本文關鍵詞：基于FPGA的SSD控制器設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計算機技術的飛速發(fā)展，CPU運算速度的越來越快，傳統(tǒng)的機械式硬盤的讀取與寫入速度在一定程度上已經(jīng)制約了計算機的發(fā)展。為滿足時代需求讀寫速度更加快捷的固態(tài)硬盤因此產(chǎn)生。目前較為主流的固態(tài)硬盤的存儲介質是閃存Flash，與機械硬盤相比，采用這種結構可以使固態(tài)硬盤具有更好的防震抗摔性、更高的讀寫速度，更低的功耗以及無噪音、工作范圍大等優(yōu)點。但是Flash經(jīng)過多次擦寫以后，其可靠性會降低。而且外部數(shù)據(jù)的傳輸速度遠遠大于閃存介質的固態(tài)硬盤的傳輸速度。為了減少固態(tài)硬盤Flash的擦寫次數(shù)，引入了性價比更高的DDR3SDRAM作為固態(tài)硬盤的緩存。 本文的主要內(nèi)容與具體的研究方向：本文通過對DDR3SDRAM工作機制和基本結構的分析，結合JESD79-3E規(guī)范，對DDR3控制器進行深入研究，采用自頂向下的設計思想，模塊化的設計思路，最終確定了采用DDR3作為緩存的SSD控制器的整體設計方案。本文主要采用Verilog HDL語言對DDR3控制器進行設計。設計完成的命令控制模塊，負責控制讀寫操作，初始化操作等功能。 在完成控制器設計后，基于Altera公司的Stratix IV產(chǎn)品，在Quartus11.0開發(fā)環(huán)境下，采用Verilog HDL語言編寫了Test Bench測試平臺。利用Modelsim6.6d仿真工具對控制器的各個模塊進行軟件仿真，，并且給出初始化模塊、讀寫模塊等關鍵子模塊的RTL級仿真結果，以及在Modelsim中得到的時序圖，驗證控制器能夠正常進行初始化和讀寫操作。并對存儲單元的寫入次數(shù)進行統(tǒng)計，結果表明各地址單元寫入次數(shù)接近平均，能夠達到提高使用壽命的目的。
【關鍵詞】：FPGA SSD DDR3 控制器
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 固態(tài)硬盤控制器的研究背景8-9
• 1.2 固態(tài)硬盤控制器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 課題研究的主要內(nèi)容13-14
• 第2章 SSD 控制器結構分析14-25
• 2.1 SSD 控制器的基本結構14
• 2.2 DDR3 概述14-15
• 2.3 DDR3 關鍵性技術介紹15-19
• 2.4 DDR3 工作機制19-24
• 2.4.1 DDR3 工作狀態(tài)機19-20
• 2.4.2 DDR3 的上電及初始化過程20-23
• 2.4.3 DDR3 模式寄存器配置23
• 2.4.4 DDR3 SDRAM 指令23-24
• 2.5 固態(tài)硬盤中 DDR3 的作用24
• 2.6 本章小結24-25
• 第3章 SSD 控制器設計25-36
• 3.1 固態(tài)硬盤的 DDR3 控制器整體結構25-26
• 3.2 命令控制模塊26-29
• 3.3 讀寫狀態(tài)機29-31
• 3.4 初始化模塊設計31-32
• 3.5 PHY 接口模塊設計32-35
• 3.5.1 ALTMEMPHY 簡介32-33
• 3.5.2 SSD 接口控制模塊設計33-35
• 3.6 本章小結35-36
• 第4章 基于 FPGA 的 SSD 控制器的仿真與驗證36-50
• 4.1 開發(fā)平臺及語言環(huán)境36-37
• 4.1.1 FPGA 開發(fā)平臺36
• 4.1.2 FPGA 開發(fā)語言及環(huán)境36-37
• 4.2 控制器設計在 QuartusⅡ中的驗證37-46
• 4.2.1 生成模塊圖和 RTL 級視圖37-43
• 4.2.2 驗證平臺搭建43-44
• 4.2.3 仿真驗證設計44-46
• 4.3 驗證結果46-48
• 4.4 本章小結48-50
• 結論50-52
• 參考文獻52-58
• 致謝58

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于FPGA的SSD控制器設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：411744