基于onfi2.1的高效通用nand控制器設計與實現(xiàn)

1、東南大學碩士學位論文基于ONFI2.1的高效通用NAND控制器設計與實現(xiàn)姓名：魯華榮申請學位級別：碩士專業(yè)：集成電路工程指導教師：李冰；卜冀春2012-04-25A b s t m aA b s t r a c tG r o w i n gm u l t i m e d i a m a t e r i a l a n de n o r m o u s d a t a s t o r a g ed e m a n df o r al a

2、r g e n u m b e ro fl o w —c o s t ,h i g h —p e r f o r m a n c en o n v o l a t i l eF l a s h m e m o r yp r o d u c t s ．1 1 1 et w oc h i e f k 如d So fn o n v o l a t i l eF l a s hM e m o r yo nt h em a r k e t a t

3、p r e s e n ta r eN O R F l a s ha n dN A N D F l a s h , a n d N A N D F l a s ho c c u p i e sa ni m p o r t a n t p l a c ei nt h ef i e l do f m o b i l e s t o r a g ef o r i t s b s s s i z ea n dl o w e rp r i c e

4、 ．T h e r e f o r e ，i tb e c o m e s a t r e n dt o i n t e g r a t eS O Cw i t h N A N D F l a s h c o n t r o l l e r ．B a s e d O i lt h eO N H 2 ．1p r o t o c o l , t h e f u n d a m e n t a l so f N A N D F l a s h

5、s u c h a s s t o r a g e s t r u c t u r e ，i n t e r n a la r c h i t e c t u r e ，i n t e r f a c es i g n a l a n dc o m m a n d s e q u e n c e se t c W C l “ ef 詆ts t u d i e d i nt h i st h e s i s ．T h e na c c o

6、 r d i n g t ot h ed e s i g nd e m a n d o f c o n t r o l l e r , m o d u l a r i z e dd e s i g n i n gi d e aw a s u s e dt og u i d et h eh a r d w a r e d e s i g no f t h em o d u l e s i n c l u d i n g b u s m a

7、 s t e r i n t e r f a c e ，b u s s l a v e i n t e r f a c e ，m e m o r y i n t e r f a c e ，c o m m a n d F I F O ，a s y n c h r o n o u sd a t aF I F O ．E C C a n ds y n c h r o n i z a t i o np r o c e s se t c ．E m

8、b e d d e d D M A 缸b u sm a s t e ri n t e r f a c em o d u l ew a sd e s i g n e du s i n g s t a t e - m a c h i n e ，w h i c hc a n r e d u c eC P U r c $ o u l c e so c c u p a t i o n , a n di m p r o v et h ee f f

9、l c i e n c y f o rr e a d i n ga n dw r i t i n g ．F o rd i f f e r e n ts e q u e n c eo fi n s t r u c t i o n s ，c o m p l e x n e s t i n gs t a t e - m a c h i n ew a s d e s i g n e dw h e n t h em e m o r y i n t

10、 e r f a c em o d u l e w a sf i n i s h e d ．1 1 1 ec o n t r o l l e rs u p p o r t e d t w o a c c e s sm o d e s ：c o m m a n d F I F Oa c c e S Sa n d r e g i s t e rd i r e c t l ya c c e s s ．T h ec o m m a n d F

11、I F O g r e a t l yi m p r o v e dt h ec o n t r o l l e r ' sc o m m a n dc o m p a t m i l i t y ．i n a d d i t i o n ，t h e t a c t i c s o f e r r o rd e t e c t i o n w i t h h a r d w a r ea n dc o r r e c t i

12、o n w i t hs o f t w a r e w a su s e d w h i l eE C C ．E C Cm o d u l eg u a r a n t e e d t h ed a m r e l i a b i l i t y ．T h ec o n t r o l l e r s u p p o r t e dN A N D F l a s ho fa s y n c h r o n o u si n t e r

13、 f a c e ．S u b m o d u l e o ft h ec o n t r o l l e rd i s t r i b u t e d i n t w o d i f f e r e n tc l o c kd o m a i n s ．V a r i o u ss y n c h r o n i z a t i o n m e c h a n i s m sw e r ec o m i d e r e d f o r

14、e x c h a n g i n g o f d a t as i g n a l s b e t w e e nd i f f e r e n tc l o c k d o m a i n s ．A f t e ri m p l e m e n t a t i o n o ft h e c o n t r o l l e r , f u n c t i o n a lv e r i f ℃a t i o n w a s d o n

15、e ，a n d t h e c o v e r a g e w a sr e p o r t e d t o o ．T h e n , F P G Av e r i f i c a t i o n w a se x e c u t e d O n X i l i n x V i r t e x 5 X C 5 V L X 3 3 0 ．M e a n w h i l e ，t h ed e s i 印e dc i r c u i tW

16、 a s s y n t h e s i z e dw i t h D e s i g nC o m p i l e ri nT S M C O ．18 u r nt e c h n o l o g ya n dt h ee s t i m a t e df r e q u e n c yo fo p e r a t i o ni s 8 0 M H z ．R e s u l t ss h o w e d t h a tt h e c

17、o n t r o l l e rc o u l dm e e t t h ed e s i g nr e q u h - e m e n t s ．T h e N A N D c o n t r o l l e r , w h i c hw a s e f f - c i e ma n df l e x 如l e ，m a d et h es y s t e mi n t e g r a t i o nm u c h e a s i

18、e r ．T h e S O Cc h 硒w i t hc o n v e n i e n t l ye x p a n d e dN A N D c o n t r o l l e rh a ss u c c e s s f u l l yt a p e do u t ．I th a ss u c c e s s f u l l ya p p l i e d如p r o d u c t d e v e l o p m e n t ．T

19、 h e r e a l i z a t i o ns c h e m ei s u n i v e r s a lp r a c t i c a l , a n di t ' sv a l u a b l e i ne n g i n e e r i n g ．K e y w o r d s ：O N F l 2 ．1p r o t o c o l N A N D F l a s h c o n t r o l l e r S