论文摘要
数据高速存储系统,广泛应用于海洋探测、航空航天、通讯等领域。目前许多大型的户外现场试验,包括海上试验进行数据采集时,仍然采用传统的基于PCI总线的数据存储系统。速度和价格是传统数据存储系统的瓶颈。而使该系统具有廉价、高速、大容量的特点是论文的重要任务。论文采用ARM控制用户程序,FPGA作为传输核心,利用多个硬盘组成磁盘阵列作为存储设备,制作了基于PCI-X总线的高速数据存储系统。论文以原有硬件设备为基础,研究和设计了高速存储系统的系统软件,研究了PCI总线协议、PCI-X总线协议,FPGA程序开发流程,主要编写了ARM控制程序和FPGA桥接程序,实现了PCI-X主桥基本功能,进而实现了ARM控制FPGA与SATA磁盘阵列控制器的通信。经研究表明,系统工作正常,方案可行。SATA磁盘阵列与ARM和FPGA等可编程器件的应用,可以非常方便的实现系统的开发与升级。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 背景及意义1.2 总线技术介绍1.2.1 PC总线与ISA1.2.2 PCI总线1.2.3 PCI-X总线1.2.4 PCI Express总线1.2.5 HyperTransport总线1.3 硬盘接口简介1.4 桥接器的简单介绍1.5 论文主要内容第2章 硬件平台简介2.1 硬件平台综述2.2 ARM处理器概述2.2.1 ARM9微处理器系列2.2.2 AT91RM9200特性简介2.3 SATA硬盘控制器Sil3124简介2.3.1 Sil3124框图及特性2.4 现场可编程门阵列（FPGA）概述2.4.1 Cyclone Ⅱ系列器件FPGA简介2.4.2 Cyclone Ⅱ系列的特点2.5 本章小结第3章 PCI-X总线3.1 PCI-X与PCI区别3.2 PCI-X总线信号定义3.3 PCI-X总线协议传输3.3.1 PCI-X总线命令3.3.2 PCI-X总线编址空间3.3.3 地址和属性相位3.3.4 BURST传输时序3.3.5 DWORD传输时序3.3.6 配置传输时序3.4 配置空间功能及构成3.4.1 配置空间的功能3.4.2 配置空间的构成3.5 基地址空间的分配3.5.1 基地址空间的映射3.5.2 基地址空间的计算3.6 设备种类和初始化3.7 奇偶检测3.8 本章小结第4章 系统软件设计4.1 VHDL概述4.2 系统运行流程4.3 FPGA功能及框图4.3.1 FPGA功能介绍4.3.2 FPGA内部框图4.4 模块的实现4.4.1 FPGA与ARM之间的通信4.4.2 PCI-X总线控制器与命令FIFO的通信4.4.3 PCI-X控制器4.4.4 Sil3124-2的配置空间配置过程4.4.5 Sil3124-2配置时序的获得过程4.4.6 Sil3124-2的命令执行过程4.4.7 Sil3124-2的初始化4.5 本章小结结论参考文献攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果致谢
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