阵列式星载海量存储器文件管理软件技术研究
发布时间：2020-12-31 15:30
随着航天技术的快速发展,多载荷飞行任务对星载存储器存储速率的要求不断提高;加之地面站接收范围等因素对卫星观测数据回传实时性的限制,又对星载存储器的存储容量提出了要求。现有星载存储器普遍采用单板结构,但由于卫星空间有限,存储器电路板面积受到限制,单板可容纳FLASH叠装模块个数受限,因此以I/O并行扩展来提高存储容量和存储速率的方式将遇到瓶颈。为适应不同航天型号任务对星载存储器容量和速率的不同要求,本文提出了可配置型FLASH阵列存储器架构。打破传统思维,将单板进行一次封装,以封装后的结构作为基本单元建立多存储板的星载存储器。为提高存储器结构灵活性和存储单元可复用性,设计单元级的块使用分配表管理模型,将块使用分配表的管理缩小到单元,并建立起物理地址和逻辑地址之间的灵活映射关系。为提高存储器可扩展性,定义文件头、文件夹、目录等类,采用一个文件对应一个文件夹和多个文件头的文件信息管理方式,分别管理不同单板上的存储块,保证文件数据的连续性和完整性。为降低管理复杂度,采用“分区自治,分层管理”的模式,定义基域根、单板根、分区根和系统根四种管理类,交叉管理分区与单板的存储块,并以系统根作为最高管理...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１某卫星型号任务的数据管理系统结构图??星载固态存储器主要分为以下几个部分：??
固态存储器采用ＦＬＡＳＨ叠装模块，如图２．３所示。该模块由８片ＮＡＮＤ??ＦＬＡＳＨ芯片叠装而成，扩展了存储深度。叠装模块的芯片１和５均为０流水级，??芯片２和６均为１流水级，芯片３和７均为２流水级，芯片４和８均为３流水级。??当数据写入时，会按照四级水顺序把数据依次加载到芯片１、２、３和４的相应??页；当芯片１、２、３和４存满后，后续的数据将仍然按照四级流水的顺序加载到??芯片５、６、７和８。??１?Ｉ￣－—?？ＣＥ０－？Ｒ＾Ｂ０４ＩＲＥ０－ＭＶＥ０??２?ｊ——?■ＣＥＩ－ＭＵＢＩ－ｆＲＥｌ－ｆＷＥＩ??１／００－７?？（－??３?｜￣—?＃ＣＥ７－ｉＲ／Ｂ２＜？ＲＣ２－？ＷＥ２???４?｜——?ＩＣＥ?２４）Ｒ／Ｂ３－？ＲＥ３－ＩＷＥ?３????５?＼?—?０ＣＥ“ｒＲ／Ｂ“ＲＥ４＜？ＷＥ４???ｆｉ?ｉ￣￣￣—?？ＣＥＷＷＢ５－＃ＲＥＳ＾ＷＥ５????７?１?－－?？ＣＥＭＲ／Ｂ＊＊＃ｆｌＥＷＷＥ６????８?一?ｔＣＥ７－４Ｒｍ７－？ＲＥ７－？ｌＷＥ７??图２．３?ＦＬＡＳＨ舜装模块内部结构??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]实现流水存储及坏块处理的Flash控制器设计[J]. 闫梦婷,安军社,江源源. 电子设计工程. 2016(16)
[2]一种高可靠星载大容量存储器的坏块表存储方案设计[J]. 李姗,宋琪,朱岩,安军社. 微电子学与计算机. 2016(04)
[3]基于FPGA和NAND Flash的嵌入式存储系统设计[J]. 吴凡. 电子科技. 2016(03)
[4]嫦娥二号卫星大容量存储器设计[J]. 陈斌,沈卫华,朱岩,梁耀明,陈晓敏. 航天器工程. 2011(05)
[5]基于Flash缓存的存储体系结构研究[J]. 马梅,舒辉. 微计算机信息. 2011(05)
[6]大容量存储中NAND Flash坏块的管理方法[J]. 宁飞. 电子测试. 2010(12)
