CF卡与双核DSP的实现

　　如今，很多产业检测体系请求其前端配置能及时征求大量数据，有些体系乃至还请求其前端配置可以或许完成及时的数据处理惩罚。因此一样平常产业检测体系将其前端嵌入式体系与一台PC机相连或其前端配置便是一台PC机，再通过网络将征求到的数据转达给主控制体系。这类产业检测体系体积较大且对外部的环境请求高。

　　本文实现了TMS320VC5421与CompactFlash存储卡（以下简称CF卡）的接口。利用DSP的高速数字信号处理惩罚本领可完成数据的及时征求和处理惩罚；利用CF卡的容量大、非易失性和即插即用的特性可完成数据生存和传输。因此TMS320VC5401与CF卡的接口在产业检测前端体系的应用中有很好的远景。

　　1 TMS320VC5421芯片先容

　　数字信号处理惩罚器（DSP）是数字信号处理惩罚理论与超大范围集成电路（VLSI）技能融合的结晶。TMS320VC5421更是定点系列DSP中的佼佼者。其体系框架如图1所示。

　　TMS320VC5421有4个重要特点：

　　（1）TMS320VC5421包括两个独立的DSP子体系。每个子体系都有独立的步伐空间、数据空间和I/O空间，且每个子体系分别具有片 
内4套总线即4条地点总线、4条数据总线（3种数据总线用来访问片内数据空间，1条数据总线用来访问步伐空间）和2个地点产生帮助寄存器来实现并行运算和并行存储成果，进步CPU的运算服从。

　　（2）TMS320VC5421的每一个子体系都有6个独立的DMA通道，且可对每个DMA通道举行独立编程。TMS320VC5421的两个子体系的全部步伐空间、数据空间和I/O空间都在每个DMA通道的寻址范畴内。

　　（3）TMS320VC5421的事变频率最高可到达100MIPS，且两个子体系的事变时钟同一由子体系A控制。

　　（4）TMS320VC5421的两个子体系之间同步信号可以由IPIRQ停止提供。

　　TMS320VC5421有3种方法实现差别子体系中的数据传输：

　　（1）将数据存放在两个子体系共享的128KB步伐空间中，由共享的128KB步伐空间实现数据转达。

　　（2）将数据存放在与两个体系分别相连的16字的FIFO中，由FIFO实现两个子体系的数据转达。

　　（3）通过DMA将数据传输到恣意子体系的恣意空间。

　　2 CompactFlash存储卡产品先容

　　CompactFlash技能是由CompactFlash协会（CFA）提出的一种与PC机的ATA接口标准兼容的新技能，它致力于开辟一种先辈的、速率快、容量大、体积小、质量轻、功耗低且可移动的数字信息存储产品。

　　由图2可知，CF卡包括两个根本部分：片内的芯片控制器和片内的存储模块。片内的存储模块用来存储数字信息，片内的芯片控制器用来实现与主机的接口及控制数据在存储模块中的传输。

　　2.1 CF卡控制器

　　CF卡控制器中包括两组寄存器：下令寄存器和控制寄存器。下令寄存器用来担当下令和传输数据；控制寄存器用作磁盘控制。这两个寄存器组通过REG信号举行区分。控制寄存器组重要用于控制CF卡的事变方法；下令寄存器组被分派在与ATA标准兼容的地点空间。当CF卡事变在I/O方法下，下令寄存器组的地点空间为IF0H～1F7H和3F6H～3F7H；当CF卡事变在寄存器方法下，下令寄存器组的地点空间为1F0H～1FFH。

　　当CF卡事变在存储器方法下，CF卡根据ATA标准以寄存器方法发送数据、下令和地点。些寄存器除数据寄存器为16位外，别的寄存器均为8位。

　　数据寄存器（R/W）：这是一个16位数据寄存器，用于对扇区的读写操纵。主机通过该寄存器向CF卡卡控制器写入或从CF卡控制寄存器读出扇区缓冲区的数据。

　　错误寄存器（R）和特性寄存器（W）：错误寄存器反应控制寄存器在诊断方法或操纵方法下的错误缘故起因。特性寄存器一样平常不利用。

　　扇区数寄存器（R/W）：用来记录读、写下令的扇区数量。

　　扇区号寄存器（R/W）：用来记录读、写和校验下令指定的肇始扇区号。

　　柱面号寄存器（R/W）：用来记录读、写、校验和寻址下令指定的柱面号。

　　驱动器/磁头寄存器（R/W）：记录读、写、校验和寻道下令指定的驱动器号、磁头号和寻址方法（CHS模式或LBA模式）。

　　状态寄存器（R）和下令寄存器（W）：状态寄存器反应CF卡驱动器实行下令后的状态，读该寄存器要打扫停止恳求信号。下令寄存器吸取主机发送的CF卡事变的下令控制字[1]。

　　2.2 CF卡的编址方法

　　CF卡的扇区寻址有两种方法：物理寻址方法（CHS）和逻辑寻址方法（LBA）。物理寻址方法利用柱面、磁头和扇区号表现一个特定的扇区。肇始扇区是0磁道、0磁头、1扇区，接下来是2扇区，不停到EOF扇区；接下来是同一柱面1头、1扇区等。逻辑寻址方法将整个CF卡同一寻址。逻辑块地点和物理地点的干系为：

