近年来,大容量数据存储设备主要是机械硬盘,机械硬盘采用机械马达和磁片作为载体,存在抗震性能低、高功耗和速度提升难度大等缺点。固态硬盘是以半导体作为存储介质及控制载体,无机械装置,具有抗震、宽温、无噪、可靠和节能等特点,是目前存储领域所存在问题的解决方案之一。本文针对这一问题,设计基于FPGA的固态硬盘控制器,实现数据的固态存储。文章首先介绍硬盘技术的发展,分析固态硬盘的技术现状和发展趋势,阐述课题研究意义,并概述了本文研究的主要内容及所做的工作。然后从分析固态硬盘控制器的关键技术入手,研究了SATA接口协议和NAND FLASH芯片特性。整体设计采用SOPC架构,所有功能由单片FPGA完成。移植MicroBlaze嵌入式处理器软核作为主控制器,利用Verilog HDL语言描述IP核形式设计SATA控制器核和NAND FLASH控制器核。SATA控制器核作为高速串行传输接口,实现SATA1.0协议,根据协议划分四层模型,通过状态机和逻辑电路实现协议功能。NAND FLASH控制器核管理NAND FLASH芯片阵列,将NAND FLASH接口转换成通用的SRAM接口,提高访问效率。控制器完成NAND FLASH存储管理和纠错算法,实现数据的存储和读取。最后完成固态硬盘控制器的模块测试和整体测试,介绍了测试方法、测试工具和测试流程,给出测试数据和结果分析,得出了验证结论。本文设计的固态硬盘控制器,具有结构简单和稳定性高的特点,易于升级和二次开发,是实现固态硬盘和固态存储系统的关键技术。