嵌入式處理器MPC8250與CF卡的接口設(shè)計(jì)

（４）配置多功能引腳寄存器（偏移量：０ｘ８Ｃ）。該寄存器配置通用引腳。本設(shè)計(jì)配置ＧＰＩＯ１引腳為ＬＥＤ指示，ＧＰＩＯ２引腳為ＰＣＩ中斷輸出。

（５）配置設(shè)備控制寄存器（偏移量：０ｘ９２）。該寄存器選擇中斷方式，是并行ＰＣＩ中斷還是串行ＰＣＩ中斷。本設(shè)計(jì)選擇了傳統(tǒng)的并行ＰＣＩ中斷方式。

（６）配置ＥｘＣＡ電壓控制寄存器（偏移量：０ｘ８０２），選擇Ｖｃｃ為３．３Ｖ還是５Ｖ。本設(shè)計(jì)選擇Ｖｃｃ為３．３Ｖ。

（７）配置ＥｘＣＡ存儲(chǔ)窗口０起始地址低位寄存器（偏移量：０ｘ８１０），即起始地址的Ａ１９～Ａ１２位。ＰＣＩ１４１０Ａ具有五個(gè)存儲(chǔ)地址翻譯窗口和二個(gè)Ｉ／Ｏ地址翻譯窗口，用于配置ＣＦ卡內(nèi)寄存器的訪問(wèn)地址，將ＣＦ卡的寄存器映射到系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間或Ｉ／Ｏ空間，ＭＰＣ８２５０訪問(wèn)這些寄存器就相當(dāng)于訪問(wèn)一段存儲(chǔ)空間或Ｉ／Ｏ空間。本設(shè)計(jì)中只使用了存儲(chǔ)地址翻譯窗口０。

（８）配置ＥｘＣＡ存儲(chǔ)窗口０起始地址高位寄存器（偏移量：０ｘ８１１），即起始地址的Ａ２３～Ａ２０位。

（９）配置ＥｘＣＡ存儲(chǔ)窗口０結(jié)束地址低位寄存器（偏移量：０ｘ８１２），即結(jié)束地址的Ａ１９～Ａ１２位。

（１０）配置ＥｘＣＡ存儲(chǔ)窗口０結(jié)束地址高位寄存器（偏移量：０ｘ８１３），即結(jié)束地址的Ａ２３～Ａ２０位。

（１１）配置ＥｘＣＡ存儲(chǔ)窗口０地址比較寄存器（偏移量：０ｘ８４０）。在系統(tǒng)訪問(wèn)ＣＦ卡時(shí)，如果地址的高８位與該寄存器數(shù)值相同，則允許訪問(wèn)，系統(tǒng)將該地址翻譯到相應(yīng)的ＣＦ卡空間；否則，拒之門外。

（１２）配置ＥｘＣＡ存儲(chǔ)窗口使能寄存器（偏移量：０ｘ８０６）。該寄存器可以分別打開(kāi)或關(guān)閉五個(gè)存儲(chǔ)地址翻譯窗口和二個(gè)Ｉ／Ｏ地址翻譯窗口，因?yàn)槊總€(gè)窗口對(duì)應(yīng)了寄存器中的一個(gè)使能位。芯片的默認(rèn)值都是關(guān)閉的。在本設(shè)計(jì)中，打開(kāi)存儲(chǔ)地址翻譯窗口０。切記在初始化的收官階段打開(kāi)翻譯窗口使能位，以免功虧一簣。

２．２ 讀寫(xiě)ＣＦ卡技巧

由于ＣＦ卡本身的特點(diǎn)，ＣＦ卡由ＡＴＡ控制器和Ｆｌａｓｈ存儲(chǔ)器兩部分構(gòu)成。系統(tǒng)訪問(wèn)Ｆｌａｓｈ存儲(chǔ)器的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于訪問(wèn)內(nèi)存的速度。如果系統(tǒng)頻繁訪問(wèn)ＣＦ卡，勢(shì)必影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和工作效率。所以必須考慮ＣＦ卡讀寫(xiě)程序的設(shè)計(jì)技巧。

