星载固态存储控制器标准化通用仿真测试平台设计

电子系统功能与复杂度的日益增加,对系统验证测试的效率提出了更高要求。传统卫星测试平台依据特定型号任务进行定制式设计,其设计开发周期长、综合成本高,难以适应当前任务需求。为此,提出了一种基于System Verilog语言开发的星载固态存储控制器通用仿真测试平台架构,其内部采用层次化模型,信号接口统一采用APB总线标准,可以通过配置测试平台数据源及格式及来适配不同容量、不同速率以及不同构型的星载固态存储控制器。实验表明,本文设计的测试平台具有一定的通用性,相比于传统测试平台可以有效地节省测试时间并提高测试覆盖率。

星载固态存储控制器标准化、可配置通用设计

为解决目前星载固态存储系统通用性差的问题,采用标准片上总线(APB总线)架构以及引入参数配置层的方法,设计了一种通用星载固态存储控制器.该设计可支持不同FLASH芯片厂家、不同FLASH芯片容量,以及不同叠装构型的NAND型FLASH存储阵列,从而实现一套代码可适应多种工程任务需求,可有效降低开发成本、缩短开发流程、提高开发效率.方案支持FLASH读写、擦除、复位等功能,并具备坏块管理机制,可以有效地增强系统的稳定性和提高存储效率.实验结果表明,系统支持最大写入速率达到100 Mbps、容量可达256 Gbit,并能够适配不同FLASH芯片构型以及兼容主流的宇航级FLASH芯片.

基于国产FPGA的星载Nor Flash控制器设计与验证

为满足航天星载存储系统进一步提高数据传输速率和系统可靠性,降低定制成本等需求,设计了一款基于国产宇航级可编程逻辑门阵列(field programmable gata array,FPGA)的Nor Flash控制器。该控制器针对Nor Flash编程和擦除操作速度较慢等问题,采用了解锁省略策略与增设写入缓冲器编程算法协同优化提高Nor Flash控制指令效率。控制器通过Verilog HDL语言编写有限状态机实现,modelsim仿真结果表明,控制器运作正常。同时,利用ER2C-3000型国产FPGA评估板搭建片上系统(system on a chip,SoC)进行了控制器优化算法验证,在设置工程的系统时钟为10 MHz和连续写入16个字/32字节操作条件下,设计比标准编程算法速度提升约3.5倍,比硬件解锁单字编程算法速度提升约2倍。为进一步提高国产星载SoC存储系统运转效率提供了新的思路。