基于FPGA的Flash存儲器測試系統(tǒng).pdf

1、Flash存儲器具有高速度、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存儲單元中存儲的數(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

2、際需求，設(shè)計一種Flash存儲器自動測試系統(tǒng)。本測試系統(tǒng)通過運(yùn)用典型的存儲器測試方法在輻照條件下對Flash存儲器進(jìn)行測試，對實驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析得出Flash存儲器的抗輻照參數(shù)。
　　本文在討論了Flash存儲器的結(jié)構(gòu)、工作原理以及Flash存儲器的電離輻照效應(yīng)的基礎(chǔ)上，闡述了Flash存儲器的功能模型、故障模型，采用典型的存儲器測試算法，如全0全1算法、棋盤法，最后完成整個測試系統(tǒng)設(shè)計。測試系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成，以千兆以太

3、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平臺應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境（VS2010）下運(yùn)用C++語言進(jìn)行開發(fā)，用于控制測試操作、顯示測試工作狀態(tài)和統(tǒng)計分析測試試驗結(jié)果數(shù)據(jù)；下位機(jī)通過FPGA來實現(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)完成對待測Flash存儲器的驅(qū)動。
　　下位機(jī)在Xilinx ISE

4、 Design Suite14.4環(huán)境下完成對各個功能模塊的Verilog硬件語言設(shè)計，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)計和Flash存儲器的測試算法。在Mentor公司的仿真軟件Modelsim SE10.1b環(huán)境下對下位機(jī)功能進(jìn)行功能仿真驗證。給出了輻照環(huán)境下測試Flash存儲器的工作流程。
　　整體測試結(jié)果表明本測試系統(tǒng)能夠完成設(shè)計預(yù)期功能，由于FPGA的高速并行優(yōu)勢和可重復(fù)在線編程的特點(diǎn)，本