并行總線PATA從設計至今已快20年歷史,如今它的缺陷已經(jīng)嚴重阻礙了系統(tǒng)性能的進一步提高,已被串行ATA(Serial ATA)即SATA總線所取代。SATA作為新一代磁盤接口總線,采用點對點方式進行數(shù)據(jù)傳輸,內(nèi)置數(shù)據(jù)/命令校驗單元,支持熱插拔,具有150MB/s(SATA1.0)或300MB/s(SATA2.0)的傳輸速度。目前SATA已在存儲領域廣泛應用,但國內(nèi)尚無獨立研發(fā)的面向FPGA的SATAIP CORE,在這樣的條件下設計面向FPGA應用的SATA IP CORE具有重要的意義。 本論文對協(xié)議進行了詳細的分析,建立了SATA IP CORE的層次結(jié)構(gòu),將設備端SATA IP CORE劃分成應用層、傳輸層、鏈路層和物理層;介紹了實現(xiàn)該IPCORE所選擇的開發(fā)工具、開發(fā)語言和所選用的芯片;在此基礎上著重闡述協(xié)議IP CORE的設計,并對各個部分的設計予以分別闡述,并編碼實現(xiàn);最后進行綜合和測試。 采用FPGA集成硬核RocketIo MGT(RocketIo Multi-Gigabit Transceiver)實現(xiàn)了1.5Gbps的串行傳輸鏈路;設計滿足協(xié)議需求、適合FPGA設計的并行結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了多狀態(tài)機的協(xié)同工作:在高速設計中,使用了流水線方法進行并行設計,以提高速度,考慮到系統(tǒng)不同部分復雜度的不同,設計采用部分流水線結(jié)構(gòu);采用在線邏輯分析儀ChIPScope pro與SATA總線分析儀進行片上調(diào)試與測試,使得調(diào)試工作方便快捷、測試數(shù)據(jù)準確;嚴格按照SATA1.0a協(xié)議實現(xiàn)了SATA設備端IP CORE的設計。 最終測試數(shù)據(jù)表明,本論文設計的基于FPGA的SATA IP CORE滿足協(xié)議需求。設計中的SATA IP CORE具有使用方便、集成度高、成本低等優(yōu)點,在固態(tài)電子硬盤SSD(Solid-State Disk)開發(fā)中應用本設計,將使開發(fā)變得方便快捷,更能夠適應市場需求。