固態(tài)硬盤的SATA接口設(shè)計(jì).pdf

1、固態(tài)硬盤(Solid State Disk)是一種新型的硬盤存儲(chǔ)設(shè)備，與傳統(tǒng)的磁記錄硬盤相比，具有數(shù)據(jù)傳輸率高、能耗低、抗震性好等優(yōu)點(diǎn)，在高端存儲(chǔ)應(yīng)用中市場潛力巨大。由于固態(tài)硬盤采用的是半導(dǎo)體存儲(chǔ)介質(zhì)，不再含有機(jī)械部件，其數(shù)據(jù)讀寫速度得以顯著提升。采用串行高級(jí)技術(shù)附件協(xié)議(Serial Advanced Technology Attachmet，SATA)的接口標(biāo)準(zhǔn)，將使固態(tài)硬盤的接口速度在ATA協(xié)議的基礎(chǔ)上大幅提升。雖然目前SATA接

2、口有著廣泛應(yīng)用，但國內(nèi)對(duì)此方向的研究成果甚少，尚無發(fā)現(xiàn)自主研發(fā)的SATA接口芯片。
　　 詳細(xì)分析了SATA協(xié)議規(guī)范，分層闡述了協(xié)議的主要功能，闡述了硬件設(shè)計(jì)方法及相應(yīng)的硬件開發(fā)環(huán)境，給出了固態(tài)硬盤接口體系結(jié)構(gòu)。根據(jù)SATA協(xié)議數(shù)據(jù)傳輸流程進(jìn)行了層次性功能模塊和主控模塊劃分，進(jìn)而對(duì)主控模塊中的物理層初始化狀態(tài)機(jī)、鏈路層傳輸控制狀態(tài)機(jī)及循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check，CRC)、數(shù)據(jù)擾頻、帶外信號(hào)信號(hào)等

3、功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。對(duì)SATA協(xié)議傳輸層主要的數(shù)據(jù)傳輸模式PIO(Programming Input/Output)傳輸與DMA(Direct Memory Access)傳輸進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)，闡述了SATA協(xié)議雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕换ミ^程。
　　 對(duì)實(shí)現(xiàn)的SATA協(xié)議各層主要功能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證與結(jié)果分析，針對(duì)SATA物理層進(jìn)行了板級(jí)調(diào)試驗(yàn)證，對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行了理論分析并提出了改進(jìn)方法。通過對(duì)接口進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，節(jié)省了FPGA(