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基于FPGA的大容量数据存储系统研究

王一奇  
【摘要】:大容量数据存储系统是一种重要的电子设备,在民用生活、航天工业都有着广泛应用。主要用于存储图像、视频等数据。本文针对某导弹上大容量数据存储系统中,系统存储容量、存储速率、存储正确率等影响系统性能的关键指标,研究内容如下:(1)对大容量数据存储系统整体方案进行研究论证,根据大容量数据存储系统性能需求,制定系统方案原则,提出整体设计理念,根据研究给出系统整体方案,并对方案中各部分进行方案可行性论证;(2)根据需求和方案进行相应硬件选型,并依据方案对FPGA大容量数据存储系统进行硬件电路设计,设计Camera Link协议数据接收系统、并行NAND FLASH存储系统、串行SPI FLASH存储系统、电源管理系统和USB通讯系统,研究PCB制作过程中布线布局等注意事项;(3)根据硬件平台,采用模块化理念,完成系统软件设计和系统软硬件调试。并针对本系统跨时钟域设计中出现的亚稳态问题,通过理论分析提出解决方案,实际效果良好。在以上研究基础上,设计整套大容量数据存储系统,并对样机进行调试和现场实测,其中:图像数据接收速率18M、NAND FLASH存储容量8GB、NAND FLASH读写速率36MB/s、SPI FLASH存储容量16MB、USB传输速率24MB/s。根据实测结果,表明本大容量数据存储系统,达到设计技术指标,满足实际需求,为系统产品化奠定基础。


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