發(fā)布時(shí)間：2017-10-18 13:46

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA的Flash存儲(chǔ)器測(cè)試系統(tǒng)

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【摘要】：Flash存儲(chǔ)器具有高速度、大容量、非易失性和高可靠性等特點(diǎn),近年來(lái)已經(jīng)逐步應(yīng)用于航天電子系統(tǒng)中。航天工作環(huán)境中的高能質(zhì)子或重離子入射到電子元件上會(huì)引發(fā)輻射效應(yīng),使組成航天電子系統(tǒng)的電子元器件損傷或失效,如Flash存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能發(fā)生1到0或0到l的翻轉(zhuǎn),從而可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤、邏輯混亂、指令異常、程序走死或走飛等現(xiàn)象,甚至危及航天器在軌工作壽命。航天電子系統(tǒng)中的Flash存儲(chǔ)器首先要能適應(yīng)空間輻照等復(fù)雜環(huán)境。本文根據(jù)該領(lǐng)域的實(shí)際需求,設(shè)計(jì)一種Flash存儲(chǔ)器自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。本測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)用典型的存儲(chǔ)器測(cè)試方法在輻照條件下對(duì)Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行測(cè)試,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出Flash存儲(chǔ)器的抗輻照參數(shù)。本文在討論了Flash存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及Flash存儲(chǔ)器的電離輻照效應(yīng)的基礎(chǔ)上,闡述了Flash存儲(chǔ)器的功能模型、故障模型,采用典型的存儲(chǔ)器測(cè)試算法,如全0全1算法、棋盤(pán)法,最后完成整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。測(cè)試系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成,以千兆以太網(wǎng)作為上位機(jī)和下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸通路。上位機(jī)采用PC機(jī),上位機(jī)在Windows平臺(tái)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)環(huán)境(VS2010)下運(yùn)用C++語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā),用于控制測(cè)試操作、顯示測(cè)試工作狀態(tài)和統(tǒng)計(jì)分析測(cè)試試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù);下位機(jī)通過(guò)FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn),采用Xilinx公司的Kintex-7系列FPAG結(jié)合Marvell公司的88E1111芯片完成千兆以太網(wǎng)的通信協(xié)議,并且FPGA還負(fù)責(zé)完成對(duì)待測(cè)Flash存儲(chǔ)器的驅(qū)動(dòng)。下位機(jī)在Xilinx ISE Design Suite 14.4環(huán)境下完成對(duì)各個(gè)功能模塊的Verilog硬件語(yǔ)言設(shè)計(jì),包括千兆以太網(wǎng)的邏輯鏈路子層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、以及應(yīng)用層的邏輯設(shè)計(jì)和Flash存儲(chǔ)器的測(cè)試算法。在Mentor公司的仿真軟件Modelsim SE 10.1b環(huán)境下對(duì)下位機(jī)功能進(jìn)行功能仿真驗(yàn)證。給出了輻照環(huán)境下測(cè)試Flash存儲(chǔ)器的工作流程。整體測(cè)試結(jié)果表明本測(cè)試系統(tǒng)能夠完成設(shè)計(jì)預(yù)期功能,由于FPGA的高速并行優(yōu)勢(shì)和可重復(fù)在線編程的特點(diǎn),本測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的同時(shí)后續(xù)可以根據(jù)需求對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí),具有高的工程實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：Flash存儲(chǔ)器 測(cè)試系統(tǒng) 輻照效應(yīng) FPGA 千兆以太網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 縮略詞對(duì)照表11-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景和意義15-16
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排18-20
• 第二章 Flash電離輻照效應(yīng)分析及其測(cè)試原理20-30
• 2.1 Flash存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及其工作原理20-22
• 2.1.1 Flash存儲(chǔ)器的單元結(jié)構(gòu)20-21
• 2.1.2 Flash存儲(chǔ)器的陣列結(jié)構(gòu)21
• 2.1.3 Flash存儲(chǔ)器的工作原理21-22
• 2.2 Flash的電離輻照效應(yīng)22-25
• 2.2.1 空間輻射效應(yīng)概況22
• 2.2.2 總劑量效應(yīng)22-23
• 2.2.3 單粒子效應(yīng)[]23-25
• 2.3 Flash存儲(chǔ)器測(cè)試原理25-29
• 2.3.1 Flash存儲(chǔ)器功能模型25-26
• 2.3.2 Flash存儲(chǔ)器故障模型26-28
• 2.3.3 Flash存儲(chǔ)器常用測(cè)試算法28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 Flash測(cè)試系統(tǒng)方案的硬件電路設(shè)計(jì)30-42
• 3.1 系統(tǒng)的整體架構(gòu)30-31
• 3.2 FPGA控制模塊簡(jiǎn)介31-39
• 3.2.1 FPGA簡(jiǎn)介開(kāi)發(fā)流程分析31-32
• 3.2.2 FPGA芯片32-33
• 3.2.3 千兆以太網(wǎng)接口33-39
• 3.3 待測(cè)試芯片Am29lv160db39-40
• 3.3.1 芯片Am29lv160db介紹39-40
• 3.3.2 芯片工作模式40
• 3.4 本章總結(jié)40-42
• 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證42-62
• 4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)概述42-44
• 4.2 ISE和Modelsim的聯(lián)合仿真環(huán)境搭建44-45
• 4.3 以太網(wǎng)通信模塊的實(shí)現(xiàn)邏輯45-56
• 4.3.1 鏈路層邏輯設(shè)計(jì)46-50
• 4.3.3 網(wǎng)絡(luò)層邏輯設(shè)計(jì)50-54
• 4.3.4 傳輸層邏輯設(shè)計(jì)54
• 4.3.5 應(yīng)用層邏輯設(shè)計(jì)54-56
• 4.4 測(cè)試控制的邏輯設(shè)計(jì)56-60
• 4.4.1 測(cè)試控制的邏輯設(shè)計(jì)56-58
• 4.4.2 Flash工作狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)58-60
• 4.5 設(shè)計(jì)綜合結(jié)果60
• 4.6 本章總結(jié)60-62
• 第五章 測(cè)試系統(tǒng)的工作驗(yàn)證62-72
• 5.1 驗(yàn)證前期準(zhǔn)備62-63
• 5.1.1 系統(tǒng)整體搭建62
• 5.1.2 系統(tǒng)驗(yàn)證方法概述62-63
• 5.1.3 系統(tǒng)驗(yàn)證輔助工具63
• 5.2 系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)證演示63-68
• 5.2.1 上位機(jī)測(cè)試驗(yàn)證演示63-65
• 5.2.2 下位機(jī)測(cè)試驗(yàn)證演示65-68
• 5.3 測(cè)試系統(tǒng)工作流程68-70
• 5.4 本章總結(jié)70-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 本文總結(jié)72
• 6.2 本文展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 作者簡(jiǎn)介80-81
• 基本情況80
• 教育背景80
• 申請(qǐng)(授權(quán))專利80-81

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1055270