基于Intel XScale的IDE硬盤驅動的研究和實現.pdf

1、隨著個人多媒體應用的發(fā)展,消費者對便攜式數字電子產品中存儲容量的要求越來越高,而現有的產品中的存儲介質大多為基于半導體的商用閃存。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品中的高級應用對大容量存儲設備的要求。而基于磁介質的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硬盤作為便攜式設備的存儲媒介成為可能。在個人多媒體應用

2、設備中采用IDE硬盤。具有存儲容量大、傳輸數據速度快的優(yōu)點,能夠很好地解決動則GB級的大容量存儲問題,滿足了多媒體應用的需求。 本論文以便攜式多媒體中心(Portable Multimeida Center,PMC)為應用背景,在Intel XScale平臺上以嵌入式Linux為操作系統(tǒng),研究實現了IDE硬盤作為嵌入式系統(tǒng)中主要存儲介質的方案,論文的主要內容包括： 1、研究了ATA協(xié)議,結合具體的HITACHI 1.8英

3、寸20G IDE硬盤詳細分析了硬盤的物理結構、電氣接口、IDE命令、數據傳輸協(xié)議、數據傳輸時序等有關技術。 2、分析當前主流的嵌入式處理器PXA 255的特點,采刖以CPLD為輔助產生符合硬盤數據傳輸要求的時序的方法,實現了硬盤與處理器的硬件連接方案。 3、文章根據嵌入式Linux塊設備驅動的特點,提出了針對PXA255處理器的軟件方案,實現了硬盤以PIO和DMA兩種模式傳輸數據,并對這兩種傳輸模式進行了比較和分析。針對

4、DMA模式提出相應的優(yōu)化方法,提高了硬盤數據傳輸的速度和傳輸的穩(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機進行數據交互的功能,文章分析了硬盤與USB2.0、文件系統(tǒng)之間的調用關系,提出了繞開嵌入式Linux的文件系統(tǒng),在USB2.0和硬盤之間直接進行數據通信的方法,使得USB2.0和文件系統(tǒng)在使用硬盤的問題上處于并列關系,提高了PC機訪

5、問硬盤的速度。同時在驅動中解決了USB2.0訪問硬盤和文件系統(tǒng)訪問硬盤產生的沖突問題。 5、由于移動設備中電池電量有限,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、對硬盤的驅動進行了詳細的測試,并對結果進行了分析。 課題實現了在基于PXA255 400MHz微處理器的便攜式設備上以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