本文關(guān)鍵詞：固態(tài)硬盤中SATA接口控制器命令層的設(shè)計及驗證

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【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,傳統(tǒng)的機械硬盤受限于其機械特性,在穩(wěn)定性、抗震性方面的缺陷,已經(jīng)無法滿足用戶的需求,人們迫切需要一種新的存儲設(shè)備來替代傳統(tǒng)的機械硬盤。固態(tài)硬盤(Solid State Disk),正是這樣一種新興的存儲設(shè)備,其高速的傳輸速率,在抗震性、穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢,立刻使其成為人們關(guān)注的重點。而固態(tài)硬盤所使用的接口通常為SATA接口。 SATA接口是一種高速串行通信總線,其傳輸速率最高可達(dá)600MB/sec,支持熱插拔、支持NCQ命令的特性,使其取代了PATA接口,成為市場上的主流接口。目前,國內(nèi)在這個領(lǐng)域中還處于研發(fā)的初始階段,市場上尚無成熟的產(chǎn)品,因此本課題選擇研究具有自主產(chǎn)權(quán)的SATA IP,具有非常重要的意義。 本課題首先介紹了課題研究的背景,然后分析了SATA協(xié)議,包括物理層、鏈路層、傳輸層、命令層,其中命令層是本課題研究的重點。在掌握協(xié)議的基礎(chǔ)上,提出了命令層的設(shè)計架構(gòu),對設(shè)計的命令層控制模塊、數(shù)據(jù)傳輸控制模塊進行了詳細(xì)說明。在對性能仿真進行分析之后,提出了一種流水線執(zhí)行NCQ命令的設(shè)計,可以節(jié)約軟硬件交互的時間,大大提高了NCQ命令的執(zhí)行效率。 對于整個SATA設(shè)計的驗證,是本文的另一個重點。本課題分析并選擇了UVM驗證方法學(xué)來構(gòu)建SATA驗證環(huán)境,完成了UVM驗證平臺的搭建,實現(xiàn)了大規(guī)模隨機驗證,達(dá)到了驗證的目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：固態(tài)硬盤 SATA 命令層 UVM驗證
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP333.35
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-8
• 1. 緒論8-12
• 1.1. 課題研究背景8-10
• 1.1.1. 固態(tài)硬盤簡介8-9
• 1.1.2. 硬盤接口技術(shù)的概述9
• 1.1.3. Serial Advanced Technology Attachment(簡稱SATA)接口的發(fā)展過程9-10
• 1.1.4. SATA接口的研究現(xiàn)狀10
• 1.2. 主要研究工作10
• 1.3. 論文組織及內(nèi)容安排10-11
• 1.4. 本章小結(jié)11-12
• 2. SATA 3的協(xié)議分析12-31
• 2.1. SATA體系架構(gòu)12-13
• 2.2. 物理層分析13-16
• 2.2.1. 物理層功能13
• 2.2.2. 帶外信號13-15
• 2.2.3. 建立鏈接的流程15-16
• 2.3. 鏈路層分析16-19
• 2.3.1. 8b/10b編碼16-18
• 2.3.2. 原語18
• 2.3.3. 鏈路層CRC校驗18-19
• 2.3.4. 擾碼19
• 2.4. 傳輸層分析19-22
• 2.4.1. FIS19-22
• 2.5. 命令層分析22-30
• 2.5.1. NON DATA命令22
• 2.5.2. PIO命令22-24
• 2.5.3. DMA命令24-26
• 2.5.4. NCQ命令26-30
• 2.6. 本章小結(jié)30-31
• 3. SATA命令層的設(shè)計與實現(xiàn)31-46
• 3.1. 命令層總體設(shè)計架構(gòu)31-33
• 3.2. 數(shù)據(jù)傳輸控制模塊的設(shè)計與實現(xiàn)33-34
• 3.3. 命令層控制模塊的設(shè)計與實現(xiàn)34-45
• 3.3.1. PIO讀命令狀態(tài)機34-36
• 3.3.2. PIO寫命令狀態(tài)機36-37
• 3.3.3. DMA讀命令狀態(tài)機37-39
• 3.3.4. DMA寫命令狀態(tài)機39-40
• 3.3.5. NCQ接收命令狀態(tài)機40-41
• 3.3.6. NCQ讀命令執(zhí)行狀態(tài)機41-43
• 3.3.7. NCQ寫命令執(zhí)行狀態(tài)機43-45
• 3.4. 本章小結(jié)45-46
• 4. 基于UVM的SATA驗證平臺的設(shè)計與實現(xiàn)46-61
• 4.1. UVM驗證方法學(xué)46
• 4.2. SATA驗證平臺架構(gòu)46-57
• 4.2.1. AHB_Agent47-48
• 4.2.2. Memory_Agent48-50
• 4.2.3. AXI_Agent50-55
• 4.2.4. CR_Agent55-57
• 4.3. SATA驗證激勵57-59
• 4.3.1. AXI_Control_sequence58
• 4.3.2. PRD_Create_sequence58-59
• 4.4. UVM驗證結(jié)果分析59
• 4.5. 本章小結(jié)59-61
• 5. FPGA驗證61-66
• 5.1. FPGA驗證架構(gòu)61
• 5.2. 測試結(jié)果分析61-65
• 5.2.1. PIO讀命令測試61-62
• 5.2.2. PIO寫命令測試62-63
• 5.2.3. DMA讀命令測試63
• 5.2.4. DMA寫命令測試63-64
• 5.2.5. NCQ讀命令測試64
• 5.2.6. NCQ寫命令測試64-65
• 5.3. 本章小結(jié)65-66
• 6. 總結(jié)與展望66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李宥謀;;8B/10B編碼器的設(shè)計及實現(xiàn)[J];電訊技術(shù);2005年06期

2 朱鑫鵬;林水生;;SATA Ⅱ接口中NCQ機制的研究[J];電腦與信息技術(shù);2010年05期

3 任健強;;SSD在便攜式消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用[J];信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2010年04期

4 申慧軍;;SATA高速串行總線8B/10B編解碼模塊設(shè)計新方法[J];廣東通信技術(shù);2009年02期

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本文編號：862124