摘要：随着信息爆炸式的增长,人们对存储产品的存储容量、存储速度以及存储数据的完整性与灵活性提出了新的要求。固态硬盘由于没有传统机械硬盘那样的机械结构特征,具有读写速度快、抗震性好、工作范围宽、功耗小等优点,将会成为存储市场的主流。因而设计出高性能的基于SATA接口的固态硬盘具有重要的意义。在分析了SATA接口特性、ATA命令技术以及NAND Flash闪存技术的基础之上,以FPGA芯片XC5VFX130T为核心,设计了一种基于SATA3.0接口的多通道并行固态硬盘存储系统,该系统以NAND Flash为主要的存储介质。其中,为了充分利用SATA接口的高带宽,设计加入了DBUF(Data Buffer)作为主要的缓存设计方案。NAND Flash的设计则是采用多通道并行的方法,从宏观的角度拓宽了系统的带宽。通过将DBUF、SATA与NAND的有效结合,提高了固态硬盘存储系统的性能,从而充分提高主机设备间的传输速率。在充分利用并行硬件架构的基础上,软件上采取的优化方法主要为时间隐藏策略、数据预取策略、数据补偿策略等,从而使优化后速度相对于优化前提高了38.8%。最后用SATA逻辑分析仪等工具对SATA模块、NAND Flash模块以及系统的功能和性能进行了验证。结果表明多通道并行固态硬盘存储系统工作正常、接口协议满足SATA3.0中600MB/s的要求、存储性能较好。