專利名稱：Cf卡實現(xiàn)熱插拔的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法。
背景技術：
在現(xiàn)有的工業(yè)控制和工業(yè)設備領域中，越來越多的用到了智能處理器和CPU，這樣使這些設備的智能化大大提高，能處理更多了信息。同時，由于大量使用到了CPU，這些設備和軟件的結(jié)合也越來越緊密，數(shù)據(jù)量的增加，使設備管理也更加復雜，而且軟件本身的容量也越做越大，使用傳統(tǒng)的串口，或者網(wǎng)口升級軟件變得更加復雜，緩慢，而且不穩(wěn)定。特別是在大規(guī)模生產(chǎn)中，軟件下載的緩慢和不穩(wěn)定大大影響生產(chǎn)的效率，影響了生產(chǎn)線產(chǎn)出。外部的可移動便攜存儲設備，為工業(yè)設備提供了一個穩(wěn)定便捷的接口，可以和外部方便的進行數(shù)據(jù)交換，因此得到了廣泛地應用。
便攜式移動存儲系統(tǒng)中，通用并行總線是一種比較常見的CPU控制總線，其大致上分為Intel結(jié)構(gòu)和Motorola結(jié)構(gòu)，以Intel結(jié)構(gòu)為例，它又分為地址總線(Address)、數(shù)據(jù)總線(Data)、片選(/CS)、讀(/OE)、寫(/WE)信號等，如果系統(tǒng)支持慢速設備的話，還就會有準備信號(Ready)。Motorola總線和Intel的原理類似，只是接口信號線的定義不一樣。通過簡單的邏輯轉(zhuǎn)換，Motorola總線也能轉(zhuǎn)化成Intel總線。
在便攜式移動存儲系統(tǒng)中，CPU通用并行總線通過片選信號(/CS)選擇需要操作的設備，用讀信號(/OE)做讀數(shù)據(jù)的操作，用寫信號(/WE)做寫數(shù)據(jù)的操作。CPU和外設分別在/OE和/WE的上升沿采樣數(shù)據(jù)。對于慢速外設，在外設忙的時候，它會拉低Ready信號，那么CPU會在操作中插入等待周期，直到Ready信號重新跳高。
便攜式移動存儲設備如今廣泛應用于各種消費類電子產(chǎn)品。存儲介質(zhì)主要采用的是Flash，存儲設備的接口主要有CF(Compact Flash)Card，另外一種是PC Card。得到廣泛應用的是CF Card，并且支持這種標準的廠家很多，主要有IBM，Hitachi，HP，Kodak等。
便攜式移動存儲設備可更方便于信息的導入和導出，以以太網(wǎng)交換機管理為例，現(xiàn)在的大型，高端交換設備，管理非常復雜，需要大量的配置信息，主要是一些路由表項；如果對每臺交換機分別配置，需要花費大量的時間和精力，但如果將配置信息燒入CF卡中，用一張卡就可以解決所有機器的配置，方便快捷；另外，對于使用過程中交換機出現(xiàn)的異常信息，也可以通過CF卡將其方便地導出，便于記錄。
便攜式移動存儲設備有著穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)通道，以以太網(wǎng)交換機升級為例；通過CF讀卡器，可以將所用到的升級軟件，燒入CF卡，將CF卡插在設備中就可以方便的進行升級，速度比串口加載快，比網(wǎng)口加載稍慢，但是由于沒有物理連接，不用擔心掉線，這種方式更加穩(wěn)定可靠。
由于CF卡在使用上的種種優(yōu)勢，使之大面積的在工業(yè)設備上廣泛應用。但是一般的應用方式是采用CF卡接口適配芯片，這種接口芯片同時具備接口訪問控制和電源管理(支持熱插拔)兩種功能。但是接口芯片的造價比較高，無疑增加了設備的成本，不利于這種先進方式的大規(guī)模應用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述普通便攜式移動存儲設備所存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種造價較低的CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法，CF卡通過CPLD與CPU連接，即設置CPLD使CPU的地址線與CF卡的地址線及片選端連接；所述CF卡的socket槽中的CD0、CD1插針長度應該比電源插針短，兩者之間的長度差應保證CF卡在拔出時，CD0和CD1已經(jīng)和插槽脫離，CF還保持供電狀態(tài)；CF卡的中斷通過CPLD與CPU連接，如果CPU僅支持電平信號的中斷觸發(fā)，則在CPLD中把CD0、CD1跳變轉(zhuǎn)換成電平中斷信號。
進一步地，所述CF卡使用的是True IDE Mode接口模式。
進一步地，所述CPU的地址線與CF卡的地址線及片選端連接具體為用CPU通用串行總線的五條地址線通過CPLD與CF卡的三條地址線和兩個片選端連接；CPU對CF卡發(fā)出讀寫命令，對CF卡進行讀寫操作。
