在当前测试领域中,随着自动测试系统的不断发展,对数据的存储需求也提出了新的挑战,数据传输速率可达几百MB至GB/s,数据存储容量也高达几百GB甚至TB级别。本文采用PXIe总线和e MMC存储芯片,研制了一块高速大容量固态存储卡。本文通过深入分析技术需求、应用场合和现有技术储备,提出了基于PXIe总线的高速固态存储卡的设计方案。板卡采用PCIe和USB3.0作为对外数据接口,采用eMMC芯片组成阵列作为存储介质。采用Altera公司Cyclone V GX系列FPGA作为主控制器,该芯片支持PCIe端点硬核与SGDMA引擎,便于实现PCIe的链式DMA操作;采用三星公司容量为32GB的e MMC芯片作为存储芯片,八片并联使用存储容量可达256GB。采用Micron公司4片DDR2缓存颗粒作为高速缓存,缓存容量2GB,较好的解决了存储芯片与数据传输接口速率不匹配的问题。由于信号频率较高,在最初设计PCB时首先利用Allegro PCB SI软件进行了基于IBIS模型的板级信号完整性仿真,对DDR、eMMC等关键信号线进行板级仿真。保证信号传输在理论上满足需求,节约了设计时间;逻辑设计时采用高速逻辑的设计方法,对外部器件的同步控制采用正确的源同步输入输出时序约束,并通过不断调整时钟与数据的相位保障数据的有效窗口;通过比较同一功能用不同的逻辑实现方法对时序的影响,对设计代码进行优化,保证逻辑运行稳定。测试结果表明,本固态存储卡可以实现600MB/s的连续存储和读写,满足设计指标要求,为之后的设计和进一步开发积累了宝贵经验,具有很高的应用价值。