１　ｃｆ卡的特点及应用

　　ｃｆ卡是最近几年蓬勃发展固态非易失的存储介质，由于ｃｆ卡具有携带方便、易于升级、存储量大、抗震性好等优点，在大容量便携式数据存储和传输过程中，ｃｆ　有着非常广泛的应用前景，如数码相机、ｍｐ３播放器、ｐｄａ（个人数字助理）、数字式录音机、笔记本电脑、手提电话、机顶盒等。预计今后在其他领域将有更为广泛的应用。另外ｃｆ卡的兼容性佳，不仅同时支持３．３　ｖ和５　ｖ的电压，而且不同的ｃｆ卡都可以用单一的机构读写，特别是ｃｆ卡升级换代时也可以保证旧设备的兼容性。而纯电子运动的ｃｆ卡耗电量很低，仅为ｉｂｍ　微型硬盘的５％。目前，ｃｆ卡容量从最早的２　ｍｂ到现今的８　ｇｂ，数据传输从最早的５　ｍｂ／ｓ发展到现在的２０　ｍｂ／ｓ。

　　ｃｆ卡由２个基本部分构成：内部控制器和闪存模块。ｃｆ卡的闪存模块基本上都使用ｎａｎｄ型闪存，用于存储数据。内部控制器用来实现ｃｆ卡与主机的接口以及控制数据的传输。ｃｆ卡内部控制器的设计完全模拟硬盘，使用标准的ａｔａ／ｉｄｅ接口。

　　ｃｆ　的存取方式有３种：ｐｃ　ｃａｒｄ　ｍｅｍｏｒｙ模式、ｐｃ　ｃａｒｄ　ｉ／ｏ模式以及ｔｒｕｅ　ｉｄｅ模式。ｐｃ　ｃａｒｄ模式与ｐｃｍｃｉａ标准兼容。ｔｒｕｅ　ｉｄｅ模式与ａｔａ标准兼容。

　　３种方式相比，在ｔｒｕｅ　ｉｄｅ模式下，ｃｆ卡与主机通信的信号最少，硬件接口最简单、软件易于实现，因此本设计采用ｔｒｕｅ　ｉｄｅ模式。

　　２　ｃｆ卡接口控制器的寄存器的定义

　　在设计中，采用ａｌｔｅｒａ提供的一个ｃｆ接口控制器内核实现ｃｆ卡数据的传输．该内核提供一个连接片外ｃｆ卡的ａｖａｌｏｎ总线接口，通过使用适当的时序把ａｖａｌｏｎ总线信号映射到ｃｆ卡，提供了对标准的实ｉｄｅ模式寄存器的访问，允许设计者在ｎｉｏｓ　ｉｉ系统中简易连接就可以使用ｃｆ卡。图１所示为ｃｆ卡接口控制器内核的结构框图。

　　图１　ｃｆ卡控制器内核结构框图

　　该内核提供２个ａｖａｌｏｎ总线从端口．第一个是为了访问ｃｆ设备内部的寄存器组，第二个是为了访问控制器内核内部的寄存器文件，ｃｆ核提供２个高有效的中断请求输出，一个是ｃｆ插入或移除的中断信号，另一个是把设备上的中断信号传送到ａｖａｌｏｎ主设备。

　　对于ｃｆ卡的操作（如：读／写），其实就是对ｃｆ卡控制器的寄存器进行操作。所以，必须对ｃｆ卡的寄存器十分熟悉。这些寄存器统称为任务文件（ｔａｓｋ　ｆｉｌｅ）寄存器：

　　（１）数据寄存器（读／写），用于ｃｆ卡的读写操作。主机通过该寄存器向ｃｆ卡数据缓冲写入或从ｃｆ卡数据缓冲读出数据。

　　（２）错误寄存器（读）和特性寄存器（写）　读操作时，此寄存器为错误寄存器，用于指明错误的原因；写操作时，此寄存器为特性寄存器。

　　（３）扇区数寄存器（读／写）。用来记录读、写扇区的数目。

　　（４）扇区号寄存器（读／写），用来记录读、写和校验命令指定的起始扇区号或逻辑块地址（ｌｂａ）的ｂｉｔ７：０。

　　（５）柱面号寄存器（读／写），用来记录读、写、校验和寻址命令指定的柱面号或ｌｂａ的ｂｉｔ２３：８。

　　（６）驱动器／磁头寄存器（读／写），记录读、写、校验和寻道命令指定的驱动器号、磁头号或ｌｂａ的ｂｉｔ２７：２４，其中ｂｉｔ６（ｌｂａ）用来设置ｃｆ卡扇区的寻址方式（ｌｂａ＝０，采用ｃｈｓ模式；ｌｂａ＝１。采用ｌｂａ模式）。

　　（７）状态寄存器（读）和命令寄存器（写），在读操作时，该寄存器是状态寄存器，指示ｃｆ卡控制器执行命令后的状态，读状态寄存器则返回ｃｆ卡的当前状态；在写操作时，该寄存器是命令寄存器，接收主机发送给ｃｆ卡的控制命令。

　　３　ｎｉｏｓ　ｉｉ处理器与ｃｆ卡的硬件接口设计

　　在ａｌｔｅｒａ公司提供的ｓｏｐｃ软件中对该软核进行配置时，选用ｎｉｏｓ　ｉｉ　ｃｐｕ、内部定时器、ｃｆ卡接口控制器、ｓｄｒａｍ　控制器、ｆｌａｓｈ　存储器接口、ｌｃｄ　接口和ｅｐｃｓ４串行配置器件控制器接口。其框图如图２所示。

　　图２　硬件接口框图

　　４　ｃｆ卡的接口控制器的软件操作

　　在ｎｉｏｓ　ｉｉ系统中，应用软件架构在ｈａｌ（硬件抽象层）和ｃ标准库函数上。在ｎｉｏｓ　ｉｉ　ｉｄｅ　中建立新的软件工程时，ｉｄｅ会根据ｓｏｐｃ　ｂｕｉｌｄｅｒ对系统的硬件配置自动生成一个定制ｈａｌ系统库。这个库能为程序和底层硬件的通信提供接口驱动程序，ｈａｌ系统库为ｃｆ卡接口控制器内核提供