[實用新型]一種基于NAND的存儲板

無效

• 申請號: 200920109022.6
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN201465094U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 謝民;高梅國;李先楚;劉國滿
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 張利萍

技術領域

本實用新型涉及一種基于NAND的存儲板，屬于數據存儲技術領域。

背景技術

高速大容量數據存儲板主要應用于信號采集中對存儲帶寬和存儲容量要求較大的嵌入式應用場合，例如雷達、電子對抗等應用領域中對寬帶信號進行連續采集存儲。在這些應用中除了需要高速的數據存儲帶寬和超大的數據存儲容量以外，由于受應用場合的限制故存儲設備的體積和功耗要盡可能的小，而目前大多數的數據存儲產品均采用磁盤作為存儲介質，其單個磁盤的訪問帶寬只有幾十兆字節/秒，而由此搭建的磁盤陣雖然在帶寬上能夠達到300～400MB/s，但隨之而來帶來的是體積和功耗上的增大。

發明內容

本實用新型的目的在于克服已有存儲系統存儲帶寬低、設備體積功耗大的缺點，本實用新型所涉及的存儲板基于NAND類型存儲芯片，使用FPGA實現數據的交換、分發以及對多片NAND的并行控制和管理，并且可以通過PCI總線實現與上位機的通信。

一種基于NAND的存儲板包括電源模塊、主控模塊、NAND控制器模塊、NAND存儲陣列模塊、PCI接口模塊和自定義接口模塊，存儲板功能模塊框圖及連接關系見圖1，其中：

電源模塊用于向存儲板上的其他各功能模塊提供工作電壓；

主控模塊用于控制整板工作，通過PCI總線與PCI接口模塊相連，通過自定義總線與自定義接口模塊相連，并與NAND控制器模塊相連從而控制對NAND存儲陣列模塊的讀寫操作；

NAND控制器模塊包括12個NAND控制器子模塊，分別與主控模塊和NAND存儲陣列模塊相連，負責接收主控模塊傳輸的數據和指令信號，并按照主控模塊的指令直接對NAND存儲陣列模塊進行操作；

NAND存儲陣列模塊包括12個NAND存儲陣列子模塊，分別與NAND控制器模塊的12個NAND控制器子模塊相連；

圖1中省略了NAND控制器模塊中的第2～第11個NAND控制器子模塊，以及NAND存儲陣列模塊中的第2～第11個NAND存儲陣列子模塊。

該存儲板的工作方式如下：

上位機通過PCI接口模塊把控制指令傳輸到存儲板上的主控模塊，從而控制整個存儲板的狀態，如數據存儲、數據轉存、擦除等，并設置相關命令參數.當存儲板處于數據存儲狀態時，采集得到的數據通過自定義接口模塊進入主控模塊，由主控模塊完成數據的接收并根據上位機設置的相關參數形成命令幀，然后將命令幀分發至NAND控制器模塊；NAND控制器模塊中的12個獨立的NAND控制器子模塊，可并行執行對NAND存儲陣列的讀寫操作，通過多個NAND控制器的流水操作實現數據的并行高速存儲.當存儲板處于數據轉存狀態時，主控模塊根據上位機設置的相關命令參數產生數據讀取命令幀，并分發至NAND控制器模塊，NAND控制器模塊將從NAND存儲陣列模塊讀取的數據回傳至主控模塊，由主控模塊通過自定義接口模塊或通過PCI接口模塊上傳至上位機.

有益效果：

本實用新型所涉及的一種基于NAND的存儲板采用單體存儲量大的NAND，通過FPGA實現對多片NAND的并行流水訪問和管理，并通過PCI接口模塊實現了上位機與存儲板內部主控模塊的通信，從而使得該存儲板易于系統集成。本存儲卡不僅存儲帶寬高、存儲容量大、易于管理，而且克服了傳統盤陣類存儲系統設備復雜、功耗體積大的缺點。

附圖說明

圖1是本實用新型的模塊功能框圖；

圖2是本實用新型的NAND控制器子模塊與NAND存儲陣列子模塊連接示意圖；

圖3是本實用新型的命令幀分發及時序圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型做進一步詳細描述：

一種基于NAND的存儲板的主控模塊包括一片Xilinx公司的XC4VLX25型FPGA，它以自定義的方式通過CPCI板卡的J4、J5連接器實現板間基于源同步傳輸方式的互聯，同時還以自定義的方式通過一個PMC接口的JN3和JN4連接器實現與PMC背板的基于源同步傳輸方式的互聯；數據通過這些自定義接口進入主控模塊，并由主控模塊完成命令幀的組裝，而后傳輸給NAND控制器模塊。

NAND存儲陣列模塊包括96片K9WBG08U1M型NAND芯片，單片存儲容量為4GB，實現單板384G的存儲容量。每8片NAND芯片為一組，共分為12組NAND存儲陣列子模塊。