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SATA硬盘阵列的研究与实现

作 者: 闫攀
导 师: 苏龙滨
学 校: 哈尔滨工程大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 磁盘阵列 PCI-X IDE USB FAT32
分类号: TP333.35
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 115次
引 用: 1次
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内容摘要


在户外的科学活动中,常常需要便携的设备,实时记录海量的实验数据,以便于后续分析。而目前市场上的数据采集系统,通常不能同时具有高速、海量、便携的特点。在以上背景下,设计了基于SATA硬盘的磁盘阵列系统。系统中,采用ARM为管理核心,FPGA为传输桥梁,SATA硬盘为存储介质,组成大容量的磁盘阵列,真正实现了系统的脱机运行。在数据采集时,采用PCI-X1.0协议传输,满足数据高速传输的的性能;在数据回收时,使用USB接口,与计算机通信,简单通用,降低了系统的复杂性。本论文在原有硬件平台的基础上,优化了前期设计中的基本功能模块;分析了影响系统稳定性的因素,着重提高了PCI-X主桥的性能,使总线能够在133MHz下稳定传输;开发了数据从硬盘到计算机传输过程中的底层驱动程序,实现了数据回放的功能;同时还研究了系统中文件管理的实现方法。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 论文背景与意义  9-10
  1.2 系统原理  10-17
    1.2.1 系统框图  11-12
    1.2.2 数据流程  12-13
    1.2.3 接口介绍  13-16
    1.2.4 辅助测量工具  16-17
  1.3 论文研究的内容  17-18
第2章 数据存储过程  18-42
  2.1 FPGA 内部模块  18-19
  2.2 数据存储流程  19-21
    2.2.1 配置过程  19-20
    2.2.2 存储过程  20-21
  2.3 FIFO 设计优化  21-26
    2.3.1 前期设计  22
    2.3.2 FIFO 优化  22-25
    2.3.3 后期效果  25-26
  2.4 位宽转换模块  26-28
    2.4.1 前期设计  26-27
    2.4.2 模块优化  27-28
  2.5 PCI-X 主桥  28-40
    2.5.1 内部模块  28-29
    2.5.2 状态机的优化  29-30
    2.5.3 优化后状态机的设计  30-35
    2.5.4 时钟的优化  35-38
    2.5.5 逻辑优化  38-40
  2.6 ARM 控制  40-41
  2.7 本章小结  41-42
第3章 数据回放过程  42-62
  3.1 数据流程  42-43
  3.2 CY7C68013A 功能设计  43-47
    3.2.1 模块功能  44
    3.2.2 程序流程  44-47
  3.3 IDE 控制器设计  47-55
    3.3.1 FIFO  49
    3.3.2 寄存器组  49-50
    3.3.3 状态机  50-55
  3.4 ARM 功能设计  55-57
    3.4.1 双口RAM 读写  55-56
    3.4.2 命令格式转换  56-57
  3.5 PCI-X 控制器设计  57-58
  3.6 调试过程  58-61
  3.7 本章小结  61-62
第4章 文件管理  62-68
  4.1 文件系统介绍  62-63
  4.2 文件管理的实现方法  63-67
  4.3 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机(不连续作用电子计算机) > 存贮器 > 磁存贮器及其驱动器 > 磁盘存贮器
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