基于SATA接口的固態(tài)硬盤控制器設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)通訊的發(fā)展，存儲(chǔ)產(chǎn)品廣泛地應(yīng)用于越來(lái)越多的領(lǐng)域，而傳統(tǒng)的機(jī)械硬盤存在抗震性能低、功耗高和速度提升難度大等缺點(diǎn)，因此無(wú)法適應(yīng)某些特殊的工作環(huán)境。固態(tài)硬盤是以半導(dǎo)體材料作為存儲(chǔ)介質(zhì)，無(wú)機(jī)械裝置，具有抗震、寬溫、無(wú)噪、可靠和節(jié)能等特點(diǎn)，是目前在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域所存在問(wèn)題的解決的有效方案之一。本文針對(duì)這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于SATA接口的固態(tài)硬盤控制器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的固態(tài)存儲(chǔ)。 本文首先概述硬盤技術(shù)的發(fā)展，分析固態(tài)硬盤的技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

2、，闡述課題研究意義，并介紹了本文研究的主要內(nèi)容及所做的工作。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件時(shí)，研究了SATA接口協(xié)議和NAND FLASH芯片特性。采用SOPC架構(gòu)完成了整體設(shè)計(jì)，由單片F(xiàn)PGA完成所有功能。移植MicroBlaze嵌入式處理器軟核作為主控制器，利用Verilog HDL語(yǔ)言描述IP核形式設(shè)計(jì)SATA控制器核和NAND FLASH控制器核。SATA控制器核作為高速串行傳輸接口，實(shí)現(xiàn)SATA1．0協(xié)議。根據(jù)協(xié)議劃分四層模型，通過(guò)狀態(tài)機(jī)和邏

3、輯電路實(shí)現(xiàn)協(xié)議功能。NAND FLASH控制器核管理NAND FLASH芯片陣列，將NAND FLASH接口轉(zhuǎn)換成通用的SRAM接口，提高訪問(wèn)效率?？刂破魍瓿蒒AND FLASH存儲(chǔ)操作和糾錯(cuò)算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。而在軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用C語(yǔ)言描述了各個(gè)操作流程，根據(jù)SATA協(xié)議處理SATA接口上的命令和數(shù)據(jù)，并根據(jù)NAND Flash的特點(diǎn)給出了應(yīng)用于NAND閃存的數(shù)據(jù)管理算法，通過(guò)二級(jí)地址映射，按塊中的臟頁(yè)數(shù)回收臟塊和按時(shí)間標(biāo)記