基于fpga磁盘阵列存储系统设计

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文基于FPGA的磁盘阵列存储系统设计硕士研究生：胡晗指导教师：付进副教授学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2013年3月4日论文答辩日期：2013年3月17日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngTheDesignofDiskArrayStorageSystemBasedonFPGACandidate:HuHanSupervisor:Vice-P

2、rof.FuJinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:UnderwateracousticsengineeringDateofSubmission:Mar.4,2013DateofOralExamination:Mar.17,2013University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中

3、指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等

4、复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于FPGA的磁盘阵列存储系统设计摘要随着水声技术和电子技术的不断发展，数据存储系统在水声技术研究和水声设备研制中发挥着越来越重要的作用，而水声设备的不断推陈出新也对存储介质的体积、容量和读写速度以及

5、存储系统本身的功耗、稳定性、安全性和成本等方面提出了更高的要求。本论文中设计并实现了一套基于FPGA的磁盘阵列存储系统。本系统采用FPGA作为系统控制芯片，在其内部建立基于NiosII软核处理器的片上可编程系统，并进行系统相关软件程序的开发。本系统基于磁盘阵列存储的设计思想，采用IDE/SATA双接口和双通道的双存储设计，利用FATFS文件系统进行文件的管理，在完成数据备份任务的同时，增强数据存储系统的扩展性和灵活性。本论文主要完成该系统的软、硬件设计与实现。首先，论证了系统的总体研制方案，详细阐述了各硬件电路模块的设计思

6、想和实现过程，具体包括FPGA模块、IDE接口模块、接口转换模块、以太网模块和电源模块。其次，确立了FPGA片上系统构建方案，详细阐述了片上系统的建立过程，进行了硬盘寻址方式选择和IDE接口控制方法设计，并完成了硬盘参数检测与初始化配置程序的调试和基于PIO模式的数据读写程序的编写。再次，介绍了FATFS文件系统的移植过程，完成了RAID1级别的磁盘阵列设计，并实现了文件读写程序设计。最后，给出了本数据存储系统的相关功能测试结果，验证了设计的合理性和可行性。关键词：数据存储；磁盘阵列；FPGA；片上可编程系统；IDE哈尔滨

7、工程大学硕士学位论文基于FPGA的磁盘阵列存储系统设计ABSTRACTWiththedevelopmentofunderwateracousticandelectronictechnology,datastoragesystemplaysanincreasinglyimportantroleintheresearchofunderwateracoustictechnologyanddesignofunderwateracousticequipment,andtheinnovationofunderwateracoustic

8、equipmentrequiresbetterperformancesofthevolume,capacity,speedofunderwateracousticdatastoragemediumandthepowerconsumption,stability,safety,costofunderwat