NAND flash控制器設(shè)計(jì)及軟硬件協(xié)同驗(yàn)證.pdf

1、隨著電子產(chǎn)品的日新月異的發(fā)展，消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品功能越來(lái)越多樣化，這對(duì)其存儲(chǔ)器的容量要求也是越來(lái)越大。對(duì)于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中的便攜式多媒體播放器又對(duì)存儲(chǔ)器有了小體積和低功耗的要求。NAND FLASH以其高容量、小體積、低成本以及低功耗的特性，在電子產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。所以將NAND FLASH控制器集成到SoC系統(tǒng)成為一種趨勢(shì)。
　　本論文首先分析了NAND FLASH存儲(chǔ)原理、NAND FLASH器件的存儲(chǔ)架構(gòu)以及主流FLASH器

2、件的讀寫(xiě)和擦除操作時(shí)序。依據(jù)NAND FLASH的存儲(chǔ)特性，本文討論了一種基于AMBA AHB總線(xiàn)的NAND FLASH控制器的實(shí)現(xiàn)方式和基于FPGA的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。
　　對(duì)于控制器的設(shè)計(jì)，為了適應(yīng)NAND FLASH器件特別是MLC器件的位反轉(zhuǎn)的特性，該控制器集成了BCH糾錯(cuò)碼模塊。并使用串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到并行數(shù)據(jù)運(yùn)算的技術(shù)優(yōu)化了BCH實(shí)現(xiàn)方法。為了加速對(duì)NAND FLASH器件的訪問(wèn)速度，該控制器依據(jù)FLASH器件的通常讀寫(xiě)時(shí)序

3、進(jìn)行了自動(dòng)模式訪問(wèn)，并且在同時(shí)訪問(wèn)多個(gè)NAND FLASH芯片時(shí)利用interleave模式充分利用各個(gè)器件忙的時(shí)間，提高整體讀寫(xiě)操作效率；為了使該控制器能適用于多種NAND FLASH器件，該控制器支持NAND FLASH器件訪問(wèn)的一些時(shí)序參數(shù)軟件可調(diào)，以及支持多種頁(yè)大小，為了適應(yīng)不同器件糾錯(cuò)碼規(guī)格要求不一，本設(shè)計(jì)支持多種BCH糾錯(cuò)碼規(guī)格，并盡量做到硬件共用來(lái)節(jié)省控制器面積。
　　對(duì)于NAND FLASH控制器的驗(yàn)證方面，本文討

4、論了控制器的功能仿真和基于FPGA的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。在進(jìn)行功能仿真之后，為了更充分和真實(shí)的驗(yàn)證NAND FLASH控制器，本文采用了基于FPGA軟硬件相結(jié)合的驗(yàn)證方式。把NAND FLASH控制器集成到ARM核心的SoC系統(tǒng)，并一起綜合下載到賽靈思（Xilinx）的Virtex-4FPGA芯片，然后利用ARM的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)編寫(xiě)測(cè)試程序，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)NAND FLASH控制器的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證。
　　設(shè)計(jì)一個(gè)集成數(shù)據(jù)糾錯(cuò)功能并且能夠高