基于SFP光电模块的高速数据存储器的设计与研究

发布时间：2017-05-19 00:12

  本文关键词：基于SFP光电模块的高速数据存储器的设计与研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，随着社会对于数据的保密性、通信速率、通信质量、存取速率等越来越高的要求，一种能够进行数据高速传输和高速存储的数据存储器成为了现在众多研究机构的研究热点。在现代高速通信领域中，利用光纤进行数据的高速大容量传输成为了一种必然的发展趋势，而SFP（Small Form Pluggable）光电模块又是光纤通信中的一种必不可少的关键器件。因此，本文展开了基于SFP光电模块的高速数据存储器的研究，而在SFP光电模块数据传输链路中高速串行数据传输是其关键支撑技术。 高速串行作为现今高速数据传输领域的一种主流技术，其广泛应用于光纤通信行业、高速大容量数据存储领域以及千兆网络传输领域。鉴于本文高速数据存储器研究技术指标的要求，设计了以FPGA（Field-Programmable GateArray）作为主控核心的、以高速串行技术作为支撑的、以SFP光电模块作为光纤通信接口的、以基于SATA（SerialATA）接口固态硬盘（Solid State Drives：SSD）作为高速大容量存储介质的、以千兆以太网作为和上位机高速通信接口的、具有高速数据传输能力的和高速大容量数据存储能力的高速数据存储器。同时在该存储器的主控FPGA中实现了高速串行收发器的控制，，实现了与上位机的三速以太网MAC层通信，实现了固态硬盘的SATA II协议控制，实现了自定义SFP光纤链路通信协议的定制，并在设计过程中对于这些控制都进行了功能仿真。最后经过测试，该存储器实现了高速率大容量数据的高速传输及存储。
【关键词】：Small Form Pluggable 高速 固态硬盘 千兆以太网 数据存储器
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题研究的目的及意义8-9
• 1.2 SFP 光电模块及其关键技术的发展现状9-10
• 1.3 数据存储器的发展现状10-11
• 1.4 本文的内容及结构安排11-12
• 2 高速光模块 SFP 及其关键技术12-21
• 2.1 高速光模块 SFP 简介12-16
• 2.2 高速串行的物理驱动16-19
• 2.2.1 高速串行的驱动电路16-18
• 2.2.2 高速串行的信号完整性18-19
• 2.3 高速串行技术的应用19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 3 基于 SFP 光电模块高速数据存储器硬件设计21-33
• 3.1 基于 SFP 光电模块高速数据存储器的主要设计指标21
• 3.2 基于 SFP 光电模块高速数据存储器系统总体设计21-32
• 3.2.1 FPGA 主控单元设计22-25
• 3.2.2 存储器供电系统设计25-26
• 3.2.3 高速 SFP 光电模块接口电路设计26-28
• 3.2.4 存储器 SATA 固态硬盘接口电路设计28-29
• 3.2.5 存储器与上位机通信模块设计29-32
• 3.3 本章小结32-33
• 4 基于 SFP 光电模块高速数据存储器控制程序设计33-50
• 4.1 高速串行收发器 IP 硬核33-39
• 4.1.1 高速串行收发器 IP 硬核调用方式34-35
• 4.1.2 高速串行收发器参数调试工具——IBERT 简介35-37
• 4.1.3 SFP 光电模块高速链路参数调试37-39
• 4.2 SFP 光电模块控制39-42
• 4.2.1 SFP 光纤链路高速串行收发器例化39-40
• 4.2.2 SFP 光纤链路通信协议定制40-41
• 4.2.3 SFP 光纤链路控制程序波形仿真41-42
• 4.3 SATA 控制 IP 软核42-45
• 4.3.1 SATA 协议简介42-43
• 4.3.2 SATA 控制 IP 软核例化43-44
• 4.3.3 SATA 控制 IP 软核波形仿真44-45
• 4.4 千兆以太网控制模块45-48
• 4.4.1 千兆以太网 MAC 控制器简介45-46
• 4.4.2 千兆以太网 MAC 控制器例化46-47
• 4.4.3 千兆以太网 MAC 控制器波形仿真47-48
• 4.5 缓冲 FIFO 模块和以太网 FIFO 模块48
• 4.6 上位机命令解析模块48-49
• 4.7 本章小结49-50
• 5 系统测试50-57
• 5.1 测试平台50-51
• 5.2 光纤链路测试51-53
• 5.3 存储模块测试53-55
• 5.4 千兆以网测试55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 6 总结与展望57-60
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果63-64
• 致谢64-65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：377419