基于DSP的TMS320VC5421與CF存儲卡的接口實(shí)現

本文實(shí)現了TMS320VC5421與CompactFlash存儲卡（以下簡(jiǎn)稱(chēng)CF卡）的接口。利用DSP的高速數字信號處理能力可完成數據的實(shí)時(shí)采集和處理；利用CF卡的容量大、非易失性和即插即用的特性可完成數據保存和傳輸。因此TMS320VC5401與CF卡的接口在工業(yè)檢測前端系統的應用中有很好的前景。

1 TMS320VC5421芯片介紹

數字信號處理器（DSP）是數字信號處理理論與超大規模集成電路（VLSI）技術(shù)融合的結晶。TMS320VC5421更是定點(diǎn)系列DSP中的佼佼者。其系統框架如圖1所示。



TMS320VC5421有4個(gè)主要特點(diǎn)：

（1）TMS320VC5421包含兩個(gè)獨立的DSP子系統。每個(gè)子系統都有獨立的程序空間、數據空間和I/O空間，且每個(gè)子系統分別具有片
內4套總線(xiàn)即4條地址總線(xiàn)、4條數據總線(xiàn)（3種數據總線(xiàn)用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)片內數據空間，1條數據總線(xiàn)用來(lái)訪(fǎng)問(wèn)程序空間）和2個(gè)地址發(fā)生輔助寄存器來(lái)實(shí)現并行運算和并行存儲功能，提高CPU的運算效率。

（2）TMS320VC5421的每一個(gè)子系統都有6個(gè)獨立的DMA通道，且可對每個(gè)DMA通道進(jìn)行獨立編程。TMS320VC5421的兩個(gè)子系統的所有程序空間、數據空間和I/O空間都在每個(gè)DMA通道的尋址范圍內。

（3）TMS320VC5421的工作頻率最高可達到100MIPS，且兩個(gè)子系統的工作時(shí)鐘統一由子系統A控制。

（4）TMS320VC5421的兩個(gè)子系統之間同步信號可以由IPIRQ中斷提供。

TMS320VC5421有3種方式實(shí)現不同子系統中的數據傳輸：

（1）將數據存放在兩個(gè)子系統共享的128KB程序空間中，由共享的128KB程序空間實(shí)現數據傳遞。

（2）將數據存放在與兩個(gè)系統分別相連的16字的FIFO中，由FIFO實(shí)現兩個(gè)子系統的數據傳遞。

（3）通過(guò)DMA將數據傳輸到任意子系統的任意空間。

2 CompactFlash存儲卡產(chǎn)品介紹

CompactFlash技術(shù)是由CompactFlash協(xié)會(huì )（CFA）提出的一種與PC機的ATA接口標準兼容的新技術(shù)，它致力于開(kāi)發(fā)一種先進(jìn)的、速度快、容量大、體積小、質(zhì)量輕、功耗低且可移動(dòng)的數字信息存儲產(chǎn)品。



由圖2可知，CF卡包含兩個(gè)基本部分：片內的芯片控制器和片內的存儲模塊。片內的存儲模塊用來(lái)存儲數字信息，片內的芯片控制器用來(lái)實(shí)現與主機的接口及控制數據在存儲模塊中的傳輸。

2.1 CF卡控制器

CF卡控制器中包含兩組寄存器：命令寄存器和控制寄存器。命令寄存器用來(lái)接受命令和傳輸數據；控制寄存器用作磁盤(pán)控制。這兩個(gè)寄存器組通過(guò)REG信號進(jìn)行區分?？刂萍拇嫫鹘M主要用于控制CF卡的工作方式；命令寄存器組被分配在與ATA標準兼容的地址空間。當CF卡工作在I/O方式下，命令寄存器組的地址空間為IF0H～1F7H和3F6H～3F7H；當CF卡工作在寄存器方式下，命令寄存器組的地址空間為1F0H～1FFH。

當CF卡工作在存儲器方式下，CF卡按照ATA標準以寄存器方式傳送數據、命令和地址。些寄存器除數據寄存器為16位外，其它寄存器均為8位。

數據寄存器（R/W）：這是一個(gè)16位數據寄存器，用于對扇區的讀寫(xiě)操作。主機通過(guò)該寄存器向CF卡卡控制器寫(xiě)入或從CF卡控制寄存器讀出扇區緩沖區的數據。

錯誤寄存器（R）和特性寄存器（W）：錯誤寄存器反映控制寄存器在診斷方式或操作方式下的錯誤原因。特性寄存器一般不使用。

扇區數寄存器（R/W）：用來(lái)記錄讀、寫(xiě)命令的扇區數目。

扇區號寄存器（R/W）：用來(lái)記錄讀、寫(xiě)和校驗命令指定的起始扇區號。

柱面號寄存器（R/W）：用來(lái)記錄讀、寫(xiě)、校驗和尋址命令指定的柱面號。

驅動(dòng)器/磁頭寄存器（R/W）：記錄讀、寫(xiě)、校驗和尋道命令指定的驅動(dòng)器號、磁頭號和尋址方式（CHS模式或LBA模式）。

狀態(tài)寄存器（R）和命令寄存器（W）：狀態(tài)寄存器反映CF卡驅動(dòng)器執行命令后的狀態(tài)，讀該寄存器要清除中斷請求信號。命令寄存器接收主機發(fā)送的CF卡工作的命令控制字。