● 摘要
随着电子技术的发展，人们不断地追求更大容量、更高速度、更小体积、更低功耗、更小噪音、更好的可靠性、更易于使用的新型存储设备。固态盘(Solid-State Disk，SSD)正是符合这些要求的一种解决方案，它使用NAND型闪存（Flash）作为存储介质，而像普通硬盘一样使用ATA接口作为传输接口。本课题构建了一个固态盘研究平台以研究固态盘内部算法和结构，并最终实现了一个固态盘的原型系统。通过移植ATA接口控制器和开发定制的NAND型闪存控制器，在一片FPGA内构建了基于NIOS软核处理器的SOPC（System-On-a-Programmable-Chip）系统，以此作为固态盘研究的硬件平台。基于此设计了一套核心算法模块与其他辅助模块弱耦合的软件框架，以此作为固态盘核心算法研究的软件平台。这样固态盘核心算法模块的改进就可以独立于系统的其他部分。最后在该平台上就核心算法部分提出了两套可行的算法，经比较实现其中较优者，完成固态盘的原型系统。本文首先介绍了ATA接口、闪存技术等固态盘相关技术，以及系统开发用到的关键技术。接下来详细讨论了系统实现、软件架构实现，并讨论了可选的关键算法及其实现。在论文的最后，是所有系统测试的结果，课题研究的结论，以及对课题的展望。本课题是基于实际应用的有益尝试，研究本身具有很强的可延续性，而研究成果在今后具有较好的实用潜力。