基于FPGA的IDE固態(tài)硬盤控制器的設計與實現.pdf

1、固態(tài)硬盤是一種以FLASH為存儲介質的新型硬盤。由于它不像傳統(tǒng)硬盤一樣以高速旋轉的磁盤為存儲介質，不需要浪費大量的尋道時間，因此它有著傳統(tǒng)硬盤不可比擬的順序和隨機存儲速度。同時由于固態(tài)硬盤不存在機械存儲結構，因此還具有高抗震性、無工作噪音、可適應惡劣工作環(huán)境等優(yōu)點。隨著計算機技術的高速發(fā)展，固態(tài)硬盤技術已經成為未來存儲介質技術發(fā)展的必然趨勢。 本文以設計固態(tài)硬盤控制芯片IDE接口部分為項目背景，通過可編程邏輯器件FPGA，基于A

2、TA協(xié)議并使用硬件編程語言verilog，設計了一個位于設備端的IDE控制器。該IDE控制器的主要作用在于解析主機所發(fā)送的IDE指令并控制硬盤設備進行相應的狀態(tài)遷移和指令操作，從而完成硬盤設備端與主機端之間基本的狀態(tài)通信以及數據通信。論文主要完成了幾個方面的內容。第一：論文從固態(tài)硬盤的基本結構出發(fā)，分析了固態(tài)硬盤IDE控制器的功能性需求以及寄存器傳輸、PIO傳輸和UDMA傳輸三種ATA協(xié)議主要傳輸模式所必須遵循的時序要求，并概括了IDE

3、控制器設計的要點和難點；第二：論文設計了IDE控制器的總體功能框架，將IDE控制器從功能上分為寄存器部分、頂層控制模塊、異步FIFO模塊、PIO控制模塊、UDMA控制模塊以及CRC校驗模塊六大子功能模塊，并分析了各個子功能模塊的基本工作原理和具體功能設計；第三：論文以設計狀態(tài)機流程和主要控制信號的方式實現了各個具體子功能模塊并列舉了部分關鍵代碼，同時給出了主要子功能模塊的時序仿真圖；最后，論文給出了基于PIO傳輸模式和基于UDMA傳輸模