[7]基于VxWorks的TrueFFS分析与实现[J]. 王仁勇,俞建新. 计算机工程. 2007(12)
[8]嵌入式操作系统Vx Works的TrueFFS的实现[J]. 齐文新,贺永波. 计算机与数字工程. 2006(03)
博士论文
[1]星载固态存储文件化管理方案应用研究[D]. 董振兴.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]星载固态存储管理技术的应用研究[D]. 宋琪.中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心) 2015
[3]基于SSD的多层次存储结构关键技术研究[D]. 陈志广.国防科学技术大学 2013
[4]闪存的存储管理及索引方法研究[D]. 赵培.华中科技大学 2011
[5]基于闪存的星载高速大容量存储技术的研究[D]. 朱岩.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2006
硕士论文
[1]高速大容量NAND FLASH存储系统的设计与实现[D]. 李晴.北京理工大学 2015
[2]基于NAND Flash的多路并行存储系统的研究与实现[D]. 彭军.湖南大学 2013
[3]基于NAND Flash存储器的FTL优化算法的设计与实现[D]. 姜伟娜.华东师范大学 2013
[4]基于实时系统的Flash文件系统的研究与应用[D]. 覃万林.广东工业大学 2012
[5]基于NAND FLASH的文件系统设计与实现[D]. 曹璐.华东师范大学 2012
[6]基于NAND FLASH的嵌入式文件系统的研究[D]. 胡俊.郑州大学 2011
[7]基于VxWorks的大容量NAND Flash文件系统研究与实现[D]. 张辉.国防科学技术大学 2010
[8]固态硬盘的多通道存储系统设计[D]. 侯冰剑.华中科技大学 2009
[9]基于FAT文件系统的NAND Flash嵌入式存储模块的设计和实现[D]. 孙安云.苏州大学 2008
[10]基于日志结构的嵌入式文件系统研究与应用[D]. 毛勇强.华中师范大学 2006
本文编号：2949862
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１某卫星型号任务的数据管理系统结构图??星载固态存储器主要分为以下几个部分：??
固态存储器采用ＦＬＡＳＨ叠装模块，如图２．３所示。该模块由８片ＮＡＮＤ??ＦＬＡＳＨ芯片叠装而成，扩展了存储深度。叠装模块的芯片１和５均为０流水级，??芯片２和６均为１流水级，芯片３和７均为２流水级，芯片４和８均为３流水级。??当数据写入时，会按照四级水顺序把数据依次加载到芯片１、２、３和４的相应??页；当芯片１、２、３和４存满后，后续的数据将仍然按照四级流水的顺序加载到??芯片５、６、７和８。??１?Ｉ￣－—?？ＣＥ０－？Ｒ＾Ｂ０４ＩＲＥ０－ＭＶＥ０??２?ｊ——?■ＣＥＩ－ＭＵＢＩ－ｆＲＥｌ－ｆＷＥＩ??１／００－７?？（－??３?｜￣—?＃ＣＥ７－ｉＲ／Ｂ２＜？ＲＣ２－？ＷＥ２???４?｜——?ＩＣＥ?２４）Ｒ／Ｂ３－？ＲＥ３－ＩＷＥ?３????５?＼?—?０ＣＥ“ｒＲ／Ｂ“ＲＥ４＜？ＷＥ４???ｆｉ?ｉ￣￣￣—?？ＣＥＷＷＢ５－＃ＲＥＳ＾ＷＥ５????７?１?－－?？ＣＥＭＲ／Ｂ＊＊＃ｆｌＥＷＷＥ６????８?一?ｔＣＥ７－４Ｒｍ７－？ＲＥ７－？ｌＷＥ７??图２．３?ＦＬＡＳＨ舜装模块内部结构??
