[发明专利]通过FPGA实现ARM架构处理器与硬盘之间接口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种网络硬盘数据处理方法，尤指一种与因特网连接的采用ARM架构的处理器通过FPGA来实现对IDE接口的硬盘进行数据读写控制的方法。

背景技术

随着网络技术的快速发展，数据通过网络快速地传送变得越来越普遍，在多数情况下，需要将硬盘数据直接通过网线联入因特网，这需要用到大量的网络硬盘，人们开始展开多方面研究希望能在保证网络硬盘性能基础上降低网络硬盘成本，因为数据中央处理芯片的成本占网络硬盘的很大一部分，因此最多的研究也正集中于此，用于中央数据处理的芯片有很多种，目前在研究的有可能实现的多种处理器芯片架构结构中，ARM架构结构的处理器具有很多优势，但仅ARM架构结构的处理器仍难以满足需求，需要搭配其他辅助芯片来实现，在这些辅助的芯片中，采用FPGA集成电路作为辅助芯片具有很多的优势，FPGA(Field-programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)是专用集成电路中集成度最高的一种，其基本是计算周期最短、开发费用最低、风险最小、功耗低，可以说，对小批量系统来说，采用FPGA芯片是提高系统集成度和可靠性的较好选择，目前市场上还没有采用ARM处理器搭配FPGA来对硬盘，例如IDE硬盘进行控制来实现网络硬盘功能的由于ARM器件本身不带IDE接口，需要通过外接FPGA实现IDE接口功能。

发明内容

本发明的技术目的是为了提供一种通过FPGA实现ARM架构处理器与IDE硬盘之间接口的方法。

为实现上述的技术目的，本发明通过FPGA实现ARM架构处理器与硬盘之间接口的方法包括ARM架构处理器通过FPGA对硬盘数据进行读写操作，ARM架构处理器与通过数据接口分别与网络和FPGA连接，FPGA与硬盘控制器连接，该ARM提供信息数据的计算以及对FPGA进行命令控制；FPGA作用包括提供ARM架构处理器接口、提供对硬盘接口命令信号的控制、控制将硬盘扇区数据读出并转换为ARM架构格式并存储于块缓存区供ARM架构处理器调用、并将外部数据写入块缓存区并转化为硬盘数据格式写入硬盘，该通过FPGA实现ARM架构处理器与硬盘之间接口的方法所用的硬盘接口为标准IDE接口。

有益效果：本发明的通过FPGA实现ARM架构处理器与硬盘之间接口的方法，使用ARM架构处理器通过FPGA单元对硬盘进行读写操作，将ARM架构处理器和FPGA处理器的诸多优势集合在一起，结合硬盘一起提供性能更加优良的网络硬盘产品。

为便于说明和本发明有关的详细内容及技术，以下兹就配合附图进行说明。

附图说明

图1、为本发明的方法主要部件的结构框图；

图2、为本发明的FPGA的结构框图；

图3、为本发明从硬盘读取数据时的步骤示意图；

图4、为本发明向硬盘写入数据时的步骤示意图。

具体实施方式

请参照图1所示，为本发明一较佳的实施例，该实施例通过FPGA实现ARM架构处理器与硬盘之间接口的方法包括ARM架构处理器通过FPGA对硬盘数据进行读写操作；ARM架构处理器与通过数据接口分别与网络和FPGA连接，FPGA与硬盘控制器连接，该ARM提供信息数据的计算以及对FPGA进行命令控制。

其中，FPGA的作用包括：提供ARM架构处理器接口、提供对硬盘接口命令信号的控制、控制将硬盘扇区数据读出并转换为ARM架构格式并存储于块缓存区供ARM架构处理器调用、并将外部数据写入块缓存区并转化为硬盘数据格式写入硬盘，请参照图2所示为FPGA的结构框架图，该FPGA包括有ARM接口模块10、数据流向控制模块12、写硬盘数据块缓冲区15、读硬盘数据块缓冲区16和硬盘接口控制器18，ARM接口模块10用于实现ARM构架处理器接口与FPGA内部寄存器设置，数据流向控制模块12根据该内部寄存器设置以及ARM命令来缓存数据到写硬盘数据块缓冲区15或读硬盘数据块缓冲区16，硬盘接口控制器18用于对硬盘扇区进行读写操作控制，由于硬盘数据的读取是按照扇区(每个扇区512Byte)，因此FPGA对IDE硬盘也按照扇区操作，由于FPGA具有计算周期最短、开发费用最低、风险最小、功耗低等优点，因而可以更好地满足产品的使用需求。

该通过FPGA实现ARM架构处理器与硬盘接口的方法的工作分为向硬盘写数据和从硬盘读数据两种操作，下面以具体步骤分析该通过FPGA实现ARM构架处理器与硬盘接口的方法从硬盘读出数据和向硬盘写入数据的步骤，请参照图3所示，从硬盘读数据的操作步骤如下：