基于Intel XScale的IDE硬盤驅(qū)動(dòng)的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著個(gè)人多媒體應(yīng)用的發(fā)展,消費(fèi)者對(duì)便攜式數(shù)字電子產(chǎn)品中存儲(chǔ)容量的要求越來越高,而現(xiàn)有的產(chǎn)品中的存儲(chǔ)介質(zhì)大多為基于半導(dǎo)體的商用閃存。雖然閃存芯片具有體積小功耗低的的優(yōu)點(diǎn),但存儲(chǔ)容量少、存儲(chǔ)密度低、單位存儲(chǔ)成本高的缺點(diǎn)使其已不能滿足產(chǎn)品中的高級(jí)應(yīng)用對(duì)大容量存儲(chǔ)設(shè)備的要求。而基于磁介質(zhì)的IDE硬盤實(shí)際位密度的迅速遞增,使得硬盤的成本不變而體積減小,單位存儲(chǔ)成本大幅度降低,從而使得采用IDE硬盤作為便攜式設(shè)備的存儲(chǔ)媒介成為可能。在個(gè)人多媒體應(yīng)用

2、設(shè)備中采用IDE硬盤。具有存儲(chǔ)容量大、傳輸數(shù)據(jù)速度快的優(yōu)點(diǎn),能夠很好地解決動(dòng)則GB級(jí)的大容量存儲(chǔ)問題,滿足了多媒體應(yīng)用的需求。 本論文以便攜式多媒體中心(Portable Multimeida Center,PMC)為應(yīng)用背景,在Intel XScale平臺(tái)上以嵌入式Linux為操作系統(tǒng),研究實(shí)現(xiàn)了IDE硬盤作為嵌入式系統(tǒng)中主要存儲(chǔ)介質(zhì)的方案,論文的主要內(nèi)容包括： 1、研究了ATA協(xié)議,結(jié)合具體的HITACHI 1.8英

3、寸20G IDE硬盤詳細(xì)分析了硬盤的物理結(jié)構(gòu)、電氣接口、IDE命令、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序等有關(guān)技術(shù)。 2、分析當(dāng)前主流的嵌入式處理器PXA 255的特點(diǎn),采刖以CPLD為輔助產(chǎn)生符合硬盤數(shù)據(jù)傳輸要求的時(shí)序的方法,實(shí)現(xiàn)了硬盤與處理器的硬件連接方案。 3、文章根據(jù)嵌入式Linux塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn),提出了針對(duì)PXA255處理器的軟件方案,實(shí)現(xiàn)了硬盤以PIO和DMA兩種模式傳輸數(shù)據(jù),并對(duì)這兩種傳輸模式進(jìn)行了比較和分析。針對(duì)

4、DMA模式提出相應(yīng)的優(yōu)化方法,提高了硬盤數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛡鬏數(shù)姆€(wěn)定性。與此同時(shí),針對(duì)多媒體視頻播放的特殊要求,研究和實(shí)現(xiàn)了保證視頻解碼的流暢性和系統(tǒng)一般操作動(dòng)作的實(shí)時(shí)性的方法。 4、為提供硬盤與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的功能,文章分析了硬盤與USB2.0、文件系統(tǒng)之間的調(diào)用關(guān)系,提出了繞開嵌入式Linux的文件系統(tǒng),在USB2.0和硬盤之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法,使得USB2.0和文件系統(tǒng)在使用硬盤的問題上處于并列關(guān)系,提高了PC機(jī)訪

5、問硬盤的速度。同時(shí)在驅(qū)動(dòng)中解決了USB2.0訪問硬盤和文件系統(tǒng)訪問硬盤產(chǎn)生的沖突問題。 5、由于移動(dòng)設(shè)備中電池電量有限,而硬盤耗能較高,課題研究硬盤的電源管理策略,提供了硬盤電源管理的接口,解決了硬盤功耗的問題,減少了系統(tǒng)總體功耗。 6、對(duì)硬盤的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。 課題實(shí)現(xiàn)了在基于PXA255 400MHz微處理器的便攜式設(shè)備上以IDE硬盤作為主要的存儲(chǔ)媒介,解決了容量、速度、穩(wěn)定性、功耗