基于多CF接口系統的總線(xiàn)設計

摘要：針對目前CF產(chǎn)品的應用日益廣泛，而其轉接設備單一的現狀，本文從總線(xiàn)方面闡述了擴展出多個(gè)CF接口的方法，并討論了其總線(xiàn)仲裁策略，該方法簡(jiǎn)單實(shí)用，完全符合設計要求。

1 引言

CF卡（CompactFlash：壓縮閃存）是目前世界上外形最小的大容量存儲設備。它與PCMCIA完全兼容，是一種固態(tài)產(chǎn)品，工作時(shí)沒(méi)有運動(dòng)部件。目前主流產(chǎn)品已經(jīng)達到512Mb和1Gb標準。另外它還具備速度快、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。CF卡采用閃存（flash）技術(shù)，是一種穩定的存儲解決方案，不需要電池來(lái)維持其中存儲的數據。對所保存的數據來(lái)說(shuō)，CF卡比傳統的磁盤(pán)驅動(dòng)器，更具安全性和保護性。

2 CF卡的應用現狀

CF卡是由一個(gè)控制芯片和一個(gè)閃存組成，接口有50個(gè)腳（兩排），它能夠很輕易地插進(jìn)68針I(yè)I型適配器卡（符合PCMCIA的技術(shù)要求）中使用。CF卡可以使用3.3V和5V兩種電壓工作，但對一個(gè)確定的卡，只能工作于一種電壓。

現在一般的PC機上并沒(méi)有直接提供CF接口，對它的應用都是通過(guò)專(zhuān)門(mén)的讀卡器或是轉接設備來(lái)完成的?，F在有很多從USB接口到CF接口的轉接設備，例如朗科公司剛推出基于閃存技術(shù)的第一款數碼移動(dòng)存儲產(chǎn)品DD優(yōu)卡，就是其中的一個(gè)。它采用內置USB和CF雙接口，用戶(hù)將優(yōu)卡中的圖片、音樂(lè )或其它數據上傳至電腦時(shí)，簡(jiǎn)化了對CF卡的操縱過(guò)程，但它僅能支持一個(gè)CF卡，目前還沒(méi)有擴展出多個(gè)CF接口的設備，而且，它只是一種簡(jiǎn)化的讀卡器，需要專(zhuān)門(mén)的設備，沒(méi)有充分發(fā)揮出CF卡的上風(fēng)，限制了對CF卡的更加有效的利用。

3 總線(xiàn)操縱題目及解決思路

總線(xiàn)是構成系統的互連機構，是多個(gè)系統功能部件之間進(jìn)行數據傳送的公共通路。借助于總線(xiàn)連接，各系統功能部件之間實(shí)現地址、數據和控制信息的交換，并在爭用資源的基礎上進(jìn)行工作。

3.1 系統中的總線(xiàn)題目

在這個(gè)系統中，當多個(gè)CF卡同時(shí)工作時(shí)，需要進(jìn)行很多操縱，處理器間要進(jìn)行數據和狀態(tài)字的相互交換，要向共享存儲器存取數據，還要對輸進(jìn)輸出設備進(jìn)行讀寫(xiě)，所有這些操縱都要用到總線(xiàn)。特別是當對實(shí)時(shí)性要求較高時(shí)，總線(xiàn)的操縱會(huì )碰到很多的題目：

（1）多個(gè)CF卡同時(shí)占用總線(xiàn)時(shí)，如何避免總線(xiàn)的沖突。

（2）當一個(gè)操縱占用總線(xiàn)時(shí)間過(guò)長(cháng)時(shí)，且其請求得不到滿(mǎn)足時(shí)，如何避免“死鎖”題目。

（3）在緊急情況下，有一個(gè)操縱要立即占用總線(xiàn)，此時(shí)，如何使它在最短的時(shí)間內獲得總線(xiàn)的控制權。

以上題目在系統上表現為性能不穩定，經(jīng)常性死機，要解決這些題目，必須選擇合適的總線(xiàn)仲裁機制，使其靈活、可靠地完成各種工作。

3.2 多CF卡總線(xiàn)仲裁機制

總線(xiàn)仲裁機制包括總線(xiàn)仲裁策略和總線(xiàn)仲裁方式兩方面。我們要求仲裁機制公平、有效、全理，而且要結構簡(jiǎn)單，輕易實(shí)現。這時(shí)我們主要討論仲裁方式，常見(jiàn)的仲裁方式有集中式和分布式兩種。所謂集中式仲裁中每個(gè)功能模塊有兩條線(xiàn)連到中心仲裁器：一條是送往仲裁器的總線(xiàn)請求信號線(xiàn)，一條是仲裁器送出的總線(xiàn)授權信號線(xiàn)。示意圖如下：