【摘要】： SATA(Serial ATA)是一種高速的串行總線,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,內(nèi)置數(shù)據(jù)/命令校驗(yàn)單元,支持熱插拔,具有150MB/s(SATA 1.0)或300MB/s(SATA 2.0)傳輸速度。目前SATA應(yīng)用廣泛,但國內(nèi)尚無獨(dú)立研發(fā)的SATA芯片。 分析了SATA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),建立了SATA主機(jī)控制器的層次結(jié)構(gòu),將SATA控制器劃分成主機(jī)接口層、ATA適配層、傳輸層、鏈路層和物理層,各層之間采用異步FIFO(First In First Out)通訊。實(shí)現(xiàn)了多狀態(tài)機(jī)的協(xié)同設(shè)計(jì),完成了高速并行CRC編解碼器、并行8B/10B編解碼器和基于線性回饋移位寄存器的加密解密器件的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了1.5Gbps的自動(dòng)阻抗匹配的串行傳輸通道。實(shí)現(xiàn)了133MHz高速PCI主機(jī)接口,支持32/64位可配置總線寬度,支持地址配置空間,具有主控DMA功能。分析并測(cè)試了FIFO深度及性能,計(jì)算了FIFO深度對(duì)層間并行運(yùn)行度的影響。進(jìn)行了SATA控制器的運(yùn)行測(cè)試,與同類商用產(chǎn)品性能相當(dāng)。編寫了智能化仿真驗(yàn)證向量腳本,對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)稱封裝測(cè)試,保證設(shè)計(jì)的正確性和健壯性。運(yùn)用低功耗的設(shè)計(jì)理念和流水線設(shè)計(jì)技巧,對(duì)仿真驗(yàn)證后的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化和重構(gòu),節(jié)約了現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)可綜合資源,增加了芯片的運(yùn)行速度。深入探討了芯片設(shè)計(jì)的自動(dòng)化方法,使用一種新的描述模型取代傳統(tǒng)的編碼過程。給出了一個(gè)可視化操作環(huán)境,使用這個(gè)模型描述的設(shè)計(jì)任務(wù),能直接轉(zhuǎn)換成芯片可綜合的邏輯描述,實(shí)現(xiàn)部分集成電路的設(shè)計(jì)自動(dòng)化。
【圖文】：

2 SATA 控制器工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本章闡述 SATA 控制器工作原理，SATA 控制器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，，主機(jī)接口路中關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。TA 簡(jiǎn)述著工作頻率的提升，并行總線信號(hào)間相互干擾的影響令人難以忍受。當(dāng)速度達(dá)到 100MB/s 和 133MB/s 的時(shí)候，同樣的矛盾再次出現(xiàn)，而繼續(xù)礎(chǔ)上作改進(jìn)顯然無法再解決問題。當(dāng)芯片工作頻率越來越高，串行傳輸，USB、PCI Express 和 SATA 都是這個(gè)趨勢(shì)的產(chǎn)物。SATA 采用串行傳兩個(gè)數(shù)據(jù)線 A 和 B，一輸入一輸出，每個(gè)數(shù)據(jù)線采用兩根共模差分信.1 所示。所以 SATA 接口只有 7 根線：4 根差分線和 3 根地線[12]。SATA 總線

10圖 2.5 物理層邏輯框圖數(shù)據(jù)1.0a 物理層使用 1.5G 的時(shí)鐘將鏈路層傳來的并行數(shù)據(jù)一位一位的差分線上。數(shù)據(jù)1.0a 物理層 Data extraction 模塊分離差分線上的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)信息。與 1.5G 的參考時(shí)鐘比較以獲得穩(wěn)定的數(shù)據(jù)時(shí)鐘。每當(dāng)接受到 10bi報(bào)告。當(dāng)分離的時(shí)鐘與參考時(shí)鐘無法匹配時(shí)，表示線上有帶外數(shù)帶外數(shù)據(jù)，COMRESET、COMINIT 和 COMWAKE。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP336

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本文編號(hào)：2600128