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

1、近年無(wú)論是軍事的航天遙測(cè)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(wàn)兆光纖通信技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入千家萬(wàn)戶(hù)。在此背景下，人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度、存儲(chǔ)容量的要求越來(lái)越高，對(duì)信號(hào)處理的實(shí)時(shí)性要求也越來(lái)越苛刻。
　　本研究在符合大環(huán)境要求下，針對(duì)遙測(cè)領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)的大容量、高速以及高可靠性的要求，設(shè)計(jì)了一款便攜式高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。課題選擇的主控核心選擇Xilinx公司提供的高性?xún)r(jià)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(xiàn)。為了匹配數(shù)據(jù)的跨時(shí)鐘域傳輸，選用DDR3-SDRAM作為遙測(cè)數(shù)據(jù)的高速數(shù)據(jù)緩存器。課題方案把存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至以高速串行收發(fā)器為物理底層的SATA II固態(tài)硬盤(pán),克服了傳統(tǒng)大容量存儲(chǔ)器的體積大、并行傳輸速度慢的劣勢(shì)。由于目前SATA II主控制器的實(shí)現(xiàn)多采用SOPC（可編程片上系統(tǒng)）操作，為了節(jié)約開(kāi)發(fā)成本以及方便操作，提出了一種不依賴(lài)于操作系統(tǒng)的SATA II主控操作方式，并實(shí)現(xiàn)了SAT

3、A II固態(tài)硬盤(pán)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。同時(shí)完成了DDR3控制數(shù)據(jù)的緩存和PCI-E總線(xiàn)DMA控制數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)，并在此平臺(tái)上完成了各模塊主控器的邏輯設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后，在搭建的測(cè)試平臺(tái)上，利用IBERT、Chipscope等調(diào)試工具對(duì)SATA II、PCI-E鏈路進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸正確性和速度的測(cè)試，并對(duì)DDR3模塊進(jìn)行了存儲(chǔ)測(cè)試，最后通過(guò)上位機(jī)控制完成系統(tǒng)的固態(tài)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。結(jié)果顯示，系統(tǒng)可以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求的存儲(chǔ)量達(dá)到120GB