器的设计及校准技术研究[D];中北大学;2011年
10 常璐;基于NAND FLASH阵列的数据存储技术研究[D];中北大学;2011年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟令军;彭晴晴;蔺志强;;阵列存储在遥测图像采集系统中的应用[J];电视技术;2011年15期
2 张敬帅;张丕状;白雪萍;;基于虚拟仪器的多通道数据分析系统设计[J];电子技术应用;2011年04期
3 曹晓曼;林森;方火能;;基于闪存的大容量存储阵列[J];电子科技;2012年03期
4 舒文丽;吴云峰;孙长胜;吴华君;唐斌;;基于NAND Flash的海量存储器的设计[J];电子器件;2012年01期
5 徐永刚;任国强;吴钦章;孙健;;NAND Flash图像记录系统底层写入控制技术[J];光电工程;2012年09期
6 王栋;靳鸿;吴志玲;刘亮;;基于FPGA的远距离实时传输接口设计[J];电子设计工程;2013年03期
7 安航行;孟令军;赵林;李鹏飞;;图像数据远距离传输及高速实时存储技术[J];电视技术;2013年03期
8 宋丹;任勇峰;姚宗;;一种低功耗水下多通道实时采集存储装置的设计[J];电子器件;2013年04期
9 刘泳锐;刘文怡;张彦军;;声无线传感网络节点数据高速存储实现[J];电子器件;2013年05期
10 张辉;陈昕;沈晶晶;李龙飞;;大容量机载存储系统设计与仿真评价[J];电光与控制;2014年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 王沛;基于分支定价的多星多站集成调度方法研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 康宁;航天测控优化调度模型及其拉格朗日松弛求解算法[D];国防科学技术大学;2011年
3 陈浩;地表电磁环境探测卫星的资源规划调度方法[D];国防科学技术大学;2009年
4 郭玉华;多类型对地观测卫星联合任务规划关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
5 黄继鹏;高速高可靠小型数字视频存储系统的设计与实现[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
6 徐永刚;基于NAND Flash的嵌入式图像记录技术[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郝修强;水声定位浮标信号接收机及处理平台硬件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨才远;浮标基海量数据高速传输技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张诚;基于千兆以太网接口的高速固态存储器设计[D];西安电子科技大学;2011年
4 孙宾;基于USB的通用数据记录器的设计[D];西安工业大学;2011年
5 鲁昌龙;固态硬盘存储系统模型及存储管理层算法的研究[D];景德镇陶瓷学院;2011年
6 索亮;基于DSP的多通道数据采集与处理系统的设计[D];中北大学;2011年
7 孙英良;基于以太网接口的数据记录仪的设计[D];中北大学;2011年
8 高杰;遥测信号及实时信噪比数据采集系统的设计与研究[D];中北大学;2011年
9 陈倩;多物理参数数据记录器的设计及实现[D];中北大学;2011年
10 储成群;基于LVDS接口的高速数据记录器的设计[D];中北大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 任勇峰,郭亚力,郭晓辉;Flash存储器的高速写入方法[J];电脑开发与应用;2001年05期
2 李力;闪速存储器技术现状及发展趋势[J];单片机与嵌入式系统应用;2001年08期
3 崔刚,李斌,梁勇毅,杨孝宗;FLASH MEMORY(快速擦写存储器)在航天计算机中的应用[J];电子计算机外部设备;1995年03期
4 恒宇;存储器的终结者FRAM铁电存储器[J];电子世界;2002年08期
5 支超有;快速擦写存储器及其构成的IBM-PC存储卡[J];微型机与应用;1994年09期
6 侯晶晶,李伟,张辉;Xilinx Foundation的仿真分析[J];现代电子技术;2002年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;全球首款2·5英寸120G超大容量存储王面市[J];信息安全与通信保密;2005年10期
2 ;超大屏手机+大容量存储卡 新年娱乐High翻天[J];计算机与网络;2010年Z1期
3 ;百变随心配 金士顿大容量存储卡搭配新主张[J];计算机与网络;2008年17期
4 ;“喀嚓”新年欢乐瞬间 “大容量”存储记忆无限[J];数码摄影;2009年02期
5 李刚;韩松;;大容量高速固态盘设计[J];电子测量技术;2006年02期
6 张燕;焦新泉;熊继军;;超大容量高速存储技术研究[J];微计算机信息;2008年05期
7 谌爱文;陈仕许;;初探在uCOS-Ⅱ上实现大容量内存文件系统[J];怀化学院学报;2006年02期
