便携式、低功耗体电信号采集存储系统研究

遵从ATA协议，属于块存储设备，存储单元是通过磁头（head）、柱面（cylinder，也称磁道）和扇区（sector）组织起来的;在物理寻址（CHS）方式下，每一组H/C/S参数唯一确定存储卡中的一个扇区，通常一个扇区拥有512字节的数据空间。一个驱动数格式化后的容量为磁头数%26;#215;柱面数%26;#215;扇区数%26;#215;512字节。在物理寻址模式下，扇区（S）是最低的地址单位，其次是磁头（H），最后的柱面（C）为最高寻址单位。此外，还有逻辑寻址方式（LBA）。在这种寻址方式下，CF卡按照以连续序列的逻辑扇区编号进行寻址，主机不必知道CF卡的物理几何结构。使用28个数据位来表示逻辑扇区的地址，可以寻址2 28个扇区，理论上可以寻址136GB的容量。下面给出物理寻址方式与逻辑寻址方式的对应关系。设NS为每磁道扇区数，NH为磁头数，C、H、S分别表示磁盘的柱面、磁头和扇区编号，LBA表示逻辑扇区号，div为整除计算，mod为求余计算，则：LBA=NH%26;#215;NS%26;#215; C+NC%26;#215;H+S-1;C=（LBA div NS）div NH;H=（LBA div NS）mod NH;S=（LBA mod NS）+1。 CF卡为50针接口。其中重要的信号线16根数据线、11根地址线（在TureIDE模式下仅用3根地址线）、2根寄存器组选择信号线（CS0、 CS1）、数据的读写线（IORD、IOWR）、1根中断信号请求线（INTRQ和1根复位线（RESET）。
　　3、CF卡的软件接口和命令 CF内部控制器有多个寄存器，通过这些寄存器可以对CF卡内部的存储空间进行控制和访问。下面就实IDE模式下的寄存器组为例进行说明。 在实IDE模式下，寄存器组通过寄存器组选择信号线（CS0、CS1）和低三位地址线（A0、A1、A2）进行访问，具体功能和地址分配如表2所列。 表2 CF卡实IDE模式下寄存器组具体功能和地址分配表 CS1 CS0 A2 A1 A0 IORD=0 IOWR=0 位数/位 1 0 0 0 0 数据寄存器数据寄存器 16 1 0 0 0 1 错误寄存器特征寄存器 8 1 0 0 1 0 扇区数寄存器扇区数寄存器 8 1 0 0 1 1 扇区号寄存器扇区号寄存器 8 1 0 1 0 0 柱面号寄存器（低字节）柱面号寄存器（低字节） 8 1 0 1 0 1 柱面号寄存器（高字节）柱面号寄存器（高字节） 8 1 0 1 1 0 驱动器选择/磁头寄存器驱动器选择/磁头寄存器 8 1 0 1 1 1 状态寄存器命令寄存器 8 0 1 1 1 0 可选状态寄存器设备控制寄存器 8 0 1 1 1 1 驱动器地址寄存器保留 8 CF-ATA的基本命令有30余条，主要有数据的传输命令，包括扇区、缓冲区的读写等命令;CF卡的定义命令，包括磁道格式化、设置特征参数等命令;电源管理命令，包括检查电源管理模式、进入睡眠省电模式等命令;安全及权限的设置命令，包括CF卡安全密码的设置、安全权限的锁定与解锁等命令。每执行一条命令都要向CF-ATA的寄存器组写入参数和命令。下面以CF卡读取一扇区数据为例，说明CF-ATA命令的执行过程。 ①读取CF卡状态寄存器，检测并等待当前CF卡是否空闲，若空闲，向下执行。 ②填写地址寄存器块。地址寄存器块包括扇区数寄存器、扇区号寄存器、柱面号寄存器（低和高字节）、驱动器选择/磁头寄存器，选择访问的扇区地址。 ③写命令寄存器，将读扇区命令写入命令寄存器（20h或21h）。 ④读取CF卡状态寄存器，检测并等待CF卡的数据请求。有数据请求表示命令已被接收并处理，若长时间没有数据请求，需要进行超时处理。 ⑤读数据寄存器。由于数据寄存器端口为16位，因此，读一个扇区512字节的数据仅需要连续执行256次访问数据寄存器的操作。要注意的是，在CF卡中存储的数据是低字节在前，高字节在后。在数据寄存器中，会产生高低字节颠倒的问题。 ⑥检测执行结果。在执行命令后，需要查看状态寄存器的D0位。若D0位为0，则表示命令执行成功，否则表示出错。其相应的错误信息在错误寄存器中可以查出。
　　4、TMS320LF2407与CF卡的电路连接 TMS320LF2407是TI公司C24X系列中功能最完整、资源最丰富的控制芯片DSP，提供了多种接口的最优数字控制，有最高的代码效率。C24X 是其C2000系列新代16位定点处理器产生，内核CPU为低功耗、高性能TMS320TM构架的增强设计;最优化控制多个外设;有2个事件管理模块，用于数据控制、电源转换，产生多种波形PWM;同步16通道高性能10位ADC，转换时间为500ns;支持串行异步通信接口（SCI）、串行同步外设接口（SPI）、CAN总线2.0标准接口。TMS320LF2407总寻址范围192K字，其中包括64K字程序空间，64K字数据空间，64K字I/O空间，片内程序空间集成32K字Flash，数据空间集成2.5K字RAM，包括544字DARAM（其中256字与程序空间共享），2K字SARAM。图 1给出了TMS3