高可靠固态存储模块的实现与应用

吴洪成 潘琪

摘 要： 研究基于NAND-FLASH的固态存储模块的开发和应用，具有重要的现实意义。文章提出了一种高可靠固态存储模块实现及其在计算机系统中应用的方法，即采用数据纠错、损耗均衡、过量配置、坏块管理、RAID等技术实现计算机系统的高可靠性存储模块，并考虑非正常断电保护以及数据加密、数据销毁等功能，以满足高可靠、深层次的应用需求。

关键词： 高可靠； 固态存储； NAND-FLASH； 计算机系统

中图分类号：TP399 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2015）09-14-03

Realization and application of high-reliable solid-state storage module

Wu Hongcheng1， Pan Qi2

（1. No.52 Research Institute of CETC， Hangzhou， Zhejiang 310012， China； 2. The air force's military representative office in Zhejiang）

Abstract： Research on the development and application of solid-state storage module based on NAND-FLASH has important practical significance. This paper proposes the realization of a high-reliable solid-state storage module and its application in the computer system， namely the data correction， wear leveling， excess allocation， bad block management， raid， and other technology is used to achieve high reliability storage module for computer system， and taking into account the non-normal power-off protection and data encryption， data destruction ， and other functions， to meet the demands of high reliable and in-depth applications.

Key words： high-reliable； solid-state storage； NAND-FLASH； computer system

0 引言

在過去30多年里，硬盘驱动器在计算机系统存储介质中一直占据统治地位，然而除了存储容量有大幅度提升外，其读写速度没有明显的提升。为应对当前计算机系统对存储介质读写速率的需求，尤其是面对广泛的PC机应用市场，研究高可靠、低成本的固态存储模块具有重大的意义，可为计算机商用系统的应用带来数据处理上的革新。

本论文结合NAND-FLASH存储介质的使用特点，提出了一种高可靠固态存储模块的开发及在计算机系统的应用方法，即采用数据纠错、损耗均衡、过量配置、坏块管理、RAID等技术实现计算机系统的高可靠性存储模块，并考虑了非正常断电保护以及数据加密、数据销毁等满足高可靠及深层次的应用需求。

1 固态存储模块的总体实现

面对当前计算机系统的应用需求，本文提出了NAND-

FLASH芯片的高可靠固态存储[1]模块的实现原理，如图1所示。

固态存储模块主要由接口电路、大规模可编程门阵列（FPGA）、数据缓存、嵌入式处理器及其外围电路、协处理器以及存储介质组等几大部分组成。……