CF卡在DM642基便攜式數字視頻系統中的應用

0 引言
目前，數字視頻系統在日常工作和生活中己得到廣泛應用，如監控系統、視頻電話(huà)、數字電視等，而隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步和工作生活對視頻圖像質(zhì)量的要求越來(lái)越高，處理的數據量也越來(lái)越大，這就提出了兩個(gè)新的問(wèn)題：一方面要求硬件的處理能力要更快，如監控系統和視頻電話(huà)系統都要求具備實(shí)時(shí)性；另一方面要求數據的存儲介質(zhì)容量更大而且方便攜帶。為了實(shí)現DSP(DigitalSignal Processing)系統的獨立運行，需要有大容量的存儲介質(zhì)用于保存視頻數據。本文中使用TI公司的高端多媒體處理芯片DM642作為圖像處理芯片，其強大的計算能力、豐富的外圍接口和完全可編程性，可以方便地用來(lái)開(kāi)發(fā)各種圖像系統。而CF卡的使用則可以彌補板載的Flash容量通常太小，SDRAM掉電后數據會(huì )丟失的缺陷。同時(shí)CF卡采用的插針式連接方式，具有相對較高的抗震性和穩定性，能夠較好地滿(mǎn)足便攜式設備的要求。在視頻編解碼方面采用TI公司提供的MPEG一2算法，可以基本滿(mǎn)足壓縮效率和質(zhì)量的要求。

1 CF卡的簡(jiǎn)介
CF卡的全稱(chēng)為Compact F1ash。它最先是由Sandisk公司在1994年推出的，現在已經(jīng)成為一種行業(yè)標準，其內部示意圖如圖1所示。CF卡由兩個(gè)基本部分組成：控制芯片和閃存模塊?？刂菩酒脕?lái)實(shí)現與主機的連接及控制數據在閃存模塊中的傳輸，而閃存模塊用于存儲信息。CF卡兼容3．3V和5V的工作電壓，并支持多種接口訪(fǎng)問(wèn)模式。目前CF的容量可高達100GB，主流容量已達到4GB，價(jià)格也已經(jīng)降到幾十元左右，性?xún)r(jià)比很高。

2 DM642與CF卡的接口設計
2．1 硬件接口設計
CF卡支持三種基本的工作模式：PC Card Memory模式、PC Card I／0模式以及True IDE模式，不同的模式對應的管腳功能略有不同。在本文的設計中使用的是PCCard Memory模式，在插入CF卡之前，保證CF卡的插槽／REG管腳為高電平，即可讓CF卡自動(dòng)進(jìn)入PC Card Memory模式。DSPs是通過(guò)外部存儲器接口EMIF(External MemoryInterface)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)片外存儲器的。DM642的EMIF有CEO、CEl、CE2、CE3四個(gè)空間，各具有256MB的尋址空間。本文所述的系統設計中將CE2空間配置為CF卡的地址空間供CF卡使用，根據Memory模式的要求，CE2空間被配置為8位異步接口，此外還專(zhuān)門(mén)配備了一片CPLD來(lái)對CF卡進(jìn)行讀寫(xiě)控制，硬件連接如圖2所示。

引腳連接說(shuō)明如下：／REG信號用于選擇訪(fǎng)問(wèn)普通寄存器還是屬性寄存器，他和地址線(xiàn)A[3：0]一起完成對讀寫(xiě)寄存器的選取。／CDl和／CD2用于檢測插槽上是否有CF卡，當CF卡插入插槽后，這些管腳會(huì )被拉低。／CEl和／CE2則用來(lái)選擇CF卡的數據傳輸寬度，本文中設計為8位寬度。為了節約IO口的資源，／CDl、／CD2、／CEl、／CE2和I／REG均連接到配置的通用IO(GPIO)口上。
TEAl3控制REG，TEAl2控制CF卡的CEl，TEAl 1控制CF卡的CE2，DSP_CE2是CE2空間的使能信號，ARE和IAWE是異步接口的讀寫(xiě)信號，均為低電平有效，他們通過(guò)與DSP_CE2邏輯取“或”后連接到CF卡的／0E和／WE，這樣在／CE2使能后就可以相應地控制CF卡的讀寫(xiě)操作。
CF卡具有16位的數據總線(xiàn)，但是可以根據主控制器的數據寬度靈活配置成8位或16位，本系統中將DM642的低16位數據總線(xiàn)D[15：0]與CF卡的數據總線(xiàn)D[15：0]相連。CF卡的11位地址總線(xiàn)取低四位A[3：0]連接到DM642的TEA[6：3]，CF卡的TEA[9：4]接地，TEAl0連接到DM642的TEA7，CSEL接地，IOWR、IORD上拉至VCC，其他未說(shuō)明使用的引腳均為接地操作。
2．2 CF卡的軟件接口
CF卡的讀寫(xiě)是以扇區(sector)為基本單位的，每扇區為512字節，每次讀寫(xiě)一個(gè)或多個(gè)連續扇區。本文中CF卡被配置為PC Card Memory模式，該模式下的寄存器地址映射如表1所示。