CF卡與雙核DSP的實現(xiàn)

CF卡與雙核DSP的實現(xiàn)摘要介紹了目前機中最為流行的硬盤接口技術和磁盤文件管理系統(tǒng)，并在此基礎上實現(xiàn)了雙核3205421與存儲卡的接口，解決了嵌入式系統(tǒng)普遍存在的數(shù)據空間狹小的問題。關鍵詞接口硬盤文件管理系統(tǒng)存儲卡目前，許多工業(yè)檢測系統(tǒng)要求其前端設備能實時采集大量數(shù)據，有些系統(tǒng)甚至還要求其前端設備能夠完成實時的數(shù)據處理。因此一般工業(yè)檢測系統(tǒng)將其前端嵌入式系統(tǒng)與一臺機相連或其前端設備就是一臺機，再通過網絡將采集到的數(shù)據傳遞給主控制系統(tǒng)。這類工業(yè)檢測系統(tǒng)體積較大且對外部的環(huán)境要求高。本文實現(xiàn)了3205421與存儲卡以下簡稱卡的接口。利用的高速數(shù)字信號處理能力可完成數(shù)據的實時采集和處理；利用卡的容量大、非易失性和即插即用的特性可完成數(shù)據保存和傳輸。因此3205401與卡的接口在工業(yè)檢測前端系統(tǒng)的應用中有很好的前景。13205421芯片介紹數(shù)字信號處理器是數(shù)字信號處理理論與超大規(guī)模集成電路技術融合的結晶。3205421更是定點系列中的佼佼者。其系統(tǒng)框架如圖1所示。3205421有4個主要特點13205421包含兩個獨立的子系統(tǒng)。每個子系統(tǒng)都有獨立的程序空間、數(shù)據空間和空間，且每個子系統(tǒng)分別具有片內4套總線即4條地址總線、4條數(shù)據總線3種數(shù)據總線用來訪問片內數(shù)據空間，1條數(shù)據總線用來訪問程序空間和2個地址發(fā)生輔助寄存器來實現(xiàn)并行運算和并行存儲功能，提高的運算效率。23205421的每一個子系統(tǒng)都有6個獨立的通道，且可對每個通道進行獨立編程。3205421的兩個子系統(tǒng)的所有程序空間、數(shù)據空間和空間都在每個通道的尋址范圍內。33205421的工作頻率最高可達到100，且兩個子系統(tǒng)的工作時鐘統(tǒng)一由子系統(tǒng)控制。43205421的兩個子系統(tǒng)之間同步信號可以由中斷提供。3205421有3種方式實現(xiàn)不同子系統(tǒng)中的數(shù)據傳輸1將數(shù)據存放在兩個子系統(tǒng)共享的128程序空間中，由共享的128程序空間實現(xiàn)數(shù)據傳遞。2將數(shù)據存放在與兩個系統(tǒng)分別相連的16字的中，由實現(xiàn)兩個子系統(tǒng)的數(shù)據傳遞。3通過將數(shù)據傳輸?shù)饺我庾酉到y(tǒng)的任意空間。2存儲卡產品介紹技術是由協(xié)會提出的一種與機的接口標準兼容的新技術，它致力于開發(fā)一種先進的、速度快、容量大、體積小、質量輕、功耗低且可移動的數(shù)字信息存儲產品。由圖2可知，卡包含兩個基本部分片內的芯片控制器和片內的存儲模塊。片內的存儲模塊用來存儲數(shù)字信息，片內的芯片控制器用來實現(xiàn)與主機的接口及控制數(shù)據在存儲模塊中的傳輸。21卡控制器卡控制器中包含兩組寄存器命令寄存器和控制寄存器。命令寄存器用來接受命令和傳輸數(shù)據；控制寄存器用作磁盤控制。這兩個寄存器組通過信號進行區(qū)分。控制寄存器組主要用于控制卡的工作方式；命令寄存器組被分配在與標準兼容的地址空間。當卡工作在方式下，命令寄存器組的地址空間為0一17和36一37;當卡工作在寄存器方式下，命令寄存器組的地址空間為10一1。當卡工作在存儲器方式下，卡按照標準以寄存器方式傳送數(shù)據、命令和地址。些寄存器除數(shù)據寄存器為16位外，其它寄存器均為8位。數(shù)據寄存器這是一個16位數(shù)據寄存器，用于對扇區(qū)的讀寫操作。主機通過該寄存器向卡卡控制器寫入或從卡控制寄存器讀出扇區(qū)緩沖區(qū)的數(shù)據。錯誤寄存器和特性寄存器錯誤寄存器反映控制寄存器在診斷方式或操作方式下的錯誤原因。特性寄存器一般不使用。扇區(qū)數(shù)寄存器用來記錄讀、寫命令的扇區(qū)數(shù)目。扇區(qū)號寄存器用來記錄讀、寫和校驗命令指定的起始扇區(qū)號。柱面號寄存器用來記錄讀、寫、校驗和尋址命令指定的柱面號。驅動器磁頭寄存器記錄讀、寫、校驗和尋道命令指定的驅動器號、磁頭號和尋址方式模式或模式。狀態(tài)寄存器和命令寄存器狀態(tài)寄存器反映卡驅動器執(zhí)行命令后的狀態(tài)，讀該寄存器要清除中斷請求信號。