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基于FPGA的固态硬盘控制器设计

基于FPGA的固态硬盘控制器设计

作者：欧阳科文湖南大学

学位级别：硕士

近年来,大容量数据存储设备主要是机械硬盘,机械硬盘采用机械马达和磁片作为载体,存在抗震性能低、高功耗和速度提升难度大等缺点。固态硬盘是以半导体作为存储介质及控制载体,无机械装置,具有抗震、宽温、无噪、可靠和节能等特点,是目... 详细信息

近年来,大容量数据存储设备主要是机械硬盘,机械硬盘采用机械马达和磁片作为载体,存在抗震性能低、高功耗和速度提升难度大等缺点。固态硬盘是以半导体作为存储介质及控制载体,无机械装置,具有抗震、宽温、无噪、可靠和节能等特点,是目前存储领域所存在问题的解决方案之一。本文针对这一问题,设计基于FPGA的固态硬盘控制器,实现数据的固态存储。文章首先介绍硬盘技术的发展,分析固态硬盘的技术现状和发展趋势,阐述课题研究意义,并概述了本文研究的主要内容及所做的工作。然后从分析固态硬盘控制器的关键技术入手,研究了SATA接口协议和NAND FLASH芯片特性。整体设计采用SOPC架构,所有功能由单片FPGA完成。移植MicroBlaze嵌入式处理器软核作为主控制器,利用Verilog HDL语言描述IP核形式设计SATA控制器核和NAND FLASH控制器核。SATA控制器核作为高速串行传输接口,实现SATA1.0协议,根据协议划分四层模型,通过状态机和逻辑电路实现协议功能。NAND FLASH控制器核管理NAND FLASH芯片阵列,将NAND FLASH接口转换成通用的SRAM接口,提高访问效率。控制器完成NAND FLASH存储管理和纠错算法,实现数据的存储和读取。最后完成固态硬盘控制器的模块测试和整体测试,介绍了测试方法、测试工具和测试流程,给出测试数据和结果分析,得出了验证结论。本文设计的固态硬盘控制器,具有结构简单和稳定性高的特点,易于升级和二次开发,是实现固态硬盘和固态存储系统的关键技术。

关键词： FPGA SOPC 固态硬盘控制器 SATA协议 NAND FLASH管理

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一种分裂导线直流电晕起晕电压的计算方法

电工技术学报 2013年第3期28卷 177-182页

作者：欧阳科文崔翔焦重庆何佳美陈国文华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206

提出了一种分裂导线直流电晕起晕电压的计算方法,其核心思想是将分裂导线的二维电场分布下的起晕问题转化成相对简单的导线-圆筒结构的一维电场分布下的起晕问题,其中,等效导线-圆筒结构的电场分布与分裂导线下最大电场强度方向的电场... 详细信息

提出了一种分裂导线直流电晕起晕电压的计算方法,其核心思想是将分裂导线的二维电场分布下的起晕问题转化成相对简单的导线-圆筒结构的一维电场分布下的起晕问题,其中,等效导线-圆筒结构的电场分布与分裂导线下最大电场强度方向的电场分布相同,等效导线-圆筒结构的导线半径与分裂导线子导线半径相同。搭建了电晕实验模型,通过直流起晕实验,分别获得了分裂导线施加正、负极性电压起晕后的电流-电压特性曲线,并用线性拟合的方法进一步获得了几种分裂导线结构的起晕电压。实验结果与所提计算结果吻合,验证了本文所提计算方法的有效性。

关键词：直流电晕起晕电压分裂导线

基于RocketIO的SATA物理层高速串行传输实现

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计算机测量与控制 2009年第5期17卷 937-939页

作者：欧阳科文黎福海唐纯杰湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

高速数据传输是硬盘存储系统设计的一个重点和难点,针对Virtex-4系列FPGA内嵌的RocketIO收发器模块,设计应用于SATA物理层的高速串行数据传输电路。对SATA物理层功能要求进行分析,描述RocketIO收发器的内部结构特点和工作原理,详细讨论... 详细信息

高速数据传输是硬盘存储系统设计的一个重点和难点,针对Virtex-4系列FPGA内嵌的RocketIO收发器模块,设计应用于SATA物理层的高速串行数据传输电路。对SATA物理层功能要求进行分析,描述RocketIO收发器的内部结构特点和工作原理,详细讨论基于RocketIO收发器的SATA物理层电路逻辑设计,重点介绍RocketIO收发器的时钟控制和复位的配置。实验结果表明:采用RocketIO收发器进行高速串行传输设计,符合SATA物理层设计要求,并提高系统的集成度和可靠性,为SATA接口的固态硬盘开发奠定基础。

关键词： RocketIO SATA物理层高速串行传输

资产全寿命周期管理在输电线路设计中的应用研究

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科技创新与应用 2017年第36期7卷 76-76,78页

作者：欧阳科文徐涛唐玮国网江西省电力公司经济技术研究院江西南昌330000

文章对资产全寿命周期管理的发展和含义作了具体阐述,并从资产全寿命周期管理的角度,对输电线路设计中路径选择及优化、导地线选择、绝缘配置、防雷接地、交叉跨越、防鸟害、杆塔和基础等方面工作进行了分析探讨。

关键词：资产全寿命周期管理输电线路设计

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一机一档信息化设备基础管理平台

设备管理与维修 2014年第S1期 71-72页

作者：黄红专欧阳科文湖南中烟工业有限责任公司长沙卷烟厂

烟草行业提出把"加强设备基础管理,提高设备管理水平"当作提升"卷烟上水平"核心工作任务目标实现的有效途径,湖南中烟长沙卷烟厂以设备一机一档案工作作为突破口,以信息化平台为手段,不断夯实设备基础管理,持续提高设备管理精细化水平,... 详细信息

烟草行业提出把"加强设备基础管理,提高设备管理水平"当作提升"卷烟上水平"核心工作任务目标实现的有效途径,湖南中烟长沙卷烟厂以设备一机一档案工作作为突破口,以信息化平台为手段,不断夯实设备基础管理,持续提高设备管理精细化水平,支撑行业优秀卷烟工厂建设。

关键词：烟草行业设备管理一机一档信息化平台

基于可靠性与经济性相协调的配电网规划投资优化方法研究

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电工技术（下半月） 2017年第7期 113-114页

作者：舒娇欧阳科文熊宁国网江西省电力公司经济技术研究院江西南昌330026

提出一种基于可靠性与经济性相协调的配电网规划投资优化方法。该方法在各类供电区域的规划目标、建设标准、供电安全水平、电压质量、电网结构、设备选型和智能化要求等方面进行了统一和规范的基础上,首先通过数据拟合确定单位负荷可... 详细信息

提出一种基于可靠性与经济性相协调的配电网规划投资优化方法。该方法在各类供电区域的规划目标、建设标准、供电安全水平、电压质量、电网结构、设备选型和智能化要求等方面进行了统一和规范的基础上,首先通过数据拟合确定单位负荷可靠性提升成本和设定可靠性水平下增加单位负荷成本;然后通过不同类型分区的用户构成及其停电损失,确定相应分区的投资效益;最后以投资效益最大为目标,建立配电网投资优化分配模型,实现规划投资份额的最优分配,提高资本运作效率。

关键词：可靠性经济性配电网规划投资优化