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通用闪存控制器的设计

作　者: 董继宣
导　师: 王明江
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: NAND NOR 闪存控制器 BCH码 FPGA
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

闪存是一种可长时间保持数据并且断电数据不丢失存储器,它的存储单元采用一种类似EPROM的单管叠栅结构,通过电信号可完成擦除。闪存具有存取速度高、易擦除和编程、功耗小、集成度高等优点。U盘、SM卡、SD卡、记忆棒等都是市场上重要的闪存产品。目前,在许多嵌入式产品中都集成了闪存模块。多家公司开发了各类闪存芯片,各个公司闪存接口基本相似,但有一些细微差别。所以开发通用闪存控制器IP具有较大的应用价值。本文设计的通用闪存控制器IP由时钟分频模块、BCH码解码模块、配置寄存器模块、主控制器模块、串口NAND闪存控制器模块、并口NAND闪存控制器模块、NOR闪存控制器模块组成。本通用闪存控制器支持串口NAND闪存、并口NAND闪存和AMD公司NOR闪存,以配置寄存器方式来实现对不同闪存的控制。具有8位和16位数据通道,支持市面上8位和16位数据通道并口闪存。具有ECC纠错能力,本设计中用到的纠错码为BCH码,能纠正8位数据通道中一位随机错误和16位数据通道中的两位随机错误。本控制器工作时钟频率可调,以满足不同厂商串口NAND闪存工作频率,降低内部工作频率使通用闪存控制器运行更可靠。通用闪存控制器IP在CycloneII FPGA开发板上进行调试,对开发板上的三星闪存进行了读、写、擦除等操作,证实了本控制器功能的正确性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-12
  1.1 闪存简介及国内外现状  8-10
    1.1.1 闪存概念  8-9
    1.1.2 闪存应用  9
    1.1.3 闪存国内外现状  9-10
  1.2 嵌入式闪存控制器情况简介  10-11
    1.2.1 TDK闪存控制器  10
    1.2.2 芯邦闪存控制器  10-11
  1.3 论文结构  11-12
第2章闪存分类及接口  12-16
  2.1 NAND闪存及接口  12-14
    2.1.1 串口NAND闪存  13
    2.1.2 并口NAND闪存  13-14
  2.2 NOR闪存及接口  14-15
  2.3 本章小结  15-16
第3章通用闪存控制器总体设计  16-31
  3.1 通用闪存控制器特性  16
  3.2 通用闪存控制器整体结构图  16-17
  3.3 通用闪存控制器顶层管脚定义  17-18
  3.4 通用闪存控制器可配置寄存器定义  18-20
  3.5 通用闪存控制器整体结构设计  20-30
    3.5.1 时钟分频模块CLOCKDIV  20-21
    3.5.2 BCH码解码模块BCHDECODER  21-27
    3.5.3 配置寄存器模块REGCONFIG  27-28
    3.5.4 主控制器MAINCONTROLLER  28-29
    3.5.5 闪存控制模块FLASHCONTROLLER  29-30
  3.6 本章小结  30-31
第4章串口闪存控制器IP设计  31-40
  4.1 串口NAND闪存的读操作  31-33
  4.2 串口NAND闪存的编程操作  33-35
  4.3 串口NAND闪存擦除操作  35-37
  4.4 串口NAND闪存写使能操作  37-38
  4.5 串口NAND闪存写状态寄存器操作  38-39
  4.6 本章小结  39-40
第5章并口闪存控制器IP设计  40-53
  5.1 并口NAND闪存控制器IP设计  40-47
    5.1.1 并口NAND闪存读操作  40-43
    5.1.2 并口NAND闪存编程操作  43-45
    5.1.3 并口NAND闪存擦除操作  45-47
  5.2 AMD NOR并口闪存控制器IP设计  47-52
    5.2.1 AMD NOR闪存读操作  47-49
    5.2.2 AMD NOR闪存编程操作  49-50
    5.2.3 AMD NOR闪存擦除操作  50-52
  5.3 本章小结  52-53
结论  53-54
参考文献  54-58
攻读学位期间发表的学术论文  58-60
致谢  60

通用闪存控制器的设计

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