根據(jù)存儲(chǔ)器訪問(wèn)的局部性原理，ＣＰＵ存取數(shù)據(jù)所訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元都趨向于聚集在一個(gè)較小的連續(xù)區(qū)域。從時(shí)間上看，如果一個(gè)信息項(xiàng)正在被訪問(wèn)，那么在近期它很可能還會(huì)被再次訪問(wèn)。從空間上看，在最近將用到的信息很可能與目前正在使用的信息在空間地址上是臨近的。

本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，開(kāi)辟了一個(gè)扇區(qū)的內(nèi)存空間ｔｅｍｐＳｅｃｔ，用于存儲(chǔ)最近訪問(wèn)過(guò)的扇區(qū)數(shù)據(jù)；并設(shè)置了兩個(gè)全局變量：ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ和ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ。ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ保存最近備份的扇區(qū)編號(hào)。ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ說(shuō)明備份數(shù)據(jù)是否與ＣＦ卡中的相應(yīng)數(shù)據(jù)一致。如果一致，為“０”；否則為“１”。這樣不但可以減少讀寫(xiě)ＣＦ卡的次數(shù)，而且提高了訪問(wèn)速度，滿足嵌入式操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。

同時(shí)，ＣＦ卡的物理結(jié)構(gòu)也有利于以扇區(qū)為單元進(jìn)行操作。因?yàn)椋茫瓶▋?nèi)部的Ｆｌａｓｈ存儲(chǔ)器由若干個(gè)扇區(qū)組成，而且ＣＦ卡中設(shè)置了專門針對(duì)扇區(qū)操作的寄存器。

所以，本設(shè)計(jì)中，無(wú)論是讀一段數(shù)據(jù)，還是寫(xiě)一段數(shù)據(jù)，都以扇區(qū)為基本單位。如果數(shù)據(jù)量在一個(gè)扇區(qū)內(nèi)，并且地址范圍在同一扇區(qū)，則先讀取所在扇區(qū)的數(shù)據(jù)，然后按照在扇區(qū)中的偏移量獲得所需數(shù)據(jù)；如果數(shù)據(jù)量大于一個(gè)扇區(qū)，或者地址范圍橫跨兩個(gè)扇區(qū)，則按次讀取扇區(qū)，獲得所需數(shù)據(jù)。操作流程如圖２所示。

系統(tǒng)初始化時(shí)，設(shè)置ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ為“０”， ｔｅｍｐＳｅｃｔ中備份了０號(hào)扇區(qū)的數(shù)據(jù)；ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ也為“０”，即備份數(shù)據(jù)未作更改。

當(dāng)讀取一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)時(shí)，首先比較所讀取的扇區(qū)號(hào)（ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ），是否與備份數(shù)據(jù)的扇區(qū)號(hào)（ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ）一致，如果一致，則從備份數(shù)據(jù)中讀取，加快了訪問(wèn)速度；否則，判斷備份數(shù)據(jù)是否更改，即ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ是否為“１”；如果不是，則從ＣＦ卡中讀取扇區(qū)號(hào)為ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ的數(shù)據(jù)到ｔｅｍｐＳｅｃｔ中；否則，先把ｔｅｍｐＳｅｃｔ的數(shù)據(jù)寫(xiě)回ＣＦ卡，然后從ＣＦ卡中讀取扇區(qū)號(hào)為ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ的數(shù)據(jù)到ｔｅｍｐＳｅｃｔ中。最后，設(shè)置備份數(shù)據(jù)扇區(qū)號(hào)ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ為當(dāng)前數(shù)據(jù)的扇區(qū)號(hào)ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ，設(shè)置ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ為“０”，并從備份數(shù)據(jù)中讀取所需數(shù)據(jù)。