基于FPGA的水下数据存储系统设计*

孙　昕　张世海

(91439部队96分队　大连　116041)



基于FPGA的水下数据存储系统设计*

孙昕张世海

(91439部队96分队大连116041)

摘要为了解决在水下多通道数据采集系统中不能满足高速大容量数据脱机存储的问题，设计了一种基于FPGA的磁盘阵列存储方案。在以Cyclone Ⅳ FPGA为核心的SOPC系统上实现了IDE接口控制，并完成了硬盘参数检测与初始化配置以及基于PIO模式的数据读写。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。

关键词数据存储; 磁盘阵列; FPGA; SOPC; IDE

Class NumberTP274.7

1　引言

随着数字信号处理领域和电子技术的飞速发展，数据存储系统在各个领域的研究中发挥着越来越重要的作用。水声设备的不断推陈出新对存储介质的体积、容量和读写速度以及便携性等诸多方面提出了更高的要求。但是，在水下电池供电的系统中，环境恶劣，数据无法实时传输，只能现场完成信息的快速采集和准确存储，事后对数据回传或存储器回收，再由计算机对数据进行处理和测试。针对这一问题，设计一种能够在水下节点工作的数据存储系统有着十分重要的意义。传统的数据采集系统一般利用CPU或者MCU完成，这种方法将AD数据读入并转存至少需要四个时钟周期，在串行指令执行的方式下，速度和效率都会降低[1]。因此，多年来针对不同类型的处理芯片和研究方法对存储系统的研究开展广泛[2～6]。……