一种高速数据存储方法的设计与验证
2021-04-17余红英王一奇
赵 越,余红英,王一奇
(1.中北大学电气与控制工程学院,太原030051;2.山东航天电子技术研究所软件中心,烟台264010)
引 言
随着现代探测设备的发展和更新,设备获取的信息量变得更大,相应的要求存储的速率也要提高[1]。目前高速存储系统主要分为基于PC的数据采集存储系统和基于硬件平台的采集存储系统。计算机的体积限制了它在不同环境下的使用,而基于硬件平台的存储模块集成度高、体积小,可以在更多环境下应用。西安电子科技大学的安凯用2 GB的DDR3芯片作为缓存阵列,8块Micro SD卡作为存储介质,在800 MHz芯片时钟下实现了470 MB/s的存储速度[2],但芯片存储模块利用率不高。中北大学的石帅等在40 MB/s的芯片时钟下用一块FLASH芯片的两个片选使用交错式双页面编程方法实现了30 MB/s的存储速度,但没有给芯片足够的突发存储时间[3]。现有的高速采集存储系统大多通过使用存储速率更高的存储芯片来增加存储速度,在现有资源利用的角度没有做更深入的探究。本文设计的高速存储采集系统通过FPGA采集数据,用NAND FLASH芯片作为存储介质,通过FPGA直接操作NAND FLASH芯片,不仅能减小PCB占用面积,又能用流水线操作利用FLASH芯片的“Busy”时间[4]。双FIFO用“乒乓读写”技术,可以做到数据不间断的存储,保证数据的实时性和可靠性。2块NAND FLASH芯片有4个片选,通过FIFO乒乓读写结合四流水线操作可以完全发挥每一片NAND FLASH的性能,从而做到连续不间断的高速数据存储[5-6]。本系统在现有条件下,使用36 MB时钟仅用2块存储芯片就可以实现18 MB/s的存储速率,在使用同样存储速率的芯片时,流水线操作可以充分发挥FLASH芯片的性能。……
