基于SATA Ⅱ固態(tài)硬盤的高速數(shù)據(jù)存儲器的研究與設(shè)計.pdf

1、近年無論是軍事的航天遙測領(lǐng)域，還是民用的大數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，都經(jīng)歷著高速和大容量數(shù)據(jù)的改革，千兆萬兆光纖通信技術(shù)已經(jīng)進入千家萬戶。在此背景下，人們對數(shù)據(jù)傳輸速度、存儲容量的要求越來越高，對信號處理的實時性要求也越來越苛刻。
　　本研究在符合大環(huán)境要求下，針對遙測領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)存儲的大容量、高速以及高可靠性的要求，設(shè)計了一款便攜式高速數(shù)據(jù)存儲器。課題選擇的主控核心選擇Xilinx公司提供的高性價比的Spartan-6系列FPGA，前端數(shù)據(jù)采

2、用高帶寬x1通道的PCI-Express作為傳輸總線。為了匹配數(shù)據(jù)的跨時鐘域傳輸，選用DDR3-SDRAM作為遙測數(shù)據(jù)的高速數(shù)據(jù)緩存器。課題方案把存儲數(shù)據(jù)存儲至以高速串行收發(fā)器為物理底層的SATA II固態(tài)硬盤,克服了傳統(tǒng)大容量存儲器的體積大、并行傳輸速度慢的劣勢。由于目前SATA II主控制器的實現(xiàn)多采用SOPC（可編程片上系統(tǒng)）操作，為了節(jié)約開發(fā)成本以及方便操作，提出了一種不依賴于操作系統(tǒng)的SATA II主控操作方式，并實現(xiàn)了SAT

3、A II固態(tài)硬盤數(shù)據(jù)存儲。同時完成了DDR3控制數(shù)據(jù)的緩存和PCI-E總線DMA控制數(shù)據(jù)傳輸。對各個模塊進行了硬件設(shè)計，并在此平臺上完成了各模塊主控器的邏輯設(shè)計。設(shè)計完成后，在搭建的測試平臺上，利用IBERT、Chipscope等調(diào)試工具對SATA II、PCI-E鏈路進行了數(shù)據(jù)傳輸正確性和速度的測試，并對DDR3模塊進行了存儲測試，最后通過上位機控制完成系統(tǒng)的固態(tài)硬盤的數(shù)據(jù)讀寫。結(jié)果顯示，系統(tǒng)可以達到設(shè)計指標(biāo)要求的存儲量達到120GB