[发明专利]能够降低控制器缓存资源的CF卡的快速数据读写控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种CF卡的数据读写控制方法。

背景技术

CF卡作为一种非易失的固态数据存储装置，在数据存储方面有着诸多优点：（1）容量大，单片容量可达32GB，理论上最大为128GB；（2）数据传输速率高，在Ultra DMA 4、Ultra DMA 5和Ultra DMA 6模式下，数据传输的峰值速度分别为66MB/s，100MB/s和132MB/s；（3）体积小，CF-I型CF卡的体积为42.8mm×36.4mm×3.3mm。目前，CF卡主要应用在高速大容量的数据存储，如高速相机、工控领域等。在这些应用中，均要求对CF卡实现最高的读/写速率，以达到高速数据存储的目的。

CF卡的读/写是以扇区为单位，1个扇区包含512Bytes。外部控制器对CF卡进行读写操作时，每次申请读写的扇区数为1~256个扇区。申请的扇区数越多，CF卡的数据总线利用率就越高，读写速度也就越快。为了达到最高的数据传输（读/写）速率，外部控制器每次申请的扇区数为256个。

外部控制器在写CF卡时，首先要把待写入CF卡的数据放在数据缓冲区内，等数据缓冲区中的数据大于或等于256个扇区（128kB）时，向CF卡申请写256个扇区。当CF卡给出允许写信号后，外部控制器把缓冲区中的数据全部写入CF卡中。写完后即可进行下一次申请。

读CF卡和写CF卡类似，当外部缓冲器的空间大于或等于128kB时，控制器向CF卡申请读256个扇区数据，当CF卡给出允许读信号后，控制器将256个扇区数据读到缓存区内做后续处理。

以FPGA控制CF卡的数据传输为例，CF卡写操作的流程图如图1所示，其中的数据缓冲器用FPGA内部的FIFO。读CF卡的流程和写CF卡的流程类似。当向CF卡申请写256个扇区时，主控制器必须为写操作预留容量128kB(256个扇区)的FIFO。在读操作时为了达到最大的读取速度，同样要预留128kB的FIFO。这样需要FPGA至少要提供256kB的存储资源。对于价格昂贵的高端FPGA，其内部的存储资源可以达到或超过256kB。但价格相对便宜的低端FPGA，器内部存储资源一般在几kBytes到几十kBytes之间，无法达到最高读写速度时所要求的256kB。减少每次向CF卡申请的扇区数会降低对存储资源的要求，但这样会降低对CF卡的读写速度。虽然可以在低端FPGA（或其他控制器）的外部扩展一定存储器，使总存储容量大于或等于256kB，但是势必会提高设计成本，延长设计周期，同时也会使控制逻辑变得复杂。

发明内容

本发明是为了解决CF卡进行高速数据读写时对控制器缓存资源的要求高的问题，从而提出一种能降低外部控制器缓存资源的CF卡快速数据读写控制方法。

能降低外部控制器缓存资源的CF卡快速数据读写控制方法，它的具体过程为：

步骤一、外部控制器检测数据读写指令；

步骤二、外部控制器判断检测到的数据读写指令是否是向CF卡写入数据的指令，如果判断结果为是，则执行步骤二二；否则执行步骤二一；

步骤二一、外部控制器判断检测到的数据读写指令是否是读取CF卡内的数据的指令，如果判断结果为是，则执行步骤二一一；如果判断结果为否，则返回执行步骤一；

步骤二一一、外部控制器向CF卡申请读取256个扇区数据；

步骤二一二、初始化变量N，使N=0；

步骤二一三、外部控制器读取数据缓存器剩余空间；

步骤二一四、外部控制器判断数据缓存器剩余空间是否大于1个扇区；如果判断结果为是，则执行步骤二一五，如果判断结果为否，则返回执行步骤二一三；

步骤二一五、外部控制器读取CF卡状态；

步骤二一六、判断CF卡的状态是否准备好发送1个扇区的数据；如果判断结果为是，则执行步骤二一七；如果判断结果为否，则返回执行步骤二一五；

步骤二一七、使N=N+1，外部控制器读取CF卡的第N个扇区的数据并写入数据缓存器中；

步骤二一八、判断变量N的值是否大于或等于256，如果判断结果为是，则执行步骤二一九；如果判断结果为否，则返回执行步骤二一三；

步骤二一九、外部控制器是否给出停止读取信号；如果是，则返回执行步骤一；如果否，则返回执行步骤二一一；

步骤二二、外部控制器向CF卡申请写256个扇区的数据；

步骤二二一、初始化变量N，使N=0；

步骤二二二、外部控制器将1个扇区的数据送入数据缓存器中；

步骤二二三、外部控制器读取CF卡状态；