[发明专利]一种基于FPGA夹层板的SATA主控器

摘要

本发明公开了一种基于FPGA夹层板的SATA主控器,这种主控器使用大规模现场可编程门阵列作为实现平台，实现SATA接口标准，控制和管理符合SATA接口存储设备的数据写入和读出。这种主控器包括应用层、传输层、链路层、物理层四大模块，各模块包括不同功能的子模块。其中，应用层在完成状态控制和管理的同时，完成与传输层的信息交互；物理层完成应用层命令解析；链路层完成加扰处理；物理层完成FPGA和SATA硬盘之间的同步与协商。本发明提出了一种精简的主控器结构，不但降低资源消耗，有利于FPGA或ASIC的实现，还全部采用硬件逻辑，降低实现的复杂程度和使用成本。同时，针对数据采集的特殊应用场景，对SATA硬盘数据加入时间戳，更方便于多点采集数据的后期处理。

主权项

一种基于FPGA夹层板的SATA主控器，其特征在于，包括以下模块：SATA主控器应用层模块：完成与CPU接口处理，接收CPU配置参数和命令，启动传输层完成SATA硬盘读/写操作；完成IRIG‑B时间信号的解码，得到数据时间；根据CPU配置的写数据起始时间，收集正确的采样数据；将从SATA硬盘读到的数据写入缓存，通知用户侧读取；SATA主控器传输层模块：完成应用层命令的解析，在收到应用层命令后，组成一系列帧发送给链路层；对接收到的帧进行解析，并将结果反馈给应用层；SATA主控器链路层模块：发送数据时对帧进行加扰处理，同时添加链路层的专属字段；接收数据时完成解扰和CRC校验，并将去除SOF、EOF、CRC字段的数据发送给传输层；完成流控控制，通过原语的发送和接收，与设备进行状态信息的交互；SATA主控器物理层模块：为链路层提供不同位宽的接口，从高速的串行比特流中恢复出时钟和数据；发送和检测OOB(Out‑of‑Band)信号，进行主控器和SATA硬盘之间的同步与协商；向上层报告物理层的工作状态；提供电源管理功能，以此降低功耗。