嵌入式系统设计课程论文

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1、嵌入式系统设计课程论文专业:测控技术与仪器姓名:林治冰学号:0803020317目录1SD卡概述12系统设计方案12.1S3C44B0X的特点12.2W86L388D的特点12.3硬件设计23驱动程序设计33.1控制协议33.2核心驱动程序44结束语4参考文献4基于ARM7的SD卡控制系统的设计摘要提出了一种基于ARM7处理器S3C44B0X、以SD卡主控芯片W86L388D为核心的设计方案，为低端嵌入式产品提供SD卡功能。设计出了硬件电路图，并分析了SD卡的控制协议，给出了相应的软件设计方法，编写出了底层的驱动程序。通过实际测试分析了该方案的性能。关键词:嵌入式系统；S3C44B0X；SD

2、卡；W86L388D1SD卡概述SD卡(SecureDigitalMemoryCard)是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备，其最大的特点就是通过加密功能，保证数据资料的安全保密；SD卡拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。目前市场上基于ARM的嵌入式产品多数不支持SD卡，尤其是基于ARM7的低端嵌入式产品。鉴于SD卡的诸多优点，以及ARM7的广泛应用，考虑通过增加额外的芯片作为扩展模块，为这类低端嵌入式产品提供SD卡功能。SD卡通信基于9芯的接口(Clock，Command，43Dat，33PowerLines)，其最大工作频率25MHz，拥有高达10Mb

3、/s的读写速率，SD卡系统支持SD和SPI模式的两种通信协议。模式的选择对主机是透明的，由SD卡自动检测复位命令的模式，在此后的通信过程中始终使用此种通信方式。SD卡在结构上使用一主多从的星型拓扑结构，并高度集成闪存，具备串行和随机存取能力。可以通过专用串行接口访问，数据传输可靠，并允许几个卡垛叠。接口完全符合最新的消费者标准，叫做SD卡系统标准，由SD卡系统规范定义。2系统设计方案2.1S3C44B0X的特点S3C44B0X微处理器是Samsung公司为低成本、低功耗的应用产品而设计的，可以使用在移动手持终端设备和互联网产品中。该芯片采用0125ΛmCMOS工艺和SAMBA11总线结构(S

4、AMSUNGARMCPU嵌入式控制器总线结构)设计，核心逻辑部件建立ARM公司的ARM7TDMIRISC处理器上，最高运行时钟频率达66MHz，并带有8kB的指令和数据Cache，由于ARM7TDM中没有集成存储管理部件，特别适用于uClinux和uCos操作系统.2.2W86L388D的特点SD卡与ARMCPU的通信采用Winbond公司的芯片W86L388D，这块芯片能够使用1线或4线传输数据及指令，工作频率最高达25MHz。W86L388D有如下特性:兼容MMCspec1Version212和SDspec1Version110；支持两种类型的主机微控制器间的接口访问——同步和异步模式；

5、支持DMA和中断传输方式；具有主机微控制器8/16位数据总线；内置晶体驱动电路，支持外部时钟或晶体时钟；支持额外的5路可编程GPIO；输入时钟宽度为3158MHz～25MHz；313V工作电压。其内部结构见图1。4图1W86L388D内部结构图在本设计中，通过几根控制线和1根中断请求线与一片桥接控制芯W86L388D相连，利用W86L388D控制芯片完成对SD卡命令的发送和数据的传输。CPU通过给其相应的寄存器中写入控制命令来驱动读/写SD卡，从SD卡中读取的数据通过CPU相连的16位数据总线发送给CPU处理。SD卡与CPU的通信是通过中断方式来进行应答的，W86L388D的中断控制器显示S

6、D卡的各种中断请求，CPU只须读取其状态就能判断对SD卡进行如何处理。2.3硬件设计图2为W86L388D硬件电路图。W86L388D提供了总线方式的接口，所以与处理器的电路设计相对比较简单。从图2可以看出，与处理器的接口可以是异步(TYPE1)或同步(TYPE2)模式。XTYP2引脚接地使得W86L388D工作在TYPE1模式，这样所有的工作时序由S3C44B0X芯片提供。W86L388D与SD卡的连接也比较方便，芯片的SD1～SD6引脚与SD卡的4根数据线、1根命令线和1根时钟线相连。XINT接S3C44B0X的外部中断ExINT4，XCSN接从S3C44B0X扩展出来的片选管脚nCS_

7、SD，XRDN/XRDWRN和XWRLN/XBELN分别接芯片的nOE和nE，来控制当前的总线周期为读周期或者写周期。W86L388D还有5个GPIO引脚可供系统使用，在此电路中，GIO0连接SD卡的CD端，用于对卡是否插入的检测；GIO1和GIO2分别外接一个发光二极管，用来指示SD卡的插入和读写；GIO3外接SD_PWEN电路，SD_PWEN电路利用其中的一个场效应管保护卡的热插拔；GIO4外接SD卡的W