马天乙

【摘要】针对嵌入式设备中数据存储需求，本文给出了一个基于VxWorks操作系统和嵌入式SATA NANDrive存储器的设计方案，介绍了硬件构成，详细描述了在VxWorks操作系统中SATA设备驱动设计過程。

【关键词】VxWorks;SATA NANDrive;MPC8548E;驱动设计

1.引言

随着计算机技术的发展，嵌入式系统应用的领域越来越广泛，包括工业控制、军工、航空航天等等，同时数据存储的需求也无处不在，传统的机械硬盘HDD（Hard Disk Drive）由于可靠性等原因已不适合在上述特殊应用环境中使用。固态电子盘SSD（Solid State Disk）而以其读写速度快、防震性能优异、低功耗、工作温度范围大等优点，占据了在嵌入式系统中存储应用的主流地位。

本文针对某设备中的多路以太网数据存储需求，介绍了一个以MPC8548E为处理器，SATA NANDrive为存储芯片，在嵌入式实时系统Vxworks环境下实现的数据存储软硬件设计方案，试验证明，连续写入数据速率大于60MB/s，满足百兆以太网数据存储需求。

2.硬件设计

本设计是以MPC8548E为主处理器，通过MPC8548E PCIe接口外接Marvell 88SE9230芯片实现PCIe到SATA的接口协议转换，连接4片GLS85LS1032P SATA NANDrive实现128GB容量SSD存储。下面详细描述硬件设计方案。

（1）MPC8548概述

处理器是整个设计的核心器件，本设计以Freescale MPC8548E为主处理器。MPC8548E是基于PowerPC架构的PowerQuicc III处理器，它基于嵌入式e500内核，频率最高可达1.2GHz，集成4个三速以太网控制器（eTSECs），1路PCIe接口。设计中MPC8548E频率设为800Mhz，PCIe采用x1协议。

（2）存储器设计

MPC8548E不包含SATA接口，这就需要考虑如何通过现有接口扩展出利于数据存储使用的SATA控制器，SATA控制器用来完成SATA SSD的控制和数据的存取，设计中选用Marvell 88SE9230芯片，实现PCIe协议到SATA协议的转换。88SE9230拥有4个6G/s的高速SATA3.0接口，设计采用SATA 1.0，PCIe 1.0a x1方案，总线速率可达到1.5Gb/s。……