本發(fā)明通過造價比較低的CPLD代替接口芯片，通過將CF卡的socket槽中的CD0、CD1插針長度設計得比電源插針短，兩者之間的長度差異，可保證CF卡在拔出時，CD0和CD1已經(jīng)和插槽脫離，但是CF還保持供電狀態(tài)；并且CPU必須支持邊緣中斷信號觸發(fā)，如果CPU指支持電平信號的中斷觸發(fā)，那么就必須在CPLD中把/CD0和/CD1跳變轉(zhuǎn)換成電平中斷信號，CF卡就可輕松實現(xiàn)熱插拔了；并選擇CF卡的True IDE Mode接口模式，設置CPLD，使其具備接口適配芯片功能，這樣，CPU就可完成對CF卡的讀寫功能，CF卡就實現(xiàn)了移動存儲功能，即使用CPLD就完全代替接口芯片，輕松實現(xiàn)CF卡的移動存儲功能。


下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作出詳細描述。
圖1為本發(fā)明的CPU和CF的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的熱插拔的CF卡通過CPLD與CPU連接，即設置CPLD使CPU的地址線與CF卡的地址線及片選端連接；CF卡的socket槽中的CD0、CD1插針長度應該比電源插針短，兩者之間的長度差應保證CF卡在拔出時，CD0和CD1已經(jīng)和插槽脫離，CF還保持供電狀態(tài)；
CF卡的中斷通過CPLD與CPU連接，如果CPU僅支持電平信號的中斷觸發(fā)，則在CPLD中把CD0、CD1跳變轉(zhuǎn)換成電平中斷信號。
并且，選用CF的True IDE Mode接口模式，用CPU通用串行總線的五條地址線通過CPLD與CF卡的三條地址線和兩個片選端連接；CPU對CF卡發(fā)出讀寫命令，對CF卡進行讀寫操作。
在這里介紹一下CF卡CF卡支持三種接口模式，分別為PC Card MemoryMode，PC Card IO Mode，True IDE Mode，本發(fā)明選用True IDE mode，True IDEMode從硬件連接來看最簡單，而且在軟件上可以大量借用IDE接口的驅(qū)動程序，因此相對具有優(yōu)勢。
下表是CF卡設置成True IDE Mode時候的真值表

這樣，通過CF卡的三條地址線(A2～A0)和兩個片選信號(/CS1和/CS0)，就能訪問表中的所有寄存器，通過這些寄存器，CPU就能實現(xiàn)對CF卡的讀寫操作，同時還可以監(jiān)控CF的狀態(tài)。
CF卡內(nèi)比較重要的幾個寄存器分別是Error Register監(jiān)控是否出現(xiàn)扇區(qū)錯誤或者不可根正的錯誤，以及是否出現(xiàn)扇區(qū)溢出；Sector Count，Sector No.Cylinder Low，Cylinder High這四個寄存器是用于定位需要進行讀寫操作的空間的寄存器，與IDE硬盤類似，如果CF卡處于True IDE Mode，那么它也是用柱面加扇區(qū)來定位需要讀寫的空間的。CylinderLow，Cylinder High這兩個寄存器都是8Bits，組成一個16bit Cylinder地址。SectorNo.寄存器指明了扇區(qū)開始的地址，Sector Count寄存器指明了扇區(qū)的偏移量；Status該寄存器的內(nèi)容表明了CF卡當前的狀態(tài)，是否忙，是否出現(xiàn)可恢復性的錯誤，是否出現(xiàn)操作錯誤等；Control該寄存器主要是用來控制CF卡的復位和中斷。
如圖1所示，用CPU通用并行總線的AD0～AD4這5條地址線加片選信號譯碼得到用于訪問CF寄存器地址空間的A0～A2和/CS0，/CS1，當然，還包括CF的中斷連接，以下為CPLD中的邏輯代碼CF_ADD(0)<＝IO_AD_REG(0)；CF_ADD(1)<＝IO_AD_REG(1)；
CF_ADD(2)<＝IO_AD_REG(2)；CF_CS(0)<＝IO_CS_L or IO_AD4 or(not IO_AD3)；CF_CS(1)<＝IO_CS_L or(not IO_AD4)or(not IO_AD3)；CF_WR<＝IO_CS_L or IO_WR_L；CF_RD<＝IO_CS_L or IO_OE_L；IO_RDY<＝IO_CS_L or CF_RDY；CPU_IRQ<＝CF_IRQ。
這樣，就實現(xiàn)了CF與CPU的連接，CPU就可對CF進行讀寫訪問了。