　　LBA地点=(柱面号×磁头数+磁头号) ×扇区数+扇区数-1

　　采取逻辑寻址方法，没有磁头和磁道的转换操纵，因此在访问连续扇区时，操纵速率比物理寻址方法块。

　　3 磁盘文件办理体系简介

　　为了可以或许对大容量磁盘上的数据举行有效的办理，Win9X在磁盘上创建了一个文件体系。该文件体系可对磁盘上的数据举行有效的办理。

　　磁盘文件体系将整个磁盘分别为4个独立的地区，每个地区包括磁盘的独立信息，且这4个独立地区中的信息组合成一个完备有效的磁盘文件办理体系，如表1所示。

　　（1）DOS引导扇区：该扇区是磁盘的引导扇区，包括一些紧张的磁盘体系信息，如：磁盘统共包括多少个扇区，每个族包括多少个扇区，每个扇区包括多少个字节等。通过这些磁盘体系信息可以谋略出磁盘的容量、FAT表和FDT表的肇始位置以及文件数据存放的肇始位置等。

　　（2）文件分派区（FAT）：文件分派区包括两个完全雷同的FAT表，此中一个FAT表用作备份FAT。每个FAT表以16字节为个单位。FAT的每一个单位都映射磁盘上 
的一个簇，此中的值就反应了该簇的利用环境。

　　（3）根目次区（FDT）：根目次区专用来存放根目次下的文件信息。根目次下的每一个文件在该目次区都映射一个32字节的目次项。这32字节的目次项包括文件的名称、属性、文件的长度、文件在磁盘上的肇始簇号、文件创建和末了修改和日期和时间等。这些32字节的小单位相互首尾相接，中间没有任意退出标记。

　　（4）文件数据区：该区是磁盘存放全部信息的场合为了便于办理，文件办理体系以簇为单位将文件分派在文件数据区的存储空间。1族总是2n个连续扇区。文件在文件数据区存放的肇始位置存放在其映射目次下的FDT表中，当文件的长度大于1K时，文件数据区的后续位置生存在FAT表中，即映射的FAT单位中的数值便是文件的后续部分所存放位置的簇号。

　　文件办理体系通过以上4个地区实现对磁盘上的文件举行有效的办理。文件办理体系将文件数据存放在文件数据区，将文件的属性存放在文件映射目次下的FDT表中，将文件的存放位置存放在FAT表中。因此文件办理体系通过FAT表和FDT表可以很方便地对文件数据区的文件举行办理。

　　4 TMS320VC5421与CF卡的硬件接口

　　TMS320VC5421对外有I/O、步伐和数据3个并行的16位访问空间，分别由映射的空间选择信号线选通。本硬件电路选用TMS320VC5421的I/O空间与CF卡接口，采取数据线分时复用方法。

　　如图3所示，本电路利用DSP子体系A与前向通道相连。DSP子体系A对征求到的数据举行及时处理惩罚，完成数据的及时处理惩罚后，通过核间的3种数据传输方法将征求到的数据发送到DSP子体系B中，并且通过核间停止IPIRQ关照DSP子体系B可以存储CF卡。

　　4.1 CF卡即插即用的实现

　　（1）硬件提供果断条件。CF卡为了实现即插即用的成果，在自身电路上提供了两个用来检测CF卡是否存在的管脚（CD1、CD2）。CD1和CD2的有效电平为低电平，即当主机检测到与其相连的CD1和CD2两个管脚同时为低电平常，可果断出CF卡与主机相连；当主机检测到与其相连的CD1和CD2有一个管脚不为低，则可果断出CF卡未与主机相连。

　　（2）软件实现。首选定义全局变量（如：IsExist）用于记录CF卡是否与主机相连，当IsExist为0时表现CF卡未与主机相连；当IsExist为1时表现CF卡与主机相连。其次在每次操纵CF卡时检测CF卡的CD1和CD2管脚。当检测到CD1和CD2管脚为低电平且IsExist为0时复位CF卡，重新检测CF卡的FAT表统计还剩余多少空间可以分派，检测完FAT表后置变量IsExist为1。当检测到CD1和CD2管脚为低电平且IsExist为1时，连续CF卡的正常操纵。当检测到CD1和CD2为高时，克制CF卡操纵，置变量IsExist为0。

　　4.2 文件的存储

　　向CF卡创建文件的流程如图4所示。在CF卡初始化后（包括CF卡上电复位和统计剩余空间等），DSP向CF卡存储数据的内核部分便是起首向一些须要的寄存器填写须要的信息，如向扇区号寄存器填写读写数据的肇始扇区号（LBA地点）和扇区数寄存器填写读写数据所占的扇区个数等。然后向CF卡的下令寄存器写入CF卡操纵的下令字，如写操纵则向CF卡的下令寄存器写入30H，读操纵向CF卡的下令寄存器写入20H等。

　　本文先容的TMS320VC5421与CF卡的接口电路已在实际印刷电路板上告成实现，该小型体系在产业配置的前端电路中具有广阔的应用远景。