CF卡的IDE总线适配器设计
发布时间:2008/8/27 0:00:00 访问次数:397
摘 要:cf卡使用flash作为存储媒介,无需供电也能保存资料,常用于数码照相机及其他的设备中,也可用作固态驱动器。本文介绍的简单适配器可将各种类型cf卡连结到pc机上,给出了cf卡的接口定义、适配器电原理图、器件参数。由于windows me 以上的操作系统自带cf卡的驱动程序,本适配器可以直接安装使用,不需要单独驱动程序。
cf卡的全称为“compact flash”卡,意为“标准闪存卡”,是最早由sandisk公司于1994年 推出的,compact flash技术是由compact flash协会(cfa)提出的一种与pc机ata接口标准 兼容的技术,与计算机系统的连接非常方便。cf卡具有高速度、大容量、体积小、重量轻、 功耗低等优点,得到了广泛的应用,相机、掌上电脑、随身听上都可能用到闪存卡。如今以 柯达、佳能、尼康、奥林巴斯等影像巨头为核心组成的cf卡标准组织现有成员约250家,涵盖了几乎所有数码相机生产厂商,使用cf卡的数码相机产品已经超过300款。
cf卡使用flash作为存储媒介,无需供电也能保存资料,而且工作时耗电量也很低,3.3 v,5 v外电压通用,其耗电量只相当于传统存储设备如磁带、硬盘的3%或更低,适合用在移 动设备上。cf卡容量不断提升,目前cf卡存储容量达到2 g,存取速度也不断提高,目前最快的cf卡约可以达到5 mb/s读和4 mb/s写的速度。
1cf卡工作原理及接口标准
cf卡由2个基本部分组成,如图1所示:控制芯片和闪存模块组,控制芯片用来实现与主机的连 接及控制数据在闪存模块中的传输,闪存用于存储信息。cf卡内部控制器设计完全模拟硬盘,最大的特色是兼容性好,无论采用多大容量的闪存芯片组,其外部接口都是标准的ata/id e接口,可以很容易地通过ide接口与电脑连接,而且早已实现无驱动设计,使用非常方便。 由于cf卡内置控制器和仿硬盘的设计,也简化了cf卡适配器的设计。
cf卡控制器中包含2组寄存器:命令寄存器和控制寄存器。当cf卡工作在存储器方式时,按照ata标准以寄存器方式传送数据、命令和地址,命令寄存器用来接受命令和传输数据,控 制寄存器用来进行磁盘控制,命令寄存器组的地址空间为1f0h~1ffh;当cf卡工作在i/o方 式时,控制寄存器组主要用于控制cf卡的工作方式,命令寄存器组被分配在与ata标准兼容 的地址空间,地址空间为if0h~1f7h和3f6h~3f7h。
cf卡与硬盘相似,但他没有机械结构,没有磁头和磁道的转换操作,因此在访问连续扇区时,操作速度比物理寻址方式快,操作以虚拟方式进行。cf卡的寄存器包括以下7种:
数据寄存器(r/w)用于对扇区的读写操作,主机通过该寄存器向cf卡卡控制器写入或从cf卡控制寄存器读出扇区缓冲区的数据;
错误寄存器(r)和特性寄存器(w)错误寄存器反映控制寄存器在诊断方式或操作方式下的错误原因。特性寄存器一般情况下不使用。
扇区数寄存器(r/w)记录读、写命令的扇区数目。
扇区号寄存器(r/w)记录读、写和校验命令指定的起始扇区号。
柱面号寄存器(r/w)记录读、写、校验和寻址命令指定的柱面号。
驱动器/磁头寄存器(r/w)记录读、写、校验和寻道命令指定的驱动器号、磁头号和寻址方式(chs模式或lba模式)。?
状态寄存器(r)和命令寄存器(w)状态寄存器反映cf卡驱动器执行命令后的状态,读该寄存器要清除中断请求信号,命令寄存器接收主机发送的cf卡工作的控制命令。
cf卡的扇区寻址有2种方式:物理寻址方式(chs)和逻辑寻址方式(lba)。物理寻址方式使用柱面、磁头和扇区号表示一个特定的扇区,起始扇区是0磁道、0磁头、1扇区,接下来是2扇区,一直到eof扇区;接下来是同一柱面1头、1扇区等。逻辑寻址方式将整个cf卡统一寻址。逻辑块地址和物理地址的关系为:
lba地址=(柱面号×磁头数+磁头号)×扇区数+扇区数-1compact flash协会制定的cf+/compact flash标准接口是50引脚,分成2排,每排25个。cf卡不是硬盘那样的针型接口而是50 mil(1.27 mm)的孔型接口,因此不容易被损坏,表1为 cf卡引脚定义。cf+是compact flash的衍生技术规格,物理规格和cf完全相同。但cf+卡并不是cf卡那样的ata闪存存储器,而主要是i/o设备,如cf串口卡、cf蓝牙、cf usb卡、cf网卡、cf gps卡、cf gprs卡等。 cf卡分为2类:type i和type ii,二者只在物理外型上有所区别(见图2为type ii型)。
2cf卡ide总线接口适配器设计与制作
适配器电原理如图3所示。适配器主要由2个部分组成,k1是ide bus的联接器,k2是cf卡片的联接器。cf卡允许在3个不同的模式中使用,当cf卡联结器k2中引脚 9连接于gnd时,cf卡是“真实 ide”模式,在这个模式中,cf卡的外部特性同硬盘机的ide 接口类似。
