SATA协议分析及其FPGA实现

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1、湖南人学硕士学位论文SATA协议分析及其FPGA实现姓名：唐纯杰中请学位级别：硕士专业：电子科学与技术指导教师：黎福海20090417SATA协议分析及其FPGA实现并行总线P殛讹勵国今年椒go砺踞更为姒偉庖欝缺彌凰耀严薨阻碍了系统性能腮1进一谢輛，d3闕斬亍ATA他eri总鲍蓝取钾cSATA总线所取代。SATA作为噺rtrn聽接I思饑线采歸歸劭槪战进撕濒据传输;数曲;置数据齡綁校验单元，支持热插拔，具有150MB/S(SATA1.0)或/300MB/s(SATA2.0)的传输速度。目前SATA已

2、在存储领域广泛应用，但国内尚无独立研发的面向FPGA的SATAIPCORE,在这样的条件下设计面向FPGA应用的SATAIPCORE具有重要的意义。本论文对协议进行了详细的分析，建立了SATAIPCORE的层次结构，将设备端SATAIPCORE划分成应用层.传输层、链路层和物理层；介绍了实现该IPCORE所选择的开发工具、开发语言和所选用的芯片：在此基础上着重阐述协议IPCORE的设计，并对各个部分的设计予以分别阐述，并编码实现；最后进行综合和测试。采用FPGA集成硬核RocketIOMGT(Ro

3、cketIOMulti-GigabitTransceiver)实现了l・5Gbps的串行传输链路；设计满足协议需求、适合FPGA设计的并行结构,实现了多状态机的协同工作；在高速设计中，使用了流水线方法进行并行设计，以提高速度，考虑到系统不同部分复杂度的不同，设计采用部分流水线结构；采用在线逻辑分析仪Chipscopepro与SATA总线分析仪进行片上调试与测试，使得調试环沏凰瞬、廨縊魏摒瞩衝严聒碣撫照SATA1.0a协议实现了SATA设备端IPCORE的设计。最终挪踊辭期皿辭裸怖的基丽PGA的SA

4、"綁也猱需濂足协议需求。设计中的SATA3W0J0BEM使爛禹硬、、丿陳成晚就点成御妙血紘在固态电子硬盘SSD(Solid-StateDisk)开发中应用本设计，将使开发变得方便快捷，更能够适应市场需求。关键词：串行ATA；现场可编程门阵列；吉比特收发器；IP核AbstractThePai^IlelATAProtocolhasalreadybeenusedondiskinterfaceforthe疥sttwentyyears.NowadaystheprotocoFsdrawbacklimitsth

5、esystenfsaiidwillbereplaced如ytheSerialATA(SATA).Asahighspeedyserialbus,SATAChidesthepointtopointiWfie^tembeddeddataandcommandssupporthotplug.ThebandwidthisJ50MBpersecond(SATAversion1.0a)or300MBpersecond(SATAversion2.0).TheproductsbasedonSATAareusedgre

6、atlynow,mostofwhichareprovided©ytheothercountries.AndnoSATAIPCOREforFPGAisdevelopedindependentlyinchina.SoifssignificanttodesignaSATAJP©ORE.ThispaperfirstlyanalyzestheSATAprotocol,anddevelopsthelayermodelofSATAadapter.Thelayermodelcontainsapplicationl

7、ayer,transportlayer,linklayerandphysicallayer.TotheIPCORE,itintroducesthedesignlanguage,designtoolsandselectedchip-AnditexplainedthewholeIPCOREindctai爲whichincludesallthemodulesseparately.Atlast,itfinishedallthesteps嘯synthesis興dtest.®hethesisdesignsth

8、e

9、^pbpsdifferentialsignalcommunicationchannelbasedonRocketIOMGT.Anditwcxwiplishesmultiplestatemachine鮎嶂站谥io色猫ggnusingparallelstructure-Toimprovethespeed,itUtilizesthepipelineanddesignparallelinhighspeedydesign.Consideringth©血fitthatdiSerentpar