基于Intel XScale的IDE硬盤驅(qū)動的研究和實現(xiàn).pdf

1、隨著個人多媒體應(yīng)用的發(fā)展,消費者對便攜式數(shù)字電子產(chǎn)品中存儲容量的要求越來越高,而現(xiàn)有的產(chǎn)品中的存儲介質(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,但存儲容量少、存儲密度低、單位存儲成本高的缺點使其已不能滿足產(chǎn)品中的高級應(yīng)用對大容量存儲設(shè)備的要求。而基于磁介質(zhì)的IDE硬盤實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)備的存儲媒介成為可能。在個人多媒體應(yīng)用

2、設(shè)備中采用IDE硬盤。具有存儲容量大、傳輸數(shù)據(jù)速度快的優(yōu)點,能夠很好地解決動則GB級的大容量存儲問題,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平臺上以嵌入式Linux為操作系統(tǒng),研究實現(xiàn)了IDE硬盤作為嵌入式系統(tǒng)中主要存儲介質(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,采刖以CPLD為輔助產(chǎn)生符合硬盤數(shù)據(jù)傳輸要求的時序的方法,實現(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)動的特點,提出了針對PXA255處理器的軟件方案,實現(xiàn)了硬盤以PIO和DMA兩種模式傳輸數(shù)據(jù),并對這兩種傳輸模式進(jìn)行了比較和分析。針對

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,針對多媒體視頻播放的特殊要求,研究和實現(xiàn)了保證視頻解碼的流暢性和系統(tǒng)一般操作動作的實時性的方法。 4、為提供硬盤與PC機進(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機訪

5、問硬盤的速度。同時在驅(qū)動中解決了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、對硬盤的驅(qū)動進(jìn)行了詳細(xì)的測試,并對結(jié)果進(jìn)行了分析。 課題實現(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媒介,解決了容量、速度、穩(wěn)定性、功耗