為了在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)IDE 硬盤的讀寫， 介紹了基于ARM920T 處理器的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)與IDE硬盤的接口電路，分析并改造了Linux 操作系統(tǒng)下的硬盤驅(qū)動(dòng)，最終在S3C2410 開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)了對(duì)硬盤的穩(wěn)定快速的讀寫。

　　20 世紀(jì)90 年代后期，嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，人們對(duì)嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量也提出了較高的要求。因此研制適用于嵌入式系統(tǒng)的大容量、高速率、高可靠性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)變得日益重要。本文針對(duì)一款基于ARM920T 芯片的開發(fā)板，根據(jù)ATA 硬盤接口規(guī)范，設(shè)計(jì)了IDE 硬盤接口電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)IDE 硬盤的讀寫，可以在Linux 系統(tǒng)中對(duì)其上的文件系統(tǒng)自由訪問，達(dá)到了高速率和高可靠性的要求。

　　ARM920T 與S3C2410 介紹

　　ARM包括一系列微處理芯片技術(shù)。ARM920T 是ARM系列微處理器的一種，它采用5 階段管道化ARM9TDMI 內(nèi)核，同時(shí)配備了Thumb 擴(kuò)展、EmbeddedICE 調(diào)試技術(shù)和Harvard 總線。在生產(chǎn)工藝相同的情況下，性能可達(dá)ARM7TDMI 芯片的兩倍之多。ARM920T 系列主要應(yīng)用于機(jī)頂盒產(chǎn)品、掌上電腦、筆記本電腦和打印機(jī)。

　　S3C2410 處理器是Samsung 公司基于ARM 公司的ARM920T處理器核，采用0.18um制造工藝的32 位微控制器。該處理器擁有獨(dú)立的16KB 指令Cache 和16KB 數(shù)據(jù)Cache、MMU、支持TFT 的LCD 控制器、NAND 閃存控制器、3 路UART、4 路DMA、4 路帶PWM的Timer、I/O口、RTC、8 路10 位ADC、Touch Screen 接口、IIC-BUS 接口、IIS-BUS 接口、2 個(gè)USB主機(jī)、1 個(gè)USB設(shè)備、SD主機(jī)和MMC接口和2 路SPI。S3C2410處理器最高可運(yùn)行在268MHz。

　　IDE 接口及其規(guī)范

　　IDE（Integrated Drive Electronics）是從IBMPC/AT 上使用的ATA 接口發(fā)展而來的。IDE/ATA 磁盤驅(qū)動(dòng)器與早期的ATA 驅(qū)動(dòng)器相比，增加了任務(wù)文件寄存器，包括數(shù)據(jù)寄存器、狀態(tài)寄存器以及反映地址的驅(qū)動(dòng)器號(hào)、磁頭號(hào)、道號(hào)和扇區(qū)號(hào)寄存器等。ATA 接口規(guī)范定義了信號(hào)電纜和電源線的電器特征、互聯(lián)信號(hào)的電器和邏輯特征，還定義了存儲(chǔ)設(shè)備中可操作的寄存器以及命令和協(xié)議。

　　寄存器

　　規(guī)范定義了兩組寄存器：命令寄存器和控制寄存器。命令寄存器用來接收命令和傳送數(shù)據(jù)，控制寄存器用來控制磁盤操作。常用的寄存器包括數(shù)據(jù)寄存器、命令寄存器、驅(qū)動(dòng)器/磁頭寄存器、柱面號(hào)寄存器、扇區(qū)號(hào)寄存器、扇區(qū)數(shù)寄存器和狀態(tài)寄存器。

　　數(shù)據(jù)傳輸方式

　　ATA接口規(guī)范定義了兩種數(shù)據(jù)傳輸方式：可編程I/O（PIO）方式和DMA 方式。PIO 傳送方式下，CPU 對(duì)控制器的訪問都是通過PIO進(jìn)行的，包括從控制器讀取狀態(tài)信息和錯(cuò)誤信息，以及向控制器發(fā)送命令和參數(shù)。在一次PIO數(shù)據(jù)傳輸過程中，CPU 先選址，然后使讀/寫信號(hào)有效，CPU 或控制器放數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)總線，控制器或CPU 讀取數(shù)據(jù)，操作完成后，釋放總線，這樣一次數(shù)據(jù)傳輸完成。DMA 方式，即直接內(nèi)存訪問，CPU把緩沖區(qū)的地址與需要讀寫的長(zhǎng)度告訴外設(shè)，外設(shè)在準(zhǔn)備好后向CPU 發(fā)出一個(gè)DMA請(qǐng)求，要求CPU暫停使用內(nèi)存，獲得同意后就直接在內(nèi)存和外設(shè)之間傳輸數(shù)據(jù)，完成后再把對(duì)內(nèi)存的訪問權(quán)歸還給CPU。