基于PCIE转SATA多通道高速存储电路设计与原型验证

针对传统SATA控制器接口单一且无法充分发挥固态盘性能的问题,设计了一款基于PCIE转SATA多通道高速存储电路。充分利用PCIE总线高带宽低延时特性,并遵循AHCI协议,大幅缩短硬盘无用的寻道次数和数据查找时间,提高固态盘的读写性能,同时本设计可支持4路SATA通道,具有良好的可拓展性。设计结合PCIE和SATA协议特点,介绍了PCIE转SATA高速存储电路的系统架构,详细阐述了基于AHCI协议的数据流传输过程。最后基于FPGA原型验证对电路进行测试,电路的单盘读写速率分别为562 MB/s和527 MB/s,相比传统SATA控制器的读写性能具有较大提升,测试结果表明设计的PCIE转SATA高速存储电路读写性能优异,且具备良好的稳定性和可拓展性。

基于高性能安全存储芯片的SATA通路验证

本文基于UVM验证方法学对自研高性能安全存储SoC芯片系统中SATA通路进行验证,文中对高性能安全存储SoC芯片架构及SATA通路系统工作原理进行说明,以SATA DMA数据传输方式为例介绍了SATA协议链路通信建立及数据传输过程.搭建UVM系统验证平台,文中对SATA协议进行分析,设计规划系统层面测试用例,编写加载至系统中运行的C固件测试程序,实现对系统应用层面关注的PIO、DMA、NCQ等SATA命令方式数据传输通路的验证.结合具体波形分析,结果表明,SATA通路相关集成设计是合理、满足芯片对SATA数据通路应用需求的,实现了对高性能安全存储SoC芯片系统SATA通路的验证.

基于SATA的嵌入式直接存储系统

研究嵌入式高速存储系统的应用问题,分析传统数据存储系统存在的不足,提出一种基于SATA的嵌入式直接存储系统设计方法。该方法参照完整实现SATA物理层和链路层协议,根据嵌入式存储需求组合SATA传输层和应用层协议建立DMA控制模块,在现场可编程门阵列中构建符合SATA标准的存储通道。SATA存储通道实现数据到SATA存储设备的直接存储,通过扩展SATA存储通道实现存储系统带宽及容量的扩展。实验结果表明,该方法能解决带宽瓶颈和通用性问题,达到良好的存储效果。

基于RocketIO的SATA物理层实现

以Virtex-5系列FPGA内嵌的RocketIO收发器模块为平台,分析SATA(串行高级技术附件)协议的物理层功能,把RocketIO收发器的内部结构特点与协议要求相结合,设计了基于RocketIO收发器的SATA物理层电路。

一种应用于SATA硬盘的物理隔离卡的设计与实现

设计了一种双硬盘物理隔离卡的实现方案,详细介绍了基于PCI总线的物理隔离卡的隔离原理、硬件组成及控制程序的设计。该方案采用先进的物理隔离技术和网络连接控制技术,可对连网计算机的SATA硬盘信息实施有效的保护。

基于FPGA的SATA主机端控制器链路层发送模块设计

计算机系统中SATA(serial advanced technology attachment)主机端控制器采用专用总线转换芯片和软件控制方式.为使得以FPGA(field-programmable gate array)为控制核心的电子系统可以直接使用SATA3.0硬盘作为数据存储介质,借鉴ATA1-7、SATA1.0、SATA2.0、SATA3.0等相关协议,提出了一种基于FPGA的SATA3.0主机端控制器的链路层发送功能模块的设计与实现方法,成功实现了数据在发送过程中的校验、加扰以及流量控制等相关功能.仿真结果表明:本控制器数据处理速度可达600 MB/s,验证了设计的正确性.

总线协议中的CRC及其在SATA通信技术中的应用

分析了基于总线协议下的CRC校验关键技术的算法及实现原理。提出了一种适合总线协议生成多项式的CRC产生器与校验器的硬件电路实现方法。通过该方法,依照SATA国际I/O标准,编写的CRC产生器与校验器Verilog代码,已通过VCS的仿真验证,并成功集成于SATA总线,实现了该总线的通信。该方案进行的CRC产生器和校验器设计,具有可靠性高,实用性广,便于提高工程开发效率等优点。

SATA3.0物理层设计与实现

SATA(Serial Advanced Technology Attachment)接口是当前大容量硬盘的常用接口之一,具有速度快、传输稳定等突出优点,因此对SATA协议的研究和物理实现引起了学术界和企业的广泛关注。通过对SATA3.0协议的应用分析,基于Xilinx Kintex-7 FPGA内置的收发器GTX,实现了SATA3.0协议的物理层设计,尤其是OOB(Out of Band)信号检测与物理层初始化状态机。通过VIVADO在线逻辑分析仪ILA等工具,对设计的逻辑进行测试,显示主机与设备之间能够通过设计的逻辑成功建立通信。

一种可堆叠存储介质的设计

参考服务器/客户端的可堆叠通信模式,以最常见的SATA硬盘作为存储介质,Marvell 88SM9705为核心控制芯片,设计了一种可堆叠的存储介质。经测试,88SM9705通过解析主机端发送来的SATA 3.0协议定义的帧信息结构(Frame Information Structure,FIS)中PM Port地址字段,能依次对其所连接的多个SATA硬盘进行正确的读、写等操作,实现了存储设备的可堆叠,稳定性能良好。是一种实现扩容同步提速的可堆叠存储阵列解决方案,在嵌入式存储系统领域具有很好的应用前景。

一种高速网络数据监测设备研制

为满足某千兆以太网通讯系统的调试测试要求,研发了一台高速网络数据监测设备,该设备既能监测高速网络数据,又能基于应用系统接口协议实现协议转换,采用分布式状态模型设计,在单设备进行监测时,该设备能达到峰值吞吐率为200Mb/s时,丢包率<0.1%的性能指标。本高速网络数据检测设备包含四个模块——IP地址高速分类模块、协议类型分类模块、协议转SDO模块和用户配置信息处理模块。并且,也搭建了测试系统对检测设备各个模块和总体功能都进行了性能检测,并检测性能达标。