一种专用高速硬盘存储设备的设计与实现

　
　　·传送大量数据大多会采用直接存储器访问DMA（DirectMemoryAccess）方式，因此需要独立的DMA控制器或选用内置DMA控制器的微处理器。出于简化电路和提高速率的考虑，该设备采用复杂可编程逻辑器件CPLD构造了一个独立的DMA控制器。
　　
　　·要实现SCSI协议需要有SCSI协议控制器。DSP中通常不会集成SCSI协议控制器，因此一般情况下，需要选择通用的SCSI协议控制器，辅助DSP实现SCSI协议和通信。
　　
　　·在设备的输入接口部分，需要有数据缓存单元。普通的存储器在写入的同时不能读取；采用双口随机存储器RAM虽然可以解决并发访问的问题，但它必需的双边地址译码又是不可忽视的问题。对于单纯的数据存储设备，不需要对数据做压缩、信号分析等预处理工作，缓存单元在结构上相当于先进先出（FirstInFirstOut，FIFO）队列，先到的数据先被存储。所以采用专用FIFO芯片，可以去掉复杂的缓存器译码电路，大大简化系统设计。而且，采用专用FIFO芯片，整个设备从外部数据接口看来，就是一个写不满的FIFO，也大大简化了对设备数据接口的操作。
　　
　　专用高速硬盘存储设备的框图如图1所示。图1中各方框表示一个基本模块，括号中文字表示具体实现的器件，虚线左侧部分不属于设备模块。
　　
　　该高速硬盘存储设备设计中向处理器选用了TI公司生产的TMS320F206，SCSI协议控制器选用了Qlogic公司生产的FAS368M，DMA控制器和其它外围逻辑转换电路选用了ALTERA公司生产的CPLD器件EPM7064。
　　
　　
　　
　　
　　TMS320C206是TI公司生产的CPLD器件EPM7064。
　　
　　TMS320C206是TI公司生产的TMS320系列单片数字信号处理器中的一种低价格、高性能的定点DSP芯片。该芯片功耗低，处理能力强，指令周期最短为25ns，运算能力达40MIPS，片内具有32KB的闪烁存储器和4.5KB的RAM，是最早使用闪烁存储器的DSP芯片之一。由于闪烁存储器具有比ROM灵活、比RAM便宜的特点，因此使用TMS320F206不仅降低了成本、减小了体积，同时系统升级也比较方便。
　　
　　FAS368M是与SCSI-3标准完全兼容的SCSI协议控制器，它支持启动设备与目标设备两种模式，同步数据传输速率为40MB/s。另外，FAS368M支持最大50MB/s的快速DMA数据传。由于采用分离的微处理器总线和DMA总线结构，因此能以较高速率产生响应而不会造成瓶颈效应。
　　
　　3硬件电路及功能描述
　　
　　TMS320F206、FAS368M、EMP7064和IDT7208之间的具体连接线路如图2所示。
　　
　　3.1FAS368M的信号及内部寄存器说明
　　
　　图2中FAS368M的主要信号和控制逻辑如下：
　　
　　·ACK、ATM、BSY、CD、IO、MSG、REQ、RST、SD0～15、SDP0～1、SEL及其差分信号，都是FAS368M与SCSI总线的接口信号。
　　
　　·CS信号是读写FAS368M内部寄存器片选信号。
　　
　　·RD、WR是FAS368M内部寄存器的读写信号。
　　
　　·FAS368M的TNI端对应TMS320F206的外部中断INT1，当其有效时，表明有

《一种专用高速硬盘存储设备的设计与实现(第2页)》