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1、华中科技大学硕士学位论文基于FPGA的SATA主机端控制器的设计姓名：陈才申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：周功业2011-01-14华中科技大学硕士学位论文摘要SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment)是一种连接主机总线适配器和大容量存储设备，例如硬盘、光驱的计算机外部总线接口。相比于并行ATA接口，SATA接口采用一对差分线进行数据的传送和接收，有效解决了串行数据传输过程中的干扰问题。在速度方面，SATA1.0能实现150MB/s的传输速度，SATA2.0能实现300MB/S的传输速度，最新推出的SATA
2、3.0标准更是能实现600MB/s的传输速度，大幅度提高了传输性能。另外，SATA接口支持热插拔，提高了CRC对数据，命令和状态包错误检查的能力，提高了接入的整体精确度。目前SATA应用非常广泛，但国内主要是购买国外的集成芯片，并无自主研发的成果。给出了一个完整的SATA主机端控制器的设计。以Xilinx公司的Virtex4系列FPGA作为硬件开发平台，采用Microblaze软核处理器处理数据读写和中断命令，PLB总线传输命令和数据，BlockRAM作为存储介质，通过SATAIP核模块与设备端进行数据的交互。根据SATA协议，建立了各个层次结构，并在各个层次
3、根据功能进行了模块划分。对物理层状态机、带外信号控制、上电复位、链路层状态机、循环冗余校验、数据扰码等功能模块进行了设计与实现。接收设备端上电后发送的数据，并对设备的状态信息进行分析。采用VerilogHDL语言对所需控制器进行描述，并使用XilinxISE自带仿真器进行功能仿真，采用在线逻辑分析仪Chipscopepro进行下板调试。对Verilog进行代码优化，避免了竞争状态的产生，使得程序更加稳定。下板测试结果表明，控制器运行正确，与SATA协议描述功能吻合。关键词：串行高级技术附件协议，可编程逻辑器件设计，仿真I华中科技大学硕士学位论文Abstract
4、SATA(SerialAdvancedTechnologyAttachment)isacomputerbusinterfacebetweenhostbusadapterandhigh-capacitystoragedevice.ComparedtoParallelATAinterface,SATAinterfaceusesapairofdifferentialwiresfordatatransmissionandreception.Intermsofspeed,SATA1.0canachieve150MB/stransferspeed,SATA2.0canac
5、hieve300MB/stransferspeed,thelatestSATA3.0standardistoachieve600MB/stransferrate.Inaddition,SATAinterfacesupportshot-swap,CRConthedata,command,andpacketerrorchecking.SATAiswidelyusedatpresent,buttherearerareindependentresearchanddevelopmentresultsinourcountry.ThecompletedesignofSATA
6、HostControllerisgiven.OnthehardwareplatformofFPGA,usingMicroblazetoprocessdatacommandandinterruptcommand,PLBbustotransferdata,BlockRamasthestoragemedium,thedatainteractionisrealizedthroughSATAIPcore.AccordingtoSATAprotocol,thestructureandmodulesatalllevelsareestablished.Themodulessu
7、chasPhysicallayerstatemachine,OOBcontrol,Powerreset,Linklayerstatemachine,CyclicRedundancyCheckandDatascramblearedesignedandimplemented.Thedatareceivedfromdeviceafterpoweruparecollectedtoanalyzethedevicestatusinformation.ThecontrollerisdescribedbyVerilogHDLlanguageandfunctionalsimul
8、ationisimplementedb