?编程（２００ｕｓ＇７００ｕｓ）?加载??图２．２四级流水线加载ＦＬＡＳＨ原理图??固态存储器采用ＦＬＡＳＨ叠装模块，如图２．３所示。该模块由８片ＮＡＮＤ??ＦＬＡＳＨ芯片叠装而成，扩展了存储深度。叠装模块的芯片１和５均为０流水级，??芯片２和６均为１流水级，芯片３和７均为２流水级，芯片４和８均为３流水级。??当数据写入时，会按照四级水顺序把数据依次加载到芯片１、２、３和４的相应??页；当芯片１、２、３和４存满后，后续的数据将仍然按照四级流水的顺序加载到??芯片５、６、７和８。??１?Ｉ￣－—?？ＣＥ０－？Ｒ＾Ｂ０４ＩＲＥ０－ＭＶＥ０??２?ｊ——?■ＣＥＩ－ＭＵＢＩ－ｆＲＥｌ－ｆＷＥＩ??１／００－７?？（－??３?｜￣—?＃ＣＥ７－ｉＲ／Ｂ２＜？ＲＣ２－？ＷＥ２???４?｜——?ＩＣＥ?２４）Ｒ／Ｂ３－？ＲＥ３－ＩＷＥ?３????５?＼?—?０ＣＥ“ｒＲ／Ｂ“ＲＥ４＜？ＷＥ４???ｆｉ?ｉ￣￣￣—?？ＣＥＷＷＢ５－＃ＲＥＳ＾ＷＥ５????７?１?－－?？ＣＥＭＲ／Ｂ＊＊＃ｆｌＥＷＷＥ６????８?一?ｔＣＥ７－４Ｒｍ７－？ＲＥ７－？ｌＷＥ７??图２．３?ＦＬＡＳＨ舜装模块内部结构??为进一步提高存储容量和存储速率，对ＦＬＡＳＨ芯片Ｉ／Ｏ总线进行并行扩展。??将８个ＦＬＡＳＨ叠装模块并联，共用控制和状态总线，Ｉ／Ｏ总线由单个叠装模块??的８位扩展至３２位
【参考文献】：
期刊论文
[1]实现流水存储及坏块处理的Flash控制器设计[J]. 闫梦婷,安军社,江源源. 电子设计工程. 2016(16)
[2]一种高可靠星载大容量存储器的坏块表存储方案设计[J]. 李姗,宋琪,朱岩,安军社. 微电子学与计算机. 2016(04)
[3]基于FPGA和NAND Flash的嵌入式存储系统设计[J]. 吴凡. 电子科技. 2016(03)
[4]嫦娥二号卫星大容量存储器设计[J]. 陈斌,沈卫华,朱岩,梁耀明,陈晓敏. 航天器工程. 2011(05)
[5]基于Flash缓存的存储体系结构研究[J]. 马梅,舒辉. 微计算机信息. 2011(05)
[6]大容量存储中NAND Flash坏块的管理方法[J]. 宁飞. 电子测试. 2010(12)
[7]基于VxWorks的TrueFFS分析与实现[J]. 王仁勇,俞建新. 计算机工程. 2007(12)
[8]嵌入式操作系统Vx Works的TrueFFS的实现[J]. 齐文新,贺永波. 计算机与数字工程. 2006(03)
博士论文
[1]星载固态存储文件化管理方案应用研究[D]. 董振兴.中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心) 2017
[2]星载固态存储管理技术的应用研究[D]. 宋琪.中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心) 2015
[3]基于SSD的多层次存储结构关键技术研究[D]. 陈志广.国防科学技术大学 2013
[4]闪存的存储管理及索引方法研究[D]. 赵培.华中科技大学 2011
[5]基于闪存的星载高速大容量存储技术的研究[D]. 朱岩.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2006
硕士论文
[1]高速大容量NAND FLASH存储系统的设计与实现[D]. 李晴.北京理工大学 2015
[2]基于NAND Flash的多路并行存储系统的研究与实现[D]. 彭军.湖南大学 2013
[3]基于NAND Flash存储器的FTL优化算法的设计与实现[D]. 姜伟娜.华东师范大学 2013
[4]基于实时系统的Flash文件系统的研究与应用[D]. 覃万林.广东工业大学 2012
[5]基于NAND FLASH的文件系统设计与实现[D]. 曹璐.华东师范大学 2012
[6]基于NAND FLASH的嵌入式文件系统的研究[D]. 胡俊.郑州大学 2011
[7]基于VxWorks的大容量NAND Flash文件系统研究与实现[D]. 张辉.国防科学技术大学 2010
[8]固态硬盘的多通道存储系统设计[D]. 侯冰剑.华中科技大学 2009
[9]基于FAT文件系统的NAND Flash嵌入式存储模块的设计和实现[D]. 孙安云.苏州大学 2008
[10]基于日志结构的嵌入式文件系统研究与应用[D]. 毛勇强.华中师范大学 2006
本文编号：2949862
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