动态测试技术的快速发展使得高速数据存储器变得越来越重要。为了满足高带宽和大容量存储的要求,传统的方式为采用FLASH阵列的方式。然而,NANDFLASH存在坏块检测编码校验擦写均衡过于复杂等一系列缺陷,增加了系统开发成本,影响了项目开发效率和系统升级。eMMC(embedded Multi Media Card)因其速度快设计简单便于升级与管理的优势,解决了NANDFLASH开发缺陷。针对传统存储器的上述问题,结合eMMC的优势,提出了一种采用eMMC新型存储介质的高速存储器的设计思路。

首先对eMMC5.0规范进行了研究总结,并在此基础上根据系统指标提出了整体设计方案。存储器以FPGA作为主控制器,按照功能划分为SFP光纤接口模块、DDR3高速缓存模块、eMMC阵列存储模块和与上位机通信的千兆网模块。在系统逻辑设计中重点介绍了eMMC阵列控制逻辑的实现。通过对eMMC阵列的初始化单元传输控制单元命令接口单元以及阵列同步逻辑单元的设计,实现了eMMC阵列在HS400工作模式下的数据存储。然后对系统其他模块进行设计,配合完成整个系统的存储功能。

最后,依据设计方案,搭建了硬件测试平台。使用ChipScope、IBERT等对各个模块进行了在线调试。重点对eMMC阵列控制器进行了调试,并对SFP光纤接口模块和DDR3高速缓存模块的逻辑进行了验证。结果表明,设计的使用eMMC新型存储介质的高速固态存储器能够实现156MB/s的存储带宽,同时具有容量大可移植强系统升级容易等特点,满足设计要求。

开展的基于eMMC阵列的高速固态存储器的研究与设计,为后续动态测试领域的应用奠定了基础。