论文部分内容阅读
并行总线PATA从设计至今已快20年历史,如今它的缺陷已经严重阻碍了系统性能的进一步提高,已被串行ATA(Serial ATA)即SATA总线所取代。SATA作为新一代磁盘接口总线,采用点对点方式进行数据传输,内置数据/命令校验单元,支持热插拔,具有150MB/s(SATA 1.0)或300MB/s(SATA 2.0)的传输速度。目前SATA已在存储领域广泛应用,但国内尚无独立研发的面向FPGA的SATA IP CORE,在这样的条件下设计面向FPGA应用的SATA IP CORE具有重要的意义。本论文对协议进行了详细的分析,建立了SATA IP CORE的层次结构,将设备端SATA IP CORE划分成应用层、传输层、链路层和物理层;介绍了实现该IP CORE所选择的开发工具、开发语言和所选用的芯片;在此基础上着重阐述协议IP CORE的设计,并对各个部分的设计予以分别阐述,并编码实现;最后进行综合和测试。采用FPGA集成硬核RocketIO MGT(RocketIO Multi-Gigabit Transceiver)实现了1.5Gbps的串行传输链路;设计满足协议需求、适合FPGA设计的并行结构,实现了多状态机的协同工作;在高速设计中,使用了流水线方法进行并行设计,以提高速度,考虑到系统不同部分复杂度的不同,设计采用部分流水线结构;采用在线逻辑分析仪Chipscope pro与SATA总线分析仪进行片上调试与测试,使得调试工作方便快捷、测试数据准确;严格按照SATA 1.0a协议实现了SATA设备端IP CORE的设计。最终测试数据表明,本论文设计的基于FPGA的SATA IP CORE满足协议需求。设计中的SATA IP CORE具有使用方便、集成度高、成本低等优点,在固态电子硬盘SSD (Solid-State Disk)开发中应用本设计,将使开发变得方便快捷,更能够适应市场需求。