基于System ACE的DSP文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引 言

　　目前，對(duì)圖像處理系統(tǒng)的速度和精度要求越來越高，采樣的數(shù)據(jù)量也越來越大。而嵌入式系統(tǒng)中的硬件資源環(huán)境一般比較苛刻，嵌入式微處理器和微控制器的內(nèi)存一般都不大。為了能夠?qū)崿F(xiàn)DSP(Digital Signal Processing)系統(tǒng)的獨(dú)立運(yùn)行，需要大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)用于保存采樣結(jié)果。但是板載的Flash等容量通常不大，SDRAM掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失，并且它們無法方便地把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到計(jì)算機(jī)主機(jī)上。閃存技術(shù)的不斷發(fā)展，使得閃存卡(如CF卡、SD卡等)因其體積小、容量大、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而在嵌入式存儲(chǔ)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。因此，本文介紹一種使用CF卡作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的方法。FAT16文件系統(tǒng)具有出色的文件管理性能，能被大多數(shù)操作系統(tǒng)識(shí)別，因此將CF卡與FAT16文件系統(tǒng)相結(jié)合是嵌入式存儲(chǔ)、記錄系統(tǒng)的一個(gè)理想方案。

　　1 System ACE原理

　　1.1 System ACE簡(jiǎn)介

　　System ACE(System Advanced Configuration Environment)是Xilinx公司開發(fā)的系統(tǒng)高級(jí)配置系列，用以滿足面向多個(gè)FPGA的系統(tǒng)對(duì)高效空間、預(yù)置、高密度配置需求的解決方案。System ACE技術(shù)是一種突破性的系統(tǒng)內(nèi)可配置的解決方案，大幅節(jié)省了開發(fā)工作；與傳統(tǒng)的PROM相比，每比特成本也大大降低。System ACE技術(shù)是高容量FPGA系統(tǒng)的嵌入式解決方案。

　　System ACE系列把xilinx配置控制的專業(yè)技術(shù)和專注于存儲(chǔ)的產(chǎn)業(yè)結(jié)合在一起，它的第1個(gè)成員是SystemACE CF(CompactFlash)。

　　System ACE CF是1個(gè)芯片集，由2部分組成：一個(gè)是ACE控制器，另一個(gè)就是用于存儲(chǔ)的CF卡。

　　1.2 ACE控制器

　　如圖1所示，ACE控制器有4個(gè)接口，分別用來連接CF(CompactFlash)、MPU(Microprocessor)、用于連接FPGA的CFGJTAG(Configration JTAG)、允許高度靈活配置的TSTJTAG(Test JTAG)。下面著重介紹CF卡接口和MPU接口。

　　1.3 CF卡接口

　　CF卡接口可以連接的CF卡類型有Xilinx ACEFlash卡、任意標(biāo)準(zhǔn)的CF卡、高達(dá)8 Gb的IBM微型硬盤，以及所有有相同外形和電路板空間需求的存儲(chǔ)卡。

　　CF卡接口由2部分組成：一是CF卡控制器，二是CF卡仲裁器。CF卡控制器不僅用來檢測(cè)和維護(hù)CF卡設(shè)備的狀態(tài)，而且還處理所有的CF設(shè)備的訪問總線周期及提煉和執(zhí)行CF命令(如軟復(fù)位、讀／寫段)等。CF卡仲裁器決定微處理器和配置JTAG控制器哪一個(gè)來訪問CF卡的數(shù)據(jù)緩沖。

　　1.4 MPU接口

　　MPU接口功能：

　　◆MPU接口提供了監(jiān)控System ACE控制器和ACE Flash讀寫數(shù)據(jù)的功能。

　　◆MPU接口能夠識(shí)別CF卡并對(duì)CF卡進(jìn)行讀寫。

　　◆MPU接口能夠控制配置流，包括監(jiān)控ACE控制器的配置狀態(tài)和錯(cuò)誤狀態(tài)，還能延時(shí)配置、開始配置、決定CF卡或MPU的配置源，控制比特流版本以及復(fù)位設(shè)備等。

　　本文就是利用ACE控制器的MPU接口，在該接口處連接DSP芯片，并通過CF卡為DSP加載文件系統(tǒng)。