基于SOPC技术的高密度固态存储系统研究与实现

基于SOPC高密度固态存储系统的研究与实现 SOPC（System-on-a-Programmable-Chip）技术是指将系统级的处理器、存储器、接口等组件集成到单个可编程逻辑器件（FPGA）中，实现高性能、低功耗、灵活性强的系统设计。高密度固态存储系统是指使用FLASH卡等固态存储器件，实现高速、低延迟、可靠的数据存储。 在星载CCD相机成像系统中，需要一种容量大、存取速率高、体积小、重量轻、耗电省、可靠性高的数据存储设备。传统的磁带机、磁盘、磁光盘等存储设备由于具有高速转动部件，影响可靠性，无法满足星载CCD相机成像系统的要求。 本研究选用高密度FLASH卡——SanDisk的UltraIICompactFlash（CF）卡组成阵列，采用Altera公司的软核嵌入式处理器Nios，应用SOPC技术由单一可编程逻辑器件（FPGA）取代“处理器+FPGA”的系统结构，就扩展容量、提高存储速度等关键技术进行研究，提出解决措施，并给出系统实现方案。 FLASH卡具有容量密度高、存储非易失性、功耗小等优势特点，适合空间应用。但是，FLASH具有写入速度慢、存在无效块和位差错等问题，需要采取相应的解决措施。SanDisk的UltraIICompactFlash（CF）卡是高密度FLASH卡，具有高速存储、低延迟、可靠性高的特点，适合星载CCD相机成像系统的数据存储需求。 本研究的主要贡献包括： 1. 提出了一种基于SOPC技术的高密度固态存储系统，能够满足星载CCD相机成像系统的数据存储需求。 2. 采用高密度FLASH卡——SanDisk的UltraIICompactFlash（CF）卡组成阵列，实现高速、低延迟、可靠的数据存储。 3. 应用SOPC技术由单一可编程逻辑器件（FPGA）取代“处理器+FPGA”的系统结构，实现系统设计的灵活性和可靠性。 4. 提出了一些解决FLASH卡写入速度慢、存在无效块和位差错等问题的措施，提高了存储系统的可靠性和性能。 本研究提出了基于SOPC技术的高密度固态存储系统，能够满足星载CCD相机成像系统的数据存储需求，具有很高的实用价值。