基于IDE接口的电子硬盘设计

摘要

闪速存储器（Flash Memory）是一类非易失性存储器NVM（Non-Volatile Memory）。它和电可编程只读存储器(EPROM)相比，具有电可擦除和可重复编程以及成本低、密度大等优势，因此，虽然闪速存储器在世界存储器市场出现仅仅几年的时间，但它已经逐渐开始取代动态随机存取存储器（DRAM），静态存储器（SRAM）和电可编程只读存储器（EPROM），成为构成存储介质的主流。

Flash Memory可用作固态大容量存储器，且这种存储器与普通硬盘相比，具有体积小、重量轻、可靠性及耐用性好，抗冲击、抗震动能力强，功耗低等优点。因此，随着Flash Memory集成度不断提高，价格不断降低，使其在便携机上取代小容量硬盘已成为可能。由于目前研制的Flash Memory都符合个人计算机存储卡国际协会（PCMCIA）标准，因此这种存储器可以十分方便地用于各种便携式计算机中以取代磁盘。本次设计的电子硬盘，就是一款基于IDE接口的使用Flash Memory作为存储介质的固态盘SSD(Solid State Disk)。

本次设计的电子硬盘，由44pin 标准IDE接口、供电电路、硬盘控制器和Flash Memory芯片构成。

44pin 标准IDE接口完全符合最新的ATA133标准，可以与现在主流的笔记本电脑主板完全兼容，也可以通过简单的转接口与常用PC机主板兼容。

供电电路采用的AME公司生产的AME8800，它具有低压降、误差在1.5%以内的300MA稳定输出和自动过温保护和过流保护功能。

硬盘控制器使用的是SST公司生产的SST55LD019A，它具有低功耗（工作电压3.3v-5v）、主机读取速度快（最快可达10M/s）、稳定性好（可在-40°C-85°C的工业环境下稳定运行）、兼容性好（支持PIO Mode-4、Multi-word DMA Mode-2两种最新的传输模式，兼容标准NAND型Flash Memory）等优点。

Flash Memory芯片采用的是2片三星公司生产的K9F5608U0B，该芯片为NAND型Flash Memory，单片容量为32M*8bit。

本次设计采用Orcad 9.2进行原理图绘制，并使用PowerPCB 5.1进行PCB布板和覆铜，计划使用双层板，所有元件均采用贴片类型。

关键词：闪速存储器，44pin 标准IDE接口，硬盘控制器，供电电路

Abstract

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目录

第一章 绪论 1

第二章 闪速存储器简介 2

2.1 闪速存储器的产生和发展 2

2.2闪速存储器的主要技术类型 2

2.3闪速存储器的结构和功能特点 5

2.4 闪速存储器的工作模式 7

2.5 闪速存储器在大容量存储器领域的应用 7

第三章 设计方案收集和选择 9

3.1 设计思路 9

3.2 方案1简介 9

3.2 方案2简介 13

2.3 方案比较和最终选择 15

第四章 设计步骤 17

4.1 绘制设计原理图 17

4.1.1 Orcad软件简介 17

4.1.2 在Orcad中制作芯片封装 17

4.1.3 放置元件及连线 20

4.1.4 原理图CRC校验及检错 21

4.1.5 创建网表 23

4.2 绘制PCB板图 23

4.2.1 PowerPCB软件简介 23

4.2.2在PowerPCB中制作芯片封装 24

4.2.3 导入原理图网表 27

4.2.4 手动布线 27

4.2.5 覆铜 29

第五章 作品调试及结论 31

5.1 调试步骤 31

5.2  结论 32

5.3 对设计结果的分析和对作品改进方面的考虑 32

谢辞 33

参考文献 34

附录 35