随着全球电子信息产业的不断高速发展,对电子信息媒介——存储设备的要求越来越高,不仅需要满足处理器数据的高速传输要求,而且需要不断提高存储容量。手机、平板、相机以及军用电子设备等移动终端要求自身体积尽量小巧,对其存储设备的体积,容量以及速度都有越来越高的要求。所以,设计一种体积小巧,容量大,速度快,兼容性强的存储设备非常有必要。根据背景需求,针对手持移动终端,本文设计了基于FPGA的eMMC阵列存储系统。该阵列存储系统将单个存储体扩充,在位宽和存储容量上都是单个存储体的倍数关系,存储容量达到512GB。使用eMMC作为存储介质,体积足够小,能满足对体积要求比较严格的电子设备对体积小巧的要求。同时,基于FPGA的设计,在eMMC本身具有兼容性强的优势下,移植性更高。本文为实现上述目标,做了以下工作:1.依据系统需求,使用8片Micron公司的eMMC存储芯片,一片Xilinx公司的Virtex 6系列FPGA,结合多种电源芯片以及时钟模块,按照电路设计的要求,设计了本文的硬件测试系统。2.深入研究e MMC遵循的协议,依据协议要求,总结出控制芯片读写的命令顺序,使用ISE开发工具,基于Verilog HDL语言编写状态机,实现eMMC的桥接控制器,使主机能够对其进行读写操作。3.通过设计桥接关系,将主设备的读写需求传达给存储芯片控制器,实现对芯片的读写控制。定制四级缓存机制,对于读过程,缓存来自eMMC的读取数据,整理后发送给GTX,经过高速传输后,最终返回读取数据给主机接口;对于写过程,缓存来自主机的数据,处理后发送给GTX,接收端经过再处理后发送给eMMC控制器接口,将数据写入存储芯片,完成写过程。4.使用GTX Transceiver Wizard的IP核例化GTX模块,调节时序关系,将FIFO接口连接起来,对接主机和e MMC设备需要传输的数据。5.每设计一个Verilog模块,调试每个模块以及多个模块之间的通信,直至所有除控制器和GTX模块的其他模块工作正常。采用Chip Scope硬件在线调试工具,调试控制器模块和GTX模块的通信功能,最后将所有模块整合在一起测试系统整体工作能力,最终设计出存储容量为512GB,接口传输速度为400MB/s的存储阵列系统。