嵌入式處理器MPC8250與CF卡的接口設計

（４）配置多功能引腳寄存器（偏移量：０ｘ８Ｃ）。該寄存器配置通用引腳。本設計配置ＧＰＩＯ１引腳為ＬＥＤ指示，ＧＰＩＯ２引腳為ＰＣＩ中斷輸出。

（５）配置設備控制寄存器（偏移量：０ｘ９２）。該寄存器選擇中斷方式，是并行ＰＣＩ中斷還是串行ＰＣＩ中斷。本設計選擇了傳統的并行ＰＣＩ中斷方式。

（６）配置ＥｘＣＡ電壓控制寄存器（偏移量：０ｘ８０２），選擇Ｖｃｃ為３．３Ｖ還是５Ｖ。本設計選擇Ｖｃｃ為３．３Ｖ。

（７）配置ＥｘＣＡ存儲窗口０起始地址低位寄存器（偏移量：０ｘ８１０），即起始地址的Ａ１９～Ａ１２位。ＰＣＩ１４１０Ａ具有五個存儲地址翻譯窗口和二個Ｉ／Ｏ地址翻譯窗口，用于配置ＣＦ卡內寄存器的訪問地址，將ＣＦ卡的寄存器映射到系統的存儲空間或Ｉ／Ｏ空間，ＭＰＣ８２５０訪問這些寄存器就相當于訪問一段存儲空間或Ｉ／Ｏ空間。本設計中只使用了存儲地址翻譯窗口０。

（８）配置ＥｘＣＡ存儲窗口０起始地址高位寄存器（偏移量：０ｘ８１１），即起始地址的Ａ２３～Ａ２０位。

（９）配置ＥｘＣＡ存儲窗口０結束地址低位寄存器（偏移量：０ｘ８１２），即結束地址的Ａ１９～Ａ１２位。

（１０）配置ＥｘＣＡ存儲窗口０結束地址高位寄存器（偏移量：０ｘ８１３），即結束地址的Ａ２３～Ａ２０位。

（１１）配置ＥｘＣＡ存儲窗口０地址比較寄存器（偏移量：０ｘ８４０）。在系統訪問ＣＦ卡時，如果地址的高８位與該寄存器數值相同，則允許訪問，系統將該地址翻譯到相應的ＣＦ卡空間；否則，拒之門外。

（１２）配置ＥｘＣＡ存儲窗口使能寄存器（偏移量：０ｘ８０６）。該寄存器可以分別打開或關閉五個存儲地址翻譯窗口和二個Ｉ／Ｏ地址翻譯窗口，因為每個窗口對應了寄存器中的一個使能位。芯片的默認值都是關閉的。在本設計中，打開存儲地址翻譯窗口０。切記在初始化的收官階段打開翻譯窗口使能位，以免功虧一簣。

２．２ 讀寫ＣＦ卡技巧

由于ＣＦ卡本身的特點，ＣＦ卡由ＡＴＡ控制器和Ｆｌａｓｈ存儲器兩部分構成。系統訪問Ｆｌａｓｈ存儲器的速度遠遠小于訪問內存的速度。如果系統頻繁訪問ＣＦ卡，勢必影響系統的實時性和工作效率。所以必須考慮ＣＦ卡讀寫程序的設計技巧。

根據存儲器訪問的局部性原理，ＣＰＵ存取數據所訪問的存儲單元都趨向于聚集在一個較小的連續區域。從時間上看，如果一個信息項正在被訪問，那么在近期它很可能還會被再次訪問。從空間上看，在最近將用到的信息很可能與目前正在使用的信息在空間地址上是臨近的。

本系統的程序設計中，開辟了一個扇區的內存空間ｔｅｍｐＳｅｃｔ，用于存儲最近訪問過的扇區數據；并設置了兩個全局變量：ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ和ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ。ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ保存最近備份的扇區編號。ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ說明備份數據是否與ＣＦ卡中的相應數據一致。如果一致，為“０”；否則為“１”。這樣不但可以減少讀寫ＣＦ卡的次數，而且提高了訪問速度，滿足嵌入式操作系統的實時性要求。

同時，ＣＦ卡的物理結構也有利于以扇區為單元進行操作。因為ＣＦ卡內部的Ｆｌａｓｈ存儲器由若干個扇區組成，而且ＣＦ卡中設置了專門針對扇區操作的寄存器。

所以，本設計中，無論是讀一段數據，還是寫一段數據，都以扇區為基本單位。如果數據量在一個扇區內，并且地址范圍在同一扇區，則先讀取所在扇區的數據，然后按照在扇區中的偏移量獲得所需數據；如果數據量大于一個扇區，或者地址范圍橫跨兩個扇區，則按次讀取扇區，獲得所需數據。操作流程如圖２所示。

系統初始化時，設置ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ為“０”， ｔｅｍｐＳｅｃｔ中備份了０號扇區的數據；ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ也為“０”，即備份數據未作更改。

當讀取一個扇區的數據時，首先比較所讀取的扇區號（ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ），是否與備份數據的扇區號（ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ）一致，如果一致，則從備份數據中讀取，加快了訪問速度；否則，判斷備份數據是否更改，即ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ是否為“１”；如果不是，則從ＣＦ卡中讀取扇區號為ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ的數據到ｔｅｍｐＳｅｃｔ中；否則，先把ｔｅｍｐＳｅｃｔ的數據寫回ＣＦ卡，然后從ＣＦ卡中讀取扇區號為ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ的數據到ｔｅｍｐＳｅｃｔ中。最后，設置備份數據扇區號ＳａｖｅＳｅｃｔｏｒＮｕｍ為當前數據的扇區號ＣｕｒｒＳｅｃｔｏｒＮｕｍ，設置ＳｅｃｔｏｒＤｉｒｔｙ為“０”，并從備份數據中讀取所需數據。