张庆顺,刘赞，郭宝增，张锁良

(河北大学 电子信息工程学院，河北 保定　071002)



基于FPGA的SATA主机端控制器链路层发送模块设计

张庆顺,刘赞，郭宝增，张锁良

(河北大学 电子信息工程学院，河北 保定071002)

计算机系统中SATA(serial advanced technology attachment)主机端控制器采用专用总线转换芯片和软件控制方式.为使得以FPGA(field-programmable gate array)为控制核心的电子系统可以直接使用SATA3.0硬盘作为数据存储介质，借鉴ATA1-7、SATA1.0、SATA2.0、SATA3.0等相关协议，提出了一种基于FPGA的SATA3.0主机端控制器的链路层发送功能模块的设计与实现方法，成功实现了数据在发送过程中的校验、加扰以及流量控制等相关功能.仿真结果表明：本控制器数据处理速度可达600 MB/s，验证了设计的正确性.

FPGA；ATA协议；SATA协议；主机端控制器

SATA(serial advanced technology attachment)是一种连接主机总线适配器和大容量存储设备的串行数据传输协议，主要应用于存储系统的数据传输.随着硬盘技术的发展，硬盘容量越来越大，接口传输速度越来越快，传统PATA(parallel advanced technology attachment)协议接口的不足日益明显.目前，PATA协议的主流是ATA-100协议和ATA-133协议，使用80根排线作为数据线、地址线和控制线.在传输速度方面，ATA-100的速度是100 MB/s，ATA-133的速度是133 MB/s.随着传输速度的不断提高，PATA总线间的相互干扰越来越难以抑制，过高的传输误码率导致传输后的数据无法使用.当传输速度达到133 MB/s时，并行传输技术已无法有效抑制总线信号之间的串扰，基于串行传输技术的SATA协议接口应运而生，其采用的高速差分串行传输技术从根本上解决了因串扰导致的传输误码问题.

2001年，Intel、DELL、Seagate等几大厂商组成了Serial ATA委……