固態(tài)存儲(chǔ)陣列控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)備對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求也越來越高。為了使要求存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、精確的記錄下來，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)速率和存儲(chǔ)容量的大小就變得非常重要。為了更好的適應(yīng)外場(chǎng)測(cè)試，存儲(chǔ)設(shè)備還應(yīng)該具有體積小、易于攜帶等特點(diǎn)。
　　在數(shù)據(jù)采集、控制和存儲(chǔ)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊起到了至關(guān)重要的作用。本文根據(jù)項(xiàng)目的具體參數(shù)要求，給出了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本框架和實(shí)現(xiàn)流程。以Xilinx公司Virtex5系列FPGA為主開發(fā)芯片；以其

2、中硬核CPU PowerPC440為主控單元；以XPS（Xilinx platform studio）為開發(fā)環(huán)境，DDR2 SDRAM為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)單元，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)到多塊SSD的存儲(chǔ)與回讀。本論文主要工作如下：
　　1、在XPS集成開發(fā)環(huán)境下搭建存儲(chǔ)陣列控制器硬件平臺(tái)。在存儲(chǔ)陣列形成方面，本文通過例化4個(gè)并行的SATA控制器來完成；在數(shù)據(jù)控制方面，使用其內(nèi)置硬核PowerPC440來控制；在數(shù)據(jù)緩存方面，通過其MPMC控制器來實(shí)現(xiàn)；在

3、接收上級(jí)數(shù)據(jù)時(shí)，使用其數(shù)據(jù)采集模塊來完成；在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過數(shù)據(jù)回讀模塊來實(shí)現(xiàn)；在和用戶進(jìn)行交互時(shí)，使用RS232串口和SPI接口來完成。
　　2、針對(duì)項(xiàng)目要求，在XPS集成開發(fā)環(huán)境下使用C語言編程，利用其內(nèi)置硬核PowerPC處理器實(shí)現(xiàn)了多個(gè)SSD的并行存儲(chǔ)與回讀，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)陣列控制器的軟件設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)過程中，設(shè)置相關(guān)寄存器來完成緩存模塊的區(qū)域劃分，通過相關(guān)用戶接口函數(shù)和具體設(shè)計(jì)流程來完成數(shù)據(jù)到存儲(chǔ)陣列的讀寫任務(wù)。經(jīng)過測(cè)試，數(shù)據(jù)

4、存儲(chǔ)和回放的速度均可達(dá)850MB/s，并且其誤碼率為0。
　　3、根據(jù)系統(tǒng)具體要求，在其內(nèi)置CPU PowerPC基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)自定義文件管理系統(tǒng)。本文所實(shí)現(xiàn)的硬盤管理系統(tǒng)具有寫文件、讀文件以及刪除文件等功能，使用其內(nèi)置
　　SPI接口來完成命令接收工作。在物理結(jié)構(gòu)上，本文將此文件記錄保存在每個(gè)硬盤的0~3個(gè)扇區(qū)，用戶可以通過讀取硬盤此區(qū)域內(nèi)的內(nèi)容來獲得其文件信息。由于使用的物理機(jī)構(gòu)為連續(xù)結(jié)構(gòu)，所以在檢索文件記錄時(shí)，查找效率比較