基于arm的嵌入式系统cf卡存储技术

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1、http://www.cdtarena.com基于ARM的嵌入式系统CF卡存储技术1引言随着应用需求的不断提高，许多嵌入式系统在应用时都要求带有扩展的大容量存储器来存储数据。CF卡（CompactFlsahCard）由于价格便宜、存储容量大、体积小、兼容性好等优点被广泛应用于嵌入式产品。然而现有的CF卡接口电路存在接口复杂，稳定性不高等缺点，不能满足客户的需求。通过深入研究ARM处理器AT91RM9200的外部总线接口（EBI）、CF卡和CPLD的工作原理，提出利用CPLD来改进CF卡接口电路以解决现有接

2、口电路中存在的缺点。2器件简介2.1外部总线接口系统采用了以ARM920T为内核的AT91RM9200作为微处理器，它是完全围绕ARM920TThumb处理器构建的系统。它有丰富的系统与应用外设及标准的接口，包括一个高速片上SRAM工作区及一个低等待时间的外部总线接口（EBI）以完成应用所要求的片外存储区和内部存储器映射外设配置的无缝连接。外部总线接口结构如图1所示。http://www.cdtarena.comEBI通过集成电路支持CF卡与SmartMedia协议，从而极大地降低了对外部组件的需求。此外

3、，EBI可处理多达8个外设的数据传输，每个外设分配8个在内置存储控制器中定义的地址空间。数据通过16位或32位数据总线进行传输，地址总线高达26位，8个芯片选择口(NCS[7:0])和在不同外部存储控制器间复用的多个控制引脚进行复用。2.2CF卡http://www.cdtarena.comCF卡（CompactFlashCard）是采用FlashMemory技术的存储卡，具有体积小、价格低廉、兼容性强、存储量大等优点。CF卡支持三种接口模式，分别是PCCardMemoryMode、PCCardI/OMo

4、de、TrueIDEMode。因为TrueIDEMode不经常使用，故接口电路以PCCardMemoryMode和PCCardI/OMode设计。2.3CPLDCPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）是一种较PLD复杂的逻辑元件[2]，是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆（“在系统”编程）将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。该文采用的CPLD是Al

5、tera公司的MAX7000S系列的EPM7128SQL100-10。它有84个引脚，其中5根用于ISP（INSystemProgrammable）下载，可方便的对其进行“在系统”编程。EPM7128SQL100-10支持对电压工作，可以利用Altera公司的第四代开发平台quartusⅡ方便地进行仿真、综合和下载。3硬件接口电路设计硬件接口电路的电路图如图2所示。在此电路中用CPLD来实现一般CF卡接口电路中的双向缓冲器和与非门等一些逻辑器件的逻辑功能，使接口电路变的更为简单、稳定、高速，而且可以通过现

6、场修改程序来实现不同的功能。http://www.cdtarena.comCF卡中的_CD1、_CD2是CF卡是否安装的状态检测信号，在CF卡中接地。当CF卡没有安装时，电路中_CD1、_CD2由上拉电阻将其输出拉为高电平；当CF卡安装时，_CD1、_CD2由CF卡接地输出为低电平，_CD1、_CD2相当于CF卡的总开关。在实际接口电路中_CD1、_CD2要接10kΩ的上拉电阻。将片选任务寄存器的CS4A编程为1则可使能EBI的复用引脚NCS4/CFCS、NCS5/CFCE1、NCS6/CFCE2为Com

7、pactFlash信号CFCS、CFCE1、CFCE2，使能NOE/NRD/CFOE、NWR0/NEW/CFWE、NWR1/NBS1/CFIOR、NWR3/NBS3/CFIOW、A25/CFRNW为CompactFlash信号CFOE、CFWE、CFIOR、CFIOW、CFRNW。这样就可以通过访问保留给NCS4的地址空间来访问外部的CF卡。在NCS4的地址空间中用当前的传输地址来分辨I/O模式，通用存储模式是标志存储模式。传输地址总线的A23用作I/O模式选择。该文CF卡用A22/REG来分离通用存储模

8、式和标志存储模式。在I/O模式下，CompactFlash的逻辑驱动CFIOR与CFIOW信号上SMC的读写信号，此时CFOE与CFWE信号失效。同样在通用存储模式和标志存储模式下驱动CFOE与CFWE信号上的SMC，CFIOR与CFIOW信号失效。该逻辑如图3所示。CFOE与CFWE通过CPLD和CF卡的OE与WE连接起来，这是CF卡在MemoryMode的读写使能。CFIOE与CFIOW通过是I/OMode的使能。除了使能