8086全硅计算机的硬盘设计研究

发布时间：2020-03-21 08:48

【摘要】：全硅计算机是将传统的PC机主板上的芯片组、CPU、内存、显卡、声卡、网卡、和硬盘等映射集成到单个芯片上。全硅计算机的硬盘是用半导体材料的Flash替代传统的机械硬盘的,以减少其体积、重量和功耗,改善性能。本文分析了全硅计算机的体系结构,对设计进行需求分析,确定全硅计算机的硬盘设计方案:第一,用SD卡设计全硅计算机的硬盘作为探索方案,采用BIOS程序实现对SD卡的操作,避免复杂的硬件设计、缩短设计周期。第二,用Flash作为全硅计算机的硬盘,设计了一个基于Flash芯片的硬盘控制器,在控制器设计中采用流水线RS码和基于环形的均衡擦除算法,提升了存储数据的稳定性并延长了Flash芯片使用寿命。 全硅计算机的硬盘设计采用了自顶向下和基于IP核共用的SoC设计方法,通过三个步骤实现全硅计算机的硬盘各个功能块:首先对功能块用Verilog语言进行逻辑设计,其次用Modelsim6.0对各个功能模块进行仿真,最后通过在Altera的DE2套件FPGA开发板中实现了整个硬盘设计。论文主要工作和成果如下: 1设计SPI模式下SD卡与全硅计算机的数据转换接口。 2用Verilog语言实现流水线RS(204,188)编解码。 3实现环形擦除均衡算法的Flash控制器,并在控制器里面嵌入流水线结构RS(204,188)编解码模块对存储数据进行编码和解码操作。
【图文】：

1.1.1 IP/SoC 设计方法学系统级芯片 SoC 类似于由许多芯片组装而成的系统电路板，只不过 SoC 是各种模块集成到一芯片上。近年来 SoC 性能越来越强,规模越来越大，SoC 芯片的规模一般要比普通的 ASIC 大的多,同时由于先进集成电路工艺带来的设计困难等,使得 SoC 设计的变得相当复杂。图 1.1 为便携式的 SoC 设计复杂性的趋势[3]。

第 2 章 8086 全硅计算机的系统架构8086 全硅计算机系统架构图如图 2.1，高速设备如内存（SDRAM）、显卡VGA）等通过 AHB 总线与 8086 CPU 进行数据交换，而低速设备则经由 APB线（Advanced Peripheral Bus）与 8086 CPU 通信，，CPU 作为 AHB 总线的唯一设备独占总线的使用权。本章将详细 8086 全硅计算机系统架构各个组件及其能。
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP333.35

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本文编号：2593084