基于IDE接口的電子硬盤設計

摘要

閃速存儲器（Flash Memory）是一類非易失性存儲器NVM（Non-Volatile Memory）。它和電可編程只讀存儲器(EPROM)相比，具有電可擦除和可重復編程以及成本低、密度大等優勢，因此，雖然閃速存儲器在世界存儲器市場出現僅僅幾年的時間，但它已經逐漸開始取代動態隨機存取存儲器（DRAM），靜態存儲器（SRAM）和電可編程只讀存儲器（EPROM），成為構成存儲介質的主流。

Flash Memory可用作固態大容量存儲器，且這種存儲器與普通硬盤相比，具有體積小、重量輕、可靠性及耐用性好，抗沖擊、抗震動能力強，功耗低等優點。因此，隨著Flash Memory集成度不斷提高，價格不斷降低，使其在便攜機上取代小容量硬盤已成為可能。由于目前研制的Flash Memory都符合個人計算機存儲卡國際協會（PCMCIA）標準，因此這種存儲器可以十分方便地用于各種便攜式計算機中以取代磁盤。本次設計的電子硬盤，就是一款基于IDE接口的使用Flash Memory作為存儲介質的固態盤SSD(Solid State Disk)。

本次設計的電子硬盤，由44pin 標準IDE接口、供電電路、硬盤控制器和Flash Memory芯片構成。

44pin 標準IDE接口完全符合最新的ATA133標準，可以與現在主流的筆記本電腦主板完全兼容，也可以通過簡單的轉接口與常用PC機主板兼容。

供電電路采用的AME公司生產的AME8800，它具有低壓降、誤差在1.5%以內的300MA穩定輸出和自動過溫保護和過流保護功能。

硬盤控制器使用的是SST公司生產的SST55LD019A，它具有低功耗（工作電壓3.3v-5v）、主機讀取速度快（最快可達10M/s）、穩定性好（可在-40°C-85°C的工業環境下穩定運行）、兼容性好（支持PIO Mode-4、Multi-word DMA Mode-2兩種最新的傳輸模式，兼容標準NAND型Flash Memory）等優點。

Flash Memory芯片采用的是2片三星公司生產的K9F5608U0B，該芯片為NAND型Flash Memory，單片容量為32M*8bit。

本次設計采用Orcad 9.2進行原理圖繪制，并使用PowerPCB 5.1進行PCB布板和覆銅，計劃使用雙層板，所有元件均采用貼片類型。

關鍵詞：閃速存儲器，44pin 標準IDE接口，硬盤控制器，供電電路

Abstract

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目錄

第一章 緒論1

第二章 閃速存儲器簡介2

2.1 閃速存儲器的產生和發展2

2.2閃速存儲器的主要技術類型2

2.3閃速存儲器的結構和功能特點5

2.4 閃速存儲器的工作模式7

2.5 閃速存儲器在大容量存儲器領域的應用7

第三章 設計方案收集和選擇9

3.1 設計思路9

3.2 方案1簡介9

3.2 方案2簡介13

2.3 方案比較和最終選擇15

第四章 設計步驟17

4.1 繪制設計原理圖17

4.1.1 Orcad軟件簡介17

4.1.2 在Orcad中制作芯片封裝17

4.1.3 放置元件及連線20

4.1.4 原理圖CRC校驗及檢錯21

4.1.5 創建網表23

4.2 繪制PCB板圖23

4.2.1 PowerPCB軟件簡介23

4.2.2在PowerPCB中制作芯片封裝24

4.2.3 導入原理圖網表27

4.2.4 手動布線27

4.2.5 覆銅29

第五章 作品調試及結論31

5.1 調試步驟31

5.2  結論32

5.3 對設計結果的分析和對作品改進方面的考慮32

謝辭33

參考文獻34

附錄35