基于System ACE的DSP文件系统设计

引 言

　　目前，对图像处理系统的速度和精度要求越来越高，采样的数据量也越来越大。而嵌入式系统中的硬件资源环境一般比较苛刻，嵌入式微处理器和微控制器的内存一般都不大。为了能够实现DSP(Digital Signal Processing)系统的独立运行，需要大容量的存储介质用于保存采样结果。但是板载的Flash等容量通常不大，SDRAM掉电后数据会丢失，并且它们无法方便地把数据转移到计算机主机上。闪存技术的不断发展，使得闪存卡(如CF卡、SD卡等)因其体积小、容量大、可靠性高等优点而在嵌入式存储领域得到越来越广泛的应用。因此，本文介绍一种使用CF卡作为数据存储介质存储大量数据的方法。FAT16文件系统具有出色的文件管理性能，能被大多数操作系统识别，因此将CF卡与FAT16文件系统相结合是嵌入式存储、记录系统的一个理想方案。

　　1 System ACE原理

　　1.1 System ACE简介

　　System ACE(System Advanced Configuration Environment)是Xilinx公司开发的系统高级配置系列，用以满足面向多个FPGA的系统对高效空间、预置、高密度配置需求的解决方案。System ACE技术是一种突破性的系统内可配置的解决方案，大幅节省了开发工作；与传统的PROM相比，每比特成本也大大降低。System ACE技术是高容量FPGA系统的嵌入式解决方案。

　　System ACE系列把xilinx配置控制的专业技术和专注于存储的产业结合在一起，它的第1个成员是SystemACE CF(CompactFlash)。

　　System ACE CF是1个芯片集，由2部分组成：一个是ACE控制器，另一个就是用于存储的CF卡。

　　1.2 ACE控制器

　　如图1所示，ACE控制器有4个接口，分别用来连接CF(CompactFlash)、MPU(Microprocessor)、用于连接FPGA的CFGJTAG(Configration JTAG)、允许高度灵活配置的TSTJTAG(Test JTAG)。下面着重介绍CF卡接口和MPU接口。

　　1.3 CF卡接口

　　CF卡接口可以连接的CF卡类型有Xilinx ACEFlash卡、任意标准的CF卡、高达8 Gb的IBM微型硬盘，以及所有有相同外形和电路板空间需求的存储卡。

　　CF卡接口由2部分组成：一是CF卡控制器，二是CF卡仲裁器。CF卡控制器不仅用来检测和维护CF卡设备的状态，而且还处理所有的CF设备的访问总线周期及提炼和执行CF命令(如软复位、读／写段)等。CF卡仲裁器决定微处理器和配置JTAG控制器哪一个来访问CF卡的数据缓冲。

　　1.4 MPU接口

　　MPU接口功能：

　　◆MPU接口提供了监控System ACE控制器和ACE Flash读写数据的功能。

　　◆MPU接口能够识别CF卡并对CF卡进行读写。

　　◆MPU接口能够控制配置流，包括监控ACE控制器的配置状态和错误状态，还能延时配置、开始配置、决定CF卡或MPU的配置源，控制比特流版本以及复位设备等。

　　本文就是利用ACE控制器的MPU接口，在该接口处连接DSP芯片，并通过CF卡为DSP加载文件系统。