随着数据存储技术的发展,如何在满足性能要求的前提下设计出成本低、重量轻、容量大、速度快的数据存储系统已成为目前的研究热点。本文致力于研究并实现一种基于FPGA的高速数据存储系统,以满足机载数据存储系统的要求。论文首先介绍了高速数据存储系统的研究现状和发展趋势,然后对IDE硬盘和ATA接口标准进行了研究,对实现硬件电路原理和方法的VHDL语言、现场可编程门阵列(FPGA)以及所用的编程软件QuartusⅡ进行了介绍,并详细说明了用Cadence绘制高速电路板的方法和注意事项。在此基础上,选择低功耗、低成本、高性能的FPGA芯片(Altera公司CycloneⅡ系列的EP2C8Q208C8)作为存储控制器,FPGA与硬盘之间采用ATA接口标准中Ultra DMA模式4,将原有的VHDL代码在接口标准的基础上进行修改、编译、综合、仿真、布局布线和管脚分配,并对各功能模块和顶层模块的设计进行详细阐述,然后分模块下载到自行设计的印刷电路板中进行调试。结果显示,在FPGA内部工作时钟为100MHz时,用计数器模拟产生各个输入信号,设计可以完成全部过程,突发数据传输速率可以达到48MB/s;将设计的系统与硬盘相连,设计可以进行完硬盘初始化和DMA通道初始化阶段。本文所论述的工作对高速数据存储系统的最终实现具有重要的铺垫作用。论文在总结所做工作的同时,对下一步工作提出了有益的建议。