学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

PCI Express接口固态硬盘存储系统设计

作　者: 胡宏亮
导　师: 赵开文
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 固态硬盘 PCI Express总线 DDR3存储器驱动程序闪存
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 91次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

固态硬盘与传统机械硬盘相比由于其出众的读写性能越来越受人们的青睐。目前,主流SATA接口的固态硬盘读写速度只有200MB/S左右,而PCI Express 1.0规范以其每通道2.5Gbps的峰值带宽为高速传输的固态硬盘开发提供了一个很好的选择。由于NAND Flash存储芯片良好的读写性能、非易失性、较长的使用寿命以及较大的存储密度等特性,大多数固态硬盘都采用它作为存储载体。提出了采用高性能PCI Express总线接口作为固态硬盘存储系统接口的设计方法。首先对PCI Express接口特性和NAND Flash的读写及擦除特性进行了必要分析,并以固态硬盘存储系统中的各功能模块为线索实现了控制功能模块和存储功能模块的设计。在固态盘内部实现了任务调度、资源分配、数据传输管理及相应的命令解析。为了充分利用PCI Express接口的高带宽,提出了利用大容量的DDR3 SDRAM作为固态硬盘存储器件的双缓冲区的设计方案,通过将缓冲区链接成环状既减少了读数据的响应时间又提高了数据传输的并行性,从而充分提高固态硬盘与主机系统的数据传输速度。并在PCI Express接口与DDR3 SDRAM之间通过链式DMA进行数据传输,相对与普通DMA而言,进一步提高了数据传输效率。最后,分析了在Linux操作系统下PCIE设备驱动程序的设计方法,设计了主要数据结构和各功能函数。在Linux操作系统(fedora 13)下实现了PCI Express设备驱动程序。通过测试,主机系统到DDR3 SDRAM缓存之间的数据传输速度达到1.25GB/S,这个速度已经远远超过SATA接口的固态盘传输速度,并能满足高速数据传输的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-12
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 课题研究内容  10
  1.4 文章组织结构  10-12
2 固态盘相关技术  12-21
  2.1 PCI Express 接口  12-14
  2.2 NAND FLASH 闪存的特性  14-16
  2.3 FPGA 嵌入式系统  16-20
  2.4 本章小结  20-21
3 固态盘系统设计  21-40
  3.1 总体设计  21-23
  3.2 MicroBlaze 处理器  23-26
  3.3 缓冲区模块设计  26-29
  3.4 DMA 控制器  29-30
  3.5 PCI Express 模块  30-33
  3.6 固件设计  33-40
4 驱动程序设计  40-57
  4.1 Linux 系统驱动程序概述  40-42
  4.2 主要数据结构  42-44
  4.3 设备驱动程序实现  44-56
  4.4 本章小结  56-57
5 系统测试  57-62
  5.1 测试过程  57-60
  5.2 结果分析  60-61
  5.3 本章小结  61-62
6 总结与展望  62-64
  6.1 全文总结  62
  6.2 展望  62-64
致谢  64-65
参考文献  65-68

PCI Express接口固态硬盘存储系统设计

内容摘要

全文目录

相似论文