基于多CF接口系统的总线设计

摘要：针对目前CF产品的应用日益广泛，而其转接设备单一的现状，本文从总线方面阐述了扩展出多个CF接口的方法，并讨论了其总线仲裁策略，该方法简单实用，完全符合设计要求。

1 引言

CF卡（CompactFlash：压缩闪存）是目前世界上外形最小的大容量存储设备。它与PCMCIA完全兼容，是一种固态产品，工作时没有运动部件。目前主流产品已经达到512Mb和1Gb标准。另外它还具备速度快、价格便宜等优点。CF卡采用闪存（flash）技术，是一种稳定的存储解决方案，不需要电池来维持其中存储的数据。对所保存的数据来说，CF卡比传统的磁盘驱动器，更具安全性和保护性。

2 CF卡的应用现状

CF卡是由一个控制芯片和一个闪存组成，接口有50个脚（两排），它能够很轻易地插进68针II型适配器卡（符合PCMCIA的技术要求）中使用。CF卡可以使用3.3V和5V两种电压工作，但对一个确定的卡，只能工作于一种电压。

现在一般的PC机上并没有直接提供CF接口，对它的应用都是通过专门的读卡器或是转接设备来完成的。现在有很多从USB接口到CF接口的转接设备，例如朗科公司刚推出基于闪存技术的第一款数码移动存储产品DD优卡，就是其中的一个。它采用内置USB和CF双接口，用户将优卡中的图片、音乐或其它数据上传至电脑时，简化了对CF卡的操纵过程，但它仅能支持一个CF卡，目前还没有扩展出多个CF接口的设备，而且，它只是一种简化的读卡器，需要专门的设备，没有充分发挥出CF卡的上风，限制了对CF卡的更加有效的利用。

3 总线操纵题目及解决思路

总线是构成系统的互连机构，是多个系统功能部件之间进行数据传送的公共通路。借助于总线连接，各系统功能部件之间实现地址、数据和控制信息的交换，并在争用资源的基础上进行工作。

3.1 系统中的总线题目

在这个系统中，当多个CF卡同时工作时，需要进行很多操纵，处理器间要进行数据和状态字的相互交换，要向共享存储器存取数据，还要对输进输出设备进行读写，所有这些操纵都要用到总线。特别是当对实时性要求较高时，总线的操纵会碰到很多的题目：

（1）多个CF卡同时占用总线时，如何避免总线的冲突。

（2）当一个操纵占用总线时间过长时，且其请求得不到满足时，如何避免“死锁”题目。

（3）在紧急情况下，有一个操纵要立即占用总线，此时，如何使它在最短的时间内获得总线的控制权。

以上题目在系统上表现为性能不稳定，经常性死机，要解决这些题目，必须选择合适的总线仲裁机制，使其灵活、可靠地完成各种工作。

3.2 多CF卡总线仲裁机制

总线仲裁机制包括总线仲裁策略和总线仲裁方式两方面。我们要求仲裁机制公平、有效、全理，而且要结构简单，轻易实现。这时我们主要讨论仲裁方式，常见的仲裁方式有集中式和分布式两种。所谓集中式仲裁中每个功能模块有两条线连到中心仲裁器：一条是送往仲裁器的总线请求信号线，一条是仲裁器送出的总线授权信号线。示意图如下：