命令寄存器接收主機發(fā)送的卡工作的命令控制字[1]22卡的編址方式卡的扇區(qū)尋址有兩種方式物理尋址方式和邏輯尋址方式。物理尋址方式使用柱面、磁頭和扇區(qū)號表示一個特定的扇區(qū)。起始扇區(qū)是0磁道、0磁頭、1扇區(qū)，接下來是2扇區(qū)，一直到扇區(qū)；接下來是同一柱面1頭、1扇區(qū)等。邏輯尋址方式將整個卡同一尋址。邏輯塊地址和物理地址的關系為地址二柱面號＞磁頭數(shù)+磁頭號煽區(qū)數(shù)+扇區(qū)數(shù)-1采用邏輯尋址方式，沒有磁頭和磁道的轉換操作，因此在訪問連續(xù)扇區(qū)時，操作速度比物理尋址方式塊。3磁盤文件管理系統(tǒng)簡介為了能夠對大容量磁盤上的數(shù)據進行有效的管理，9在磁盤上建立了一個文件系統(tǒng)。該文件系統(tǒng)可對磁盤上的數(shù)據進行有效的管理。磁盤文件系統(tǒng)將整個磁盤劃分為4個獨立的區(qū)域，每個區(qū)域包含磁盤的獨立信息，且這4個獨立區(qū)域中的信息組合成一個完整有效的磁盤文件管理系統(tǒng)，如表1所示。表1磁盤文件管理系統(tǒng)結構引導扇區(qū)文件分配區(qū)根目標區(qū)文件數(shù)據區(qū)1引導扇區(qū)該扇區(qū)是磁盤的引導扇區(qū)，包含一些重要的磁盤系統(tǒng)信息，如磁盤總共包含多少個扇區(qū)，每個族包含多少個扇區(qū)，每個扇區(qū)包含多少個字節(jié)等。通過這些磁盤系統(tǒng)信息可以計算出磁盤的容量、表和表的起始位置以及文件數(shù)據存放的起始位置等。2文件分配區(qū)文件分配區(qū)包含兩個完全相同的表，其中一個表用作備份。每個表以16字節(jié)為個單元。的每一個單元都映射磁盤上的一個簇，其中的值就反映了該簇的使用情況。3根目錄區(qū)根目錄區(qū)專用來存放根目錄下的文件信息。根目錄下的每一個文件在該目錄區(qū)都對應一個32字節(jié)的目錄項。這32字節(jié)的目錄項包含文件的名稱、屬性、文件的長度、文件在磁盤上的起始簇號、文件建立和最后修改和日期和時間等。這些32字節(jié)的小單元互相首尾相接，中間沒有任何分隔標志。4文件數(shù)據區(qū)該區(qū)是磁盤存放所有信息的場所為了便于管理，文件管理系統(tǒng)以簇為單位將文件分配在文件數(shù)據區(qū)的存儲空間。1族總是2個連續(xù)扇區(qū)。文件在文件數(shù)據區(qū)存放的起始位置存放在其對應目錄下的表中，當文件的長度大于1時，文件數(shù)據區(qū)的后續(xù)位置保存在表中，即對應的單元中的數(shù)值就是文件的后續(xù)部分所存放位置的簇號。文件管理系統(tǒng)通過以上4個區(qū)域實現(xiàn)對磁盤上的文件進行有效的管理。文件管理系統(tǒng)將文件數(shù)據存放在文件數(shù)據區(qū)，將文件的屬性存放在文件對應目錄下的表中，將文件的存放位置存放在表中。因此文件管理系統(tǒng)通過表和表可以很方便地對文件數(shù)據區(qū)的文件進行管理。43205421與卡的硬件接口3205421對外有、程序和數(shù)據3個并行的16位訪問空間，分別由對應的空間選擇信號線選通。本硬件電路選用3205421的空間與卡接口，采用數(shù)據線分時復用方式。如圖3所示，本電路使用子系統(tǒng)與前向通道相連。子系統(tǒng)對采集到的數(shù)據進行實時處理，完成數(shù)據的實時處理后，通過核間的3種數(shù)據傳輸方式將采集到的數(shù)據發(fā)送到子系統(tǒng)中，并且通過核間中斷通知子系統(tǒng)可以存儲卡。41卡即插即用的實現(xiàn)1硬件提供判斷條件?？榱藢崿F(xiàn)即插即用的功能，在自身電路上提供了兩個用來檢測卡是否存在的管腳1、2。1和2的有效電平為低電平，即當主機檢測到與其相連的1和2兩個管腳同時為低電平時，可判斷出卡與主機相連；當主機檢測到與其相連的1和2有一個管腳不為低，則可判斷出卡末與主機相連。2軟件實現(xiàn)。首選定義全局變量如用于記錄卡是否與主機相連，當為0時表示卡末與主機相連；當為1時表示卡與主機相連。其次在每次操作卡時檢測卡的1和2管腳。當檢測到1和2管腳為低電平且為0時復位卡，重新檢測卡的表統(tǒng)計還剩余多少空間可以分配，檢測完表后置變量為1。當檢測到1和2管腳為低電平且為1時，繼續(xù)卡的正常操作。當檢測到1和2為高時，停止卡操作，置變量為0。42文件的存儲向卡創(chuàng)建文件的流程如圖4所示。在卡初始化后包含卡上電復位和統(tǒng)計剩余空間等，向卡存儲數(shù)據的核心部分就是首先向一些必要的寄存器填寫必要的