基于半導體存儲芯片K9WBG08U1M的大容量存儲器

　　O 引言

　　隨著(zhù)航空航天航海等技術(shù)的發(fā)展，無(wú)論是星載還是艦載方面的技術(shù)要求，都迫切希望有一種能夠在惡劣環(huán)境(高溫、低溫、振動(dòng))下正常工作，并且易于保存的大容量視頻記錄設備，以滿(mǎn)足數據管理系統方面的要求。

　　早期的海量數據記錄主要是使用磁帶機，但存放在磁帶機中的數據保存條件較高，它容易受到天氣和濕度等環(huán)境的影響。而使用半導體存儲芯片作為存儲介質(zhì)則具有存儲密度高、無(wú)轉動(dòng)部件、可靠性高、體積小、重量輕等特點(diǎn)，因此，半導體存儲芯片逐漸成為高可靠性數據記錄器的主流方案。

　　基于半導體存儲芯片K9WBG08U1M的大容量存儲器，可以很好的滿(mǎn)足工業(yè)控制或軍事領(lǐng)域等惡劣環(huán)境下的使用要求。

　　1 大容量存儲器的應用設計

　　1.1 系統組成

　　整個(gè)視頻壓縮與大容量數據存儲系統一般由多路視頻服務(wù)終端、中心控制分系統、大容量電子存儲陣列等組成。其中，多路視頻服務(wù)終端用于視頻信號的采集和壓縮，壓縮后的視頻數據通過(guò)網(wǎng)絡(luò )送入存儲陣列保存，也可以通過(guò)以太網(wǎng)送到指定的用戶(hù)進(jìn)行瀏覽;中心控制分系統以高性能嵌入式處理器BF537為核心，可完成視頻服務(wù)終端的控制，存儲陣列數據的讀出。它通過(guò)百兆以太網(wǎng)與上位機進(jìn)行高速數據交換;存儲陣列可提供高達4T的存儲深度，它由10塊400MByte容量的獨立存儲板組成，可為多路視頻服務(wù)終端提供同時(shí)存儲服務(wù)，存儲介質(zhì)采用大容量非易失NAND-Flash芯片K9WBG08U1M，單片存儲容量為32Gbit，每塊存儲板都可由視頻服務(wù)終端寫(xiě)入，并由中心控制分系統讀出。其系統組成框圖如圖1所示。

　　1.2 系統工作原理

　　攝像機輸出的視頻信號進(jìn)入視頻采集壓縮卡后，首先通過(guò)A/D變換器進(jìn)行視頻信號采集，采樣后輸出的數字視頻信號經(jīng)FPGA整理后進(jìn)入數字信號處理器DSP，然后對視頻數據在DSP中按照MPEG4協(xié)議進(jìn)行視頻壓縮，形成MPEG4格式的視頻數據流;每塊采集壓縮板的視頻數據流可實(shí)時(shí)保存到存儲陣列中。如果有用戶(hù)需要訪(fǎng)問(wèn)，則將該數據流打包后發(fā)送給指定的用戶(hù)。

　　壓縮和存儲過(guò)程受主控計算機的控制。如果有用戶(hù)需要瀏覽保存的視頻數據，則需要向主控計算機發(fā)出瀏覽請求，主控計算機接受后，即可通過(guò)讀數據邏輯選擇存儲陣列中的數據塊，然后讀出后打包并發(fā)送給指定的用戶(hù)。主控計算機可以同時(shí)響應多個(gè)用戶(hù)的請求。

　　2 大容量電子存儲陣列設計

　　2.1 數據收發(fā)接口

　　存儲板的數據收發(fā)可通過(guò)DSP實(shí)現?？紤]到與前端芯片選擇的一致性，本方案選擇ADI公司的ADSP-BF533為數據收發(fā)處理器。執行存儲操作時(shí)，BF533將從輸入/輸出總線(xiàn)并行外設接口(PPI)接收中心控制板發(fā)送的存儲數據，并將其緩存到SDRAM，同時(shí)按照K9WBG08U1M的編程時(shí)序要求形成存儲器的編程指令，再通過(guò)FPGA發(fā)送到K9WBG08U1M存儲芯片;而在執行讀操作時(shí)，BF533則通過(guò)FPGA向K9WBG08U1M發(fā)送讀操作指令，以讀取指定區域的數據并緩存到SDRAM存儲器中，然后通過(guò)輸入/輸出總線(xiàn)(PPI)發(fā)送到中心控制分系統并將其回送給上位機進(jìn)行瀏覽。