摘 要:cf卡使用flash作为存储媒介,无需供电也能保存资料,常用于数码照相机及其他的设备中,也可用作固态驱动器。本文介绍的简单适配器可将各种类型cf卡连结到pc机上,给出了cf卡的接口定义、适配器电原理图、器件参数。由于windows me 以上的操作系统自带cf卡的驱动程序,本适配器可以直接安装使用,不需要单独驱动程序。
cf卡的全称为“compact flash”卡,意为“标准闪存卡”,是最早由sandisk公司于1994年 推出的,compact flash技术是由compact flash协会(cfa)提出的一种与pc机ata接口标准 兼容的技术,与计算机系统的连接非常方便。cf卡具有高速度、大容量、体积小、重量轻、 功耗低等优点,得到了广泛的应用,相机、掌上电脑、随身听上都可能用到闪存卡。如今以 柯达、佳能、尼康、奥林巴斯等影像巨头为核心组成的cf卡标准组织现有成员约250家,涵盖了几乎所有数码相机生产厂商,使用cf卡的数码相机产品已经超过300款。
cf卡使用flash作为存储媒介,无需供电也能保存资料,而且工作时耗电量也很低,3.3 v,5 v外电压通用,其耗电量只相当于传统存储设备如磁带、硬盘的3%或更低,适合用在移 动设备上。cf卡容量不断提升,目前cf卡存储容量达到2 g,存取速度也不断提高,目前最快的cf卡约可以达到5 mb/s读和4 mb/s写的速度。
1cf卡工作原理及接口标准
cf卡由2个基本部分组成,如图1所示:控制芯片和闪存模块组,控制芯片用来实现与主机的连 接及控制数据在闪存模块中的传输,闪存用于存储信息。cf卡内部控制器设计完全模拟硬盘,最大的特色是兼容性好,无论采用多大容量的闪存芯片组,其外部接口都是标准的ata/id e接口,可以很容易地通过ide接口与电脑连接,而且早已实现无驱动设计,使用非常方便。 由于cf卡内置控制器和仿硬盘的设计,也简化了cf卡适配器的设计。
cf卡控制器中包含2组寄存器:命令寄存器和控制寄存器。当cf卡工作在存储器方式时,按照ata标准以寄存器方式传送数据、命令和地址,命令寄存器用来接受命令和传输数据,控 制寄存器用来进行磁盘控制,命令寄存器组的地址空间为1f0h~1ffh;当cf卡工作在i/o方 式时,控制寄存器组主要用于控制cf卡的工作方式,命令寄存器组被分配在与ata标准兼容 的地址空间,地址空间为if0h~1f7h和3f6h~3f7h。
cf卡与硬盘相似,但他没有机械结构,没有磁头和磁道的转换操作,因此在访问连续扇区时,操作速度比物理寻址方式快,操作以虚拟方式进行。cf卡的寄存器包括以下7种:
数据寄存器(r/w)用于对扇区的读写操作,主机通过该寄存器向cf卡卡控制器写入或从cf卡控制寄存器读出扇区缓冲区的数据;
错误寄存器(r)和特性寄存器(w)错误寄存器反映控制寄存器在诊断方式或操作方式下的错误原因。特性寄存器一般情况下不使用。
扇区数寄存器(r/w)记录读、写命令的扇区数目。
扇区号寄存器(r/w)记录读、写和校验命令指定的起始扇区号。
柱面号寄存器(r/w)记录读、写、校验和寻址命令指定的柱面号。
驱动器/磁头寄存器(r/w)记录读、写、校验和寻道命令指定的驱动器号、磁头号和寻址方式(chs模式或lba模式)。?
状态寄存器(r)和命令寄存器(w)状态寄存器反映cf卡驱动器执行命令后的状态,读该寄存器要清除中断请求信号,命令寄存器接收主机发送的cf卡工作的控制命令。
cf卡的扇区寻址有2种方式:物理寻址方式(chs)和逻辑寻址方式(lba)。物理寻址方式使用柱面、磁头和扇区号表示一个特定的扇区,起始扇区是0磁道、0磁头、1扇区,接下来是2扇区,一直到eof扇区;接下来是同一柱面1头、1扇区等。逻辑寻址方式将整个cf卡统一寻址。逻辑块地址和物理地址的关系为:
lba地址=(柱面号×磁头数+磁头号)×扇区数+扇区数-1compact flash协会制定的cf+/compact flash标准接口是50引脚,分成2排,每排25个。cf卡不是硬盘那样的针型接口而是50 mil(1.27 mm)的孔型接口,因此不容易被损坏,表1为 cf卡引脚定义。cf+是compact flash的衍生技术规格,物理规格和cf完全相同。但cf+卡并不是cf卡那样的ata闪存存储器,而主要是i/o设备,如cf串口卡、cf蓝牙、cf usb卡、cf网卡、cf gps卡、cf gprs卡等。 cf卡分为2类:type i和type ii,二者只在物理外型上有所区别(见图2为type ii型)。
2cf卡ide总线接口适配器设计与制作
适配器电原理如图3所示。适配器主要由2个部分组成,k1是ide bus的联接器,k2是cf卡片的联接器。cf卡允许在3个不同的模式中使用,当cf卡联结器k2中引脚 9连接于gnd时,cf卡是“真实 ide”模式,在这个模式中,cf卡的外部特性同硬盘机的ide 接口类似。
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