📄 基于gpif的usb-ata解决方案.htm
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其中PB[0..7]和PD[0..7]是双向FIFO数据线，用来连接数据线DD[0..15]，进行数据的传送；PA3连接RESET信号线，对硬盘进行复位操作；ADR[0..2]与DA[0..2]连接，对寄存器地址；RDY0、RDY1分别与IORDY、IOCS16连接，使FIFO分别工作在8位的命令传输和16位的数据传输模式下。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 0px"><B>3 软件设计流程</B></P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">GPIF的程序存储区可存储4组波形的程序代码。一般情况下存储的4组波形分别用于单字节读、单字节写、多字节连续读、多字节连续写。对不同寄存器的读写操作将触发指定波形程序代码的执行，例如：读SGLDATLTRIG寄存器，GPIF则执行单字节写操作。当GPIF处于IDLE方式时，可以对程序区进行读写操作，从而改变波形程序。对GPIF的编程，可采用CYPRESS公司提供的一个基于Windows界面的开发工具。这个工具使得好GPIF的编程成为一个填表式的选择过程。对所有选项选择完毕后，它将自动生成C51的源代码，完成初始化过程。现分别以EZ-USB
FX系列和EZ-USB FX2系列中的GPIF为例，实现ATA接口中的PIO工作模式和UDMA工作模式。</P>
<P style="TEXT-INDENT: 30px">在EZ-USB
FX系列里，FIFO只有64字节大小，BULK端点UBFFER最大也只能设置为64字节。因此，用此系列的GPIF实现ATA接口的PIO模式比较合适。GPIF程序存储区分别存储单元字节读、单字节写、多字节连续读、多字节连续写4条波形程序。单字节读、写操作时，选择数据宽度为8位，完成命令传输操作。多字节读、写操作时，选择数据宽度为16位，完成数据传输操作。USB数据上传给PC机，采用BULK方式。在EZ-USB
FX系列中，端点2支持BULK方式，且可以设置成双缓冲模式。单字节读过程中，总线宽度为8位，RDY0信号接IORDY经脚，在每个Interval中可以根据选定的PIO模式指定合适的延时，也可以对IORDY信号采样，直到指定状态出现才继续动作。图3是根据PIO模式4采用GPIF产生的单字节读波形。单字节写波形的编程类似于单字节读过程，如图4所示。单字节操作一般用在命令传输中，数据传输则采用多字节读写操作，此时FIFO宽度为16，长度为64字节。与单字节操作不同的是，多字节读写操作在一次读写操作完成后，自动开始下一次读写操作，不需要再次触发，直到完成指定的次数，从而减少了CPU参与的时间。在对一个扇区进行操作时，总共需要连续进行256次读写。为此，设计一个连续64次读写的多字节读写操作程序，调用4次，则完成对一个扇区的读写。PIO模式流程图如图5所示。<BR><IMG
height=386 hspace=10 src="基于GPIF的USB-ATA解决方案.files/20050506214803493.gif"
width=545 vspace=10 border=0><BR></SPAN><FONT size=3>
</FONT><SPAN class=main1>在EZ-USB
FX2系列中，GPIF功能进一步完善，能更好地与ATA接口连接，并可以支持UDMA功能。FX2系列支持USB2.0的控制芯片，BULK端点大小可以设置为512字节或者1024字节。为实现UDMA功能，FX2系列中的GPIF做了几方面的改善。先是让GPIF中的Slave
FIFO与USB通讯中端点BUFFER直接建立连接，数据的传送不再需要CPU的参与。当端点BUFFER写满后，置BUFFER满标志位，而GPIF则根据此标志位停止读写动作。此外，GPIF中还多了一项Re-execute功能，即重复执行功能。设定此项后，GPIF可以不经过IDLE状态而根据采样RDY信号重复下一次动作，直到出现了指定的标志位后才停止动作。这项功能一般用于大批量数据的连续读写，如UDMA模式下对一个或多个扇区的读写操作。为完成UDMA模式下的CRC校验，FX2系列的芯片中还设置了特殊寄存器来完成CRC校验工作，具体使用详见芯片技术手册。可见，FX2系列芯片的GPIF能很好地胜任ATA接口中的UDMA模式传输。</P>
<P
style="TEXT-INDENT: 30px">上述方案较好地实现了USB-ATA的功能，并实现了PIO和UDMA两种模式。在运行中，GPIF不需要CPU的干预，仅通过一些CPU标志和中断与8051内核通讯，节约大量CPU资源。从该方案中还可以看出，EZ-USB
FX以及FX2系列芯片的地址线、数据线都未用到。因此，在此方案上还可以进行其他扩展，从而实现基于硬盘的大容量数据采集系统，应用于某些特殊环境下的数据采集。
</SPAN></P></TD></TR>
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