基于SATA 2.0协议的高速大容量存储器设计

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雅宝题库解析：
航空航天领域中常见的卫星、雷达等设备通常都拥有大量的下行数据。随着空间技术的不断发展，空中设备的数据输出量不断增加，目前的资源卫星、气象卫星等下行数据速度要求已经达到500 Mbits/s，现行的地面信息接收存储系统已经逐渐不能提供足够的存储能力来实时处理接收到的数据，从而导致错误。为了解决大数据量和有限处理能力的矛盾，本文提出了一种基于SATA 2.0协议的高速大容量存储器设计方案。本文首先对SATA 2.0协议进行详细的分析，确定了系统的层次结构。然后根据系统实现方法依次介绍了输入输出接口、物理层实现、发送引擎、接收引擎、CRC、扰码等模块。最后使用使用Xilinx公司ChipScope Pro软件逻辑分析仪进行大量的仿真和测试。本系统使用先进的Xilinx公司Virtex-5 LX50T FPGA作为开发平台，可对高速输入数据进行有效缓存，通过收发引擎模块存储至标准硬盘。外围设备可通过系统提供的输出接口将数据读出。本系统基于IP Core开发思想进行设计，使系统架构具有一定的灵活性和扩展性，可以方便地通过并行化接入多块标准硬盘，从而进一步提高读写速度和存储空间。测试结果表明，该存储器系统可兼容SATA 2.0协议，以3 G bits/s的速度对标准硬盘（最大支持2 T Bytes存储容量）进行读写操作。相比现行基于Flash的高速存储器解决方案，本设计在速度、容量和成本三个关键指标上都取得了相对显著的改进。