CF卡是通過/CD0和/CD1來控制在位信息的。在CF卡內(nèi)部/CD0和/CD1是直接強下拉到地的，而在CF stocket中，/CD0和/CD1是弱上拉到3.3V。當CF卡插入的時候，CF stocket的/CD0和/CD1被CF拉低，以此觸發(fā)CPU_INT，表明此時CF已經(jīng)插入。此時CPU可以通過GPIO或者通用并行總線打開電子開關，給CF卡供電，可以開始對CF卡操作。在拔出CF卡之前，CPU通過GPIO或者通用并行總線關閉電子開關，停止給CF卡供電之后，CF卡就可以順利拔出。但以上的熱插拔操作在拔出的時候，還不是很智能，必須輸入一個關閉CF卡電源的命令，確保CF卡電源已經(jīng)關閉之后，才能拔出，不能做到即插即用。
CF卡的socket槽中的CD0、CD1插針長度設計得比電源插針短，兩者之間的長度差異，應該能保證CF卡在插入插槽的時候，CF已經(jīng)正常上電，而CD0、CD1還沒有和相應插針接觸，這樣，在CF卡在拔出時，CD0和CD1已經(jīng)和插槽脫離，CF還保持供電狀態(tài)，根據(jù)實際情況，設計的CF卡stocket槽中的CD0、CD1插針長度至少比電源插針短1.5mm，如圖2所示，在拔出CF的時候，/CD0和/CD1在CF卡斷電之前即電源針和CF卡分離之前就已經(jīng)跳高，即/CD0和/CD1比電源先和CF卡分離。此時會引發(fā)一個CPU_INT的上跳，CPU在監(jiān)控到這個上跳信號之后，就可以把CF卡的電源關閉，此時就可以順利拔出。如果要實現(xiàn)以上的熱插拔，那么CPU必須支持邊緣中斷信號觸發(fā)，如果CPU只支持電平信號的中斷觸發(fā)，那么就必須在CPLD中把/CD0和/CD1跳變轉(zhuǎn)換成電平中斷信號。以下為其邏輯代碼<pre listing-type="program-listing">process(GRESET，GCLK) beginif(GRESET＝′0′)thenCD0_REG＜＝′0′；CD1_REG＜＝′0′；CD0_REG_CMP＜＝′0′；CD1_REG_CMP＜＝′0′； Elsif(GCLK′event and GCLK＝′1′)then if(((CD0_REG_CMP＝′0′)and(CD0_REG＝′1′))and((CD1_REG_CMP＝′0′)and(CD1_REG＝′1′)))then CPU_INT＜＝′0′； end if； CD0_REG＜＝/CD0； CD1_REG＜＝/CD1； CD0_REG_CMP＜＝CD0_REG； CD1_REG_CMP＜＝CD1_REG；end if； end process.</pre>
權(quán)利要求
1.一種CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法，其特征在于，CF卡通過CPLD與CPU連接，即設置CPLD使CPU的地址線與CF卡的地址線及片選端連接；所述CF卡的socket槽中的CD0、CD1插針長度應該比電源插針短，兩者之間的長度差應保證CF卡在拔出時，CD0和CD1已經(jīng)和插槽脫離，CF還保持供電狀態(tài)；CF卡的中斷通過CPLD與CPU連接，如果CPU僅支持電平信號的中斷觸發(fā)，則在CPLD中把CD0、CD1跳變轉(zhuǎn)換成電平中斷信號。
2.如權(quán)利要求1所述的CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法，其特征在于，所述CF卡使用的是True IDE Mode接口模式。
3.如權(quán)利要求2所述的CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法，其特征在于，所述CPU的地址線與CF卡的地址線及片選端連接具體為用CPU通用串行總線的五條地址線通過CPLD與CF卡的三條地址線和兩個片選端連接；CPU對CF卡發(fā)出讀寫命令，對CF卡進行讀寫操作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CF卡實現(xiàn)熱插拔的方法，該方法包括CF卡通過CPLD與CPU連接，即設置CPLD使CPU的地址線與CF卡的地址線及片選端連接；所述CF卡的socket槽中的CD0、CD1插針長度應該比電源插針短，兩者之間的長度差應保證CF卡在拔出時，CD0和CD1已經(jīng)和插槽脫離，CF還保持供電狀態(tài)；CF卡的中斷通過CPLD與CPU連接，如果CPU僅支持電平信號的中斷觸發(fā)，則在CPLD中把CD0、CD1跳變轉(zhuǎn)換成電平中斷信號。本發(fā)明通過CPLD代替接口芯片，可輕松實現(xiàn)CF卡的熱插拔，方便了CF卡的使用。
文檔編號G06F13/00GK1540530SQ20031010342
公開日2004年10月27日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月31日
發(fā)明者周川, 周 川 申請人:港灣網(wǎng)絡有限公司