论文摘要
固态盘(Solid State Disk, SSD)以闪存作为存储介质,拥有高性能、低功耗、低噪声等诸多优点,是传统磁盘的理想替代品。随着容量的增大,价格的下降,固态盘将会被广泛地应用。闪存(FLASH)是一种电可擦除的半导体存储介质,由于制造工艺和外部接口的限制,单片闪存读写速度很有限,为了满足高性能固态存储的对吞吐率要求,需要通过多片闪存的并行工作来达到更高的性能。详细研究了闪存的工作原理,针对闪存的特性,提出了交叉访问、位扩展、多通道等提高闪存并行性的方法,可以大幅提高固态盘性能。设计并实现了一种闪存控制器,能够兼容各种闪存芯片及其命令集,提供了ECC校验等功能,并引入了一种潜伏命令的操作机制,可以减少中断,优化固态盘性能。为了对闪存的并行化方法以及闪存控制器进行验证,设计并实现了一个基于FPGA的固态盘原型系统,该原型系统提供4通道的闪存、USB 2.0接口和相应的底层软件包。测试结果表明,该原型系统能够被主机正确识别为大容量存储设备,并完成基本的读写操作,达到预期效果,为进一步研究固态盘相关技术提供了实验平台。