基于ARM_Linux系统的硬盘控制方案研究.doc

2012-07-19############2许012荣-,0徐7大-林19#####2#0#1#2-07-19######## 222006) (中国船舶重工集团公司第七一六研究所, 江苏连云港 摘要: 介绍了一种应用于闯红灯自动记录系统的硬盘读 /写设计方案。采用的设计平台基于 A R M 9 微处理器, 并移植了 Linux-2.6 操作系统。本方案为嵌入式平台下需要大存储容量的应用提供了一种单芯片级解决思路; 系统可靠性高, 通用性强。 关键词: 闯红灯自动记录系统; A R M ; Linux 驱动; ID E /A TA 硬盘 中图分类号: TP277 文献标识码: B 文章编号: 1009-9492 (2007) 06-0036-02 1 引言 闯红灯自动记录系统 A TA 硬 盘 存 储 量 大 , 性 价 比 高 , 通 用 性 好 , 所 以 选 择 它 作为解决方案[1][2]。 2 ID E /A TA 硬盘接口寄存器 A TA 接 口 是 将 控 制 器 集 成 到 驱 动 器 中 , 采 用 9 个 端 口 寄 存 器 完 成 对 硬 盘 的 读 写 。 这 些 端 口 寄 存 器 统 称 为 命 令块寄存器, 都是通过两个片选信号 C S0、C S1 和三个地 址 信 号 D A 0、D A 1、D A 2 来 选 通 的 , 各 寄 存 器 功 能 及 地 址见表 1。 (下称电子警察) 是综合计算机 技术、数据库技术、通讯技术、视频监控技术、图像处理 与识别技术的新一代监控系统; 已在我国城市交通监管中 得到了广泛的应用, 发挥着重要作用。图 1 为采用感应线 圈检测技术的系统连接示意图。 表 1 硬盘寄存器功能 /地址表 地址 功能 CS1 CS0 D A 2 D A 1 D A 0 data error Sector count Sector N O Cylinder low Cylinder high D evic/head Status-control A lternate status 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 图 1 嵌入式电子警察抓拍系统框图 主要寄存器功能定义如下。 (1) 数据 (data) 寄存器: 这是一个 16 位 PIO 数据寄 存器, 用于对扇区的读、写和格式化操作。M CU 通过该寄 电 子 警 察 不 仅 要 能 够 实 时 完 成 对 多 个 方 向 多 个 车 道 的 监 控 抓 拍 , 甚 至 要 能 实 现 对 多 个 方 向 的 监 控 摄 像 , 同 存器向硬盘控制寄存器写入或从硬盘控制器读出扇区缓冲 时 还 应 具 备 联 网 数 据 传 输 及 现 场 数 据 下 载 功 能 。 由 于 几 201乎2是-全0天7候-不1间9断#工#作#, #因#此#这#就 产#生#了#大#量#的2数0据1需2-07区-的1数9据。#####2#0#1#2-07-19########  图 2 控制连接原理图 图 3 数据连接原理图 原因。 (3) 扇区数 (sector count) 寄存器: 它记录读、写命 令的扇区数。当多扇区传输时, 每完成一个扇区操作, 该 寄 存 器 自 动 减 1, 直 至 为 0。 如 果 初 值 为 0, 则 表 示 256; 如果有错误生成, 该寄存器包含已经操作成功的扇区数。 (4) 扇区号 (sector N O ) 寄存器: 它记录读、写和校 验命令指令起始扇区号。 (5) 柱面号 (cylinder low /high) 寄 存 器 : 它 记 录 读 、 写、校验、寻址和格式化命令指定的柱面号。 (6) 驱动器 /磁头 (device/head) 寄存器: 它记录读、 写、校验、寻道和格式化命令指定的驱动器号、磁头号和 寻址方式。 4 硬盘驱动编程 嵌入式 Linux 操作系统具有强大的多任务调度、硬件 管理、文件管理及网络等功能, Linux-2.6 是必威体育精装版推出的内 核 系 列 , 同 以 前 版 本 (2.4) 相 比 , 加 入 了 preem ptive 特 性, 实时性更强, 更适合嵌入式应用。 操作硬盘首先要实现对这 9 个寄存器的读写, 因此这 也就是软硬件设计重点。 3 硬件设计 电子警察系统采用的嵌入式微处理器是基于 A R M 920T 内核的 A T91R M 9200。A T91R M 9200 集成了丰富的外围功能 模块, 满足多种应用场合, 非常适合于实时控制, 可以支 持实时操作系统 (R TO S), 为需要多功能、低成本