8 骆海涛;孙发鱼;;基于先进精简指令集计算机设计的采集及大容量存储[J];探测与控制学报;2008年03期
9 孟立华;;数字图书馆磁盘阵列应用需求浅析[J];科技情报开发与经济;2011年23期
10 王万岗,宋文武,季全凯,陈次昌;一种基于DSP的便携式数据采集仪的研究[J];仪器仪表用户;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 梁耀明;陈晓敏;沈卫华;;星载大容量存储控制软件设计与实现[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
2 汪兆锋;蔡体菁;;带大容量存储的DSP并行处理系统的硬件设计[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
3 王磊;马婉丽;姚成虎;;U盘功能在数据采集仪器中的应用和设计[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
4 何浩;杨义先;;一种基于大容量短消息存储的用户识别模块的时间管理方法[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
5 李军伟;朱振福;刘忠领;陈良瑜;;轻小型高速信号处理器及其在飞行器中的应用[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
6 孙长国;朱卫国;刘志宏;;水下测量试验参数记录系统设计与实现[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
7 高玉娥;苏建;;空间遥视监控系统[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册及文集[C];2009年
8 赵小强;李晶;;基于PC机的多点远程温度控制系统设计[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅲ)[C];2008年
9 陈晓洁;张洁;;网管数据备份及基于话务数据仓库统计的系统构建[A];武汉市第二届学术年会、通信学会2006年学术年会论文集[C];2006年
10 郭克榕;何锦池;汲升彪;尚峰;沈晓东;徐晓枫;;硬盘自动播出系统方案探讨[A];中国电影电视技术学会影视科技论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李佳师;大容量存储:联合研发 期待突围[N];中国电子报;2010年
2 宋家雨;大容量存储会成为一种潮流[N];网络世界;2008年
3 张锦芳;三星批量生产大容量存储卡[N];经济参考报;2003年
4 重庆 飞翔鸟2000;大容量存储选谁好[N];电脑报;2003年
5 ;海纳百川 有容乃大(未完待续)[N];电脑报;2001年
6 本报记者 刘丽丽;PROMISE:安防监控需要大容量存储方案[N];计算机世界;2010年
7 ;海纳百川 有容乃大[N];电脑报;2001年
8 本版编辑 记者  孙文博 逸舟;整合公交卡功能 SIM卡应用出新招[N];中国电子报;2006年
9 张伟;硬盘市场仍会继续坚挺[N];计算机世界;2006年
10 本报记者 郭平;元谷“存储巴士”驶向高端[N];计算机世界;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 楼向雄;Mass-Storage SOC片上集成系统研究与实现[D];浙江大学;2004年
2 向东;iSCSI-SAN网络异构存储系统管理策略的研究[D];华中科技大学;2004年
3 林建波;基于嵌入式数控平台的网络化制造技术的研究[D];天津大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李修一;具有快速捕获与大容量存储功能的高速数据采集模块设计[D];电子科技大学;2012年
2 栾玉敏;大容量存储测试技术研究[D];西安理工大学;2010年
3 田丰;基于ARM和FPGA的高速大容量存储灯光控制器的研究与实现[D];华东师范大学;2006年
4 连翔宇;多MCU基于数据库实现方法的研究[D];东华大学;2010年
5 杨德瑞;基于ARM的无线视频传输系统大容量存储技术研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 奚靖;一个大容量片上系统集成电路的研究、设计和实现[D];北京邮电大学;2007年
7 汪鹏;嵌入式Linux下USB大容量存储设备驱动程序的研究和应用[D];天津科技大学;2011年
8 孙霞;基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究[D];河海大学;2006年
9 王少龙;USB主机接口在机顶盒上的设计与实现[D];武汉理工大学;2008年
10 李永丽;多通道高速数据采集及大容量存储系统设计[D];西安电子科技大学;2009年
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