基于System ACE的DSP文件系統設計

引 言

　　目前，對圖像處理系統的速度和精度要求越來(lái)越高，采樣的數據量也越來(lái)越大。而嵌入式系統中的硬件資源環(huán)境一般比較苛刻，嵌入式微處理器和微控制器的內存一般都不大。為了能夠實(shí)現DSP(Digital Signal Processing)系統的獨立運行，需要大容量的存儲介質(zhì)用于保存采樣結果。但是板載的Flash等容量通常不大，SDRAM掉電后數據會(huì )丟失，并且它們無(wú)法方便地把數據轉移到計算機主機上。閃存技術(shù)的不斷發(fā)展，使得閃存卡(如CF卡、SD卡等)因其體積小、容量大、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)而在嵌入式存儲領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應用。因此，本文介紹一種使用CF卡作為數據存儲介質(zhì)存儲大量數據的方法。FAT16文件系統具有出色的文件管理性能，能被大多數操作系統識別，因此將CF卡與FAT16文件系統相結合是嵌入式存儲、記錄系統的一個(gè)理想方案。

　　1 System ACE原理

　　1.1 System ACE簡(jiǎn)介

　　System ACE(System Advanced Configuration Environment)是Xilinx公司開(kāi)發(fā)的系統高級配置系列，用以滿(mǎn)足面向多個(gè)FPGA的系統對高效空間、預置、高密度配置需求的解決方案。System ACE技術(shù)是一種突破性的系統內可配置的解決方案，大幅節省了開(kāi)發(fā)工作；與傳統的PROM相比，每比特成本也大大降低。System ACE技術(shù)是高容量FPGA系統的嵌入式解決方案。

　　System ACE系列把xilinx配置控制的專(zhuān)業(yè)技術(shù)和專(zhuān)注于存儲的產(chǎn)業(yè)結合在一起，它的第1個(gè)成員是SystemACE CF(CompactFlash)。

　　System ACE CF是1個(gè)芯片集，由2部分組成：一個(gè)是ACE控制器，另一個(gè)就是用于存儲的CF卡。

　　1.2 ACE控制器

　　如圖1所示，ACE控制器有4個(gè)接口，分別用來(lái)連接CF(CompactFlash)、MPU(Microprocessor)、用于連接FPGA的CFGJTAG(Configration JTAG)、允許高度靈活配置的TSTJTAG(Test JTAG)。下面著(zhù)重介紹CF卡接口和MPU接口。

　　1.3 CF卡接口

　　CF卡接口可以連接的CF卡類(lèi)型有Xilinx ACEFlash卡、任意標準的CF卡、高達8 Gb的IBM微型硬盤(pán)，以及所有有相同外形和電路板空間需求的存儲卡。

　　CF卡接口由2部分組成：一是CF卡控制器，二是CF卡仲裁器。CF卡控制器不僅用來(lái)檢測和維護CF卡設備的狀態(tài)，而且還處理所有的CF設備的訪(fǎng)問(wèn)總線(xiàn)周期及提煉和執行CF命令(如軟復位、讀／寫(xiě)段)等。CF卡仲裁器決定微處理器和配置JTAG控制器哪一個(gè)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)CF卡的數據緩沖。

　　1.4 MPU接口

　　MPU接口功能：

　　◆MPU接口提供了監控System ACE控制器和ACE Flash讀寫(xiě)數據的功能。

　　◆MPU接口能夠識別CF卡并對CF卡進(jìn)行讀寫(xiě)。

　　◆MPU接口能夠控制配置流，包括監控ACE控制器的配置狀態(tài)和錯誤狀態(tài)，還能延時(shí)配置、開(kāi)始配置、決定CF卡或MPU的配置源，控制比特流版本以及復位設備等。

　　本文就是利用ACE控制器的MPU接口，在該接口處連接DSP芯片，并通過(guò)CF卡為DSP加載文件系統。