基于FPGA的网络存储系统的研究与设计

发布时间：2020-07-22 01:17

【摘要】： 信息技术的快速发展,使人们对数据传输的要求越来越高,无论是对速度,还是对系统的存储容量、体积、造价、稳定性都提出了更高要求。本文研究设计的是基于FPGA的网络存储系统。系统以IDE接口类型的大容量硬盘作为存储介质,利用基于FPGA的Nios嵌入式系统对硬盘进行控制,对数据进行无压缩存储,实现脱机操作。 本文中,IDE控制器的FPGA设计分成两大模块:ATA主机模块和wishbone从机模块,所有模块均选用wishbone作为IP核基本互联的接口标准。ATA主机部分设计PIO控制器、DMA控制器,实现数据的读写操作;wishbone从机部分实现向ATA主机传递参数,进行寄存器控制。然后将符合功能的模块和其他外围设备一起嵌入到Nios系统中,这由SOPCBuilder工具完成。硬件设计实现后,在SDK基础上进行软件设计。最后,将软件和硬件构成的系统下载到FPGA中进行调试。 文中的存储系统主要由Nios软核CPU、IDE控制器、驱动软件、外部存储设备等构成。经调试运行证明:该系统充分发挥硬盘优势,具有存储容量大、性能可靠、体积小及成本低等特点;系统符合ATA/ATAPI-6的传输协议,支持PIO-0～PIO-4传输,支持Ultra DMA 100,最大可以实现66.7MB/sec的数据传输率;系统采用专用的IDE控制器,脱离个人主机,完全实现脱机操作,适用于现场调试;采用基于RISC技术、流水线技术的通用嵌入式处理器软内核Nios进行系统的控制,使整个存储系统显得更加易用和灵活。此存储系统与其他存储系统相比较,具有小型化、便捷化、操作方便、可在线控制等特点,有很好的实用价值和应用前景。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TP333
【图文】：

nsport支持所有单端的I/o标准图4.1.1.25加tix器件的拍结构图如图4.1.1.2所示，Stratix的FO管脚除了支持丰富的接口标准外，还有很多特性，如:可编程驱动电流强度;漏极开路输出;总线保持;可编程上拉电阻;可编程输入输

支持所有单端的I/o标准图4.1.1.25加tix器件的拍结构图如图4.1.1.2所示，Stratix的FO管脚除了支持丰富的接口标准外，还有很多特性，如:可编程驱动电流强度;漏极开路输出;总线保持;可编程上拉电阻;可编程输入输

4Nios系统硬件部分实现硕士论文DMA时序控制模块调用PIO控制器中的通用计数器模块，将传输周期分为三阶段(图4.3.1.4)，模块内部结构如图4.3.2.1.1，图中各阶段代表意义如下:Tm:记录地址(CS、DA)有效响应到DIOR一心IOW-响应之间的时间;Td:记录DIOR一心IOW-有效脉冲宽度;Teoc:结束数据传输的时间，释放DIOR一/D10V办到DMACK一无效的时间。当g。信号有效，便激发Tm计数器，计数结束，产生输出有效信号Tmdone:Tmdone作为Td计数器的触发信号，计数结束产生有效信号Tddone，该信号同时被用作数据选择信号(ddstrb);Tddone作为介。c计数器的触发信号，计数结束信号done标志结束当前传输周期。DIO侧DIOW的有效宽度始于Tmdone

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本文编号：2765102