基于固态盘的数据存储与回放技术研究

发布时间：2023-04-16 20:20

　　当前,在雷达、电子通信、医学影像等领域,存储模块作为系统的重要组成部分很大程度上影响其整体性能,同时系统还需要对存储的数据进行回放处理。随着信息技术的发展,很多应用场景对存储设备提出了高速实时存储及大存储容量等新要求。而SATA接口的固态盘正逐渐发展为主流存储设备。因此,研究基于固态盘的数据存储与回放技术具有重要意义。论文主要完成以下工作。研究了SATA协议各层的功能与结构。重点研究了物理层的带外信号、初始化过程,链路层的原语、编码/解码、加扰/解扰、检验过程,传输层的帧结构、寄存器以及应用层DMA传输模式的工作机理。论文采用Xilinx公司搭载V5芯片的ML507评估套件作为硬件开发平台,利用ISE软件对SATA固态盘控制器进行分层设计。物理层利用GTX串行收发器完成串并转换功能,设计带外信号控制模块完成初始化功能。链路层和传输层基于传输状态变化设计状态机和相应功能模块。应用层利用FPGA存储操作信息完成回放模块设计。最后通过仿真验证各层设计的正确性。在此基础上,依据设计的整体架构,完成控制器设计。利用ML507评估套件与三星SSD850固态盘组成存储系统,对系统性能进行整体测试。通...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究状况
        1.2.1 SATA协议发展状况
        1.2.2 硬盘发展状况
    1.3 本论文主要研究内容和结构安排
第二章 SATA协议分析
    2.1 SATA协议概述
    2.2 SATA协议物理层
        2.2.1 物理层功能
        2.2.2 OOB信号
        2.2.3 物理层初始化过程
    2.3 SATA协议链路层
        2.3.1 链路层功能
        2.3.2 8/10比特编码与原语
        2.3.3 CRC检验与加解扰
    2.4 SATA协议传输层
        2.4.1 传输层功能
        2.4.2 帧信息与结构
        2.4.3 I/O寄存器
    2.5 SATA协议应用层
        2.5.1 应用层功能
        2.5.2 PIO和DMA传输
    2.6 小结
第三章 SATA IP核的设计与实现
    3.1 SATA IP核的总体设计
    3.2 物理层的设计
        3.2.1 高速串行模块设计
        3.2.2 物理层状态机设计
        3.2.3 物理层功能仿真
    3.3 链路层的设计
        3.3.1 链路层状态机设计
        3.3.2 CRC校验与加解扰模块设计
        3.3.3 原语模块
        3.3.4 链路层功能仿真
    3.4 传输层的设计
        3.4.1 传输层状态机设计
        3.4.2 FIS处理模块与寄存器组设计
        3.4.3 传输层功能仿真
    3.5 应用层的设计
        3.5.1 主机命令设计
        3.5.2 DMA传输流程
        3.5.3 数据回放模块设计与仿真
    3.6 小结
第四章 存储系统测试
    4.1 测试平台
    4.2 物理层GTX配置
    4.3 整体测试与分析
        4.3.1 物理层初始化测试
        4.3.2 数据存储测试
        4.3.3 数据回放测试
        4.3.4 测试分析
    4.4 小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 后续展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3791802