基于FPGA的IDE固態(tài)硬盤(pán)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

基于FPGA的IDE固態(tài)硬盤(pán)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告一、項(xiàng)目概述本項(xiàng)目旨在設(shè)計(jì)一種基于FPGA的IDE固態(tài)硬盤(pán)控制器，使其能夠?qū)TA-6和ATAPI-4設(shè)備進(jìn)行控制和管理。該硬盤(pán)控制器的設(shè)計(jì)將采用FPGA作為控制器的核心，同時(shí)配備足夠的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)。二、設(shè)計(jì)思路該硬盤(pán)控制器需要實(shí)現(xiàn)以下功能：1、對(duì)ATA-6和ATAPI-4設(shè)備進(jìn)行控制和管理；2、支持并行ATA模式和ATAPI模式，允許多個(gè)ATA設(shè)備連接到硬盤(pán)控制器；3、支持DMA傳輸模式和PIO傳輸模式，并能根據(jù)ATA設(shè)備的不同情況選擇最佳的傳輸模式；4、支持48位LBA（邏輯塊尋址）模式，支持大容量硬盤(pán)的管理和控制；5、具有錯(cuò)誤檢測(cè)和校正功能，能夠檢測(cè)硬盤(pán)傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤，并進(jìn)行糾正；6、具有讀寫(xiě)緩存的功能，可提高硬盤(pán)的讀寫(xiě)性能。在以上功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，我們將采用以下設(shè)計(jì)思路：1、使用FPGA作為硬盤(pán)控制器的核心，通過(guò)FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)硬盤(pán)設(shè)備的控制和管理。2、使用BRAM存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)硬盤(pán)的數(shù)據(jù)，保證讀寫(xiě)效率和數(shù)據(jù)安全性。3、使用硬件DMA傳輸模式和硬件PIO傳輸模式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)對(duì)傳輸模式的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬盤(pán)傳輸性能的最大化。4、通過(guò)在FPGA中實(shí)現(xiàn)邏輯塊尋址（LBA）模式，支持大容量硬盤(pán)的管理和控制。5、使用FPGA中的CRC硬件核來(lái)實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤檢測(cè)和校正功能，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?、使用雙端口BRAM存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)緩存，提高硬盤(pán)的讀寫(xiě)性能。三、進(jìn)度安排在本次中期報(bào)告中，我們已經(jīng)完成了基本的設(shè)計(jì)思路和初步的硬件設(shè)計(jì)。當(dāng)前的進(jìn)度安排如下：1、完成FPGA硬件的搭建和功能模塊的實(shí)現(xiàn)；2、完成硬盤(pán)控制器的精細(xì)設(shè)計(jì)和底層邏輯的實(shí)現(xiàn)；3、完成硬盤(pán)控制器的測(cè)試和集成，保證控制器的性能和穩(wěn)定性。四、預(yù)期成果本項(xiàng)目預(yù)期成果如下：1、實(shí)現(xiàn)基于FPGA的IDE固態(tài)硬盤(pán)控制器，支持ATA-6和ATAPI-4設(shè)備的管理和控制；2、實(shí)現(xiàn)硬件DMA傳輸模式和硬件PIO傳輸模式，支持48位LBA模式，具有錯(cuò)誤檢測(cè)和校正功能，實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)緩存等多種功能；3、實(shí)現(xiàn)軟件驅(qū)動(dòng)程序，能夠?qū)τ脖P(pán)進(jìn)行操作和管理。五、參考文獻(xiàn)[1]陳年鵬,史瑞昌,徐鳳鳴.ATA協(xié)議控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用,2009,25(22):123-125.[2]孫紅玉,賀建彬,呂紅欣.基于FPGA的ATA接口控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué),2006,28(5):34-37.[3]陶曉東,黎明,