Xscale PXA255處理器與CF卡的接口設(shè)計(jì)

Intel Xscale PXA255處理器是新一代的嵌入式處理器，基于ARMv5TE體系結(jié)構(gòu)的微處理器，性價(jià)比較高、功耗較低，適合于數(shù)字移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、網(wǎng)絡(luò)路由器等嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。在采用PXA255處理器開發(fā)諸如車載導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)，電子地圖等海量地理信息數(shù)據(jù)需要一個(gè)容量大、體積小、性能優(yōu)異的存儲(chǔ)器?！癈ompact Flash”卡，簡(jiǎn)稱CF卡，具有高速度、大容量、體積小、重量輕、功耗低和高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，十分適合嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。因此，可選擇CF卡作為地理信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)載體。PXA255處理器提供了PCMCIA/CF卡控制器，可以方便地實(shí)現(xiàn)PXA255處理器與CF卡的接口設(shè)計(jì)。

CF卡結(jié)構(gòu)和工作原理

Compact Flash技術(shù)是由CF協(xié)會(huì)(CFA)提出的一種與PC機(jī)ATA接口標(biāo)準(zhǔn)兼容的技術(shù)。如圖1，CF卡由兩個(gè)基本部分構(gòu)成：內(nèi)部控制器和閃存模塊。CF卡的閃存模塊基本上都使用NAND型閃存，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。內(nèi)部控制器用來(lái)實(shí)現(xiàn)CF卡與主機(jī)的接口以及控制數(shù)據(jù)的傳輸。CF卡內(nèi)部控制器的設(shè)計(jì)完全模擬硬盤，使用標(biāo)準(zhǔn)的ATA/IDE接口。

                               圖1：CF卡結(jié)構(gòu)框圖

CF卡的存取方式有三種：PC Card Memory模式、PC Card I/O模式以及True IDE模式。PC Card模式與PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)兼容。True IDE模式與ATA標(biāo)準(zhǔn)兼容。三種方式相比，在True IDE模式下，CF卡與主機(jī)通信的信號(hào)最少，硬件接口最簡(jiǎn)單、軟件易于實(shí)現(xiàn)，因此本設(shè)計(jì)采用了True IDE模式。

CF卡扇區(qū)尋址有兩種方式：物理尋址方式(CHS)和邏輯尋址方式(LBA)。物理尋址方式使用柱面、磁頭和扇區(qū)號(hào)表示一個(gè)特定的扇區(qū)，起始扇區(qū)是0磁道、0磁頭、1扇區(qū)，接著是2扇區(qū)，一直到EOF扇區(qū)；接下來(lái)是同一柱面1頭、1扇區(qū)等。邏輯尋址方式將整個(gè)CF卡同一尋址。邏輯塊地址和物理地址的關(guān)系為：LBA地址=(柱面號(hào)