??? 摘? 要： 在目標(biāo)識別" title="目標(biāo)識別">目標(biāo)識別" title="雷達(dá)目標(biāo)識別" title="雷達(dá)目標(biāo)識別">雷達(dá)目標(biāo)識別">雷達(dá)目標(biāo)識別系統(tǒng)中，以大容量" title="大容量">大容量CF卡作為移動(dòng)存儲介質(zhì)" title="存儲介質(zhì)">存儲介質(zhì)，利用TI公司的DSP TMS320C5402把目標(biāo)識別結(jié)果以FAT16格式的文件用一種簡化的低風(fēng)險(xiǎn)方式存放在CF卡中。?

??? 關(guān)鍵詞： CF卡；TMS320C5402；FAT16；文件系統(tǒng)" title="文件系統(tǒng)">文件系統(tǒng)?

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??? 在某機(jī)載雷達(dá)目標(biāo)識別系統(tǒng)的先期測試中，需要大容量的存儲介質(zhì)對目標(biāo)識別結(jié)果進(jìn)行存儲，以便進(jìn)行后期的分析，同時(shí)要求能把數(shù)據(jù)安全方便地從存儲介質(zhì)中傳到PC機(jī)上。為此，本文設(shè)計(jì)了利用TI公司的DSP TMS320C5402和CF卡實(shí)現(xiàn)大容量雷達(dá)目標(biāo)識別結(jié)果的安全存儲方案，這樣得到的分析結(jié)果只需要一個(gè)讀卡器就可以方便地從CF卡中讀出。即使文件系統(tǒng)出了錯(cuò)，仍可以利用TMS320C5402把數(shù)據(jù)安全讀出，這樣就避免了重做實(shí)驗(yàn)造成不必要的浪費(fèi)，降低了風(fēng)險(xiǎn)。?

1 雷達(dá)目標(biāo)識別板卡簡介?

??? 用于測試的某機(jī)載雷達(dá)目標(biāo)識別板卡硬件功能框圖如圖1所示。?

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??? 雷達(dá)目標(biāo)識別信息由CPCI總線傳輸至目標(biāo)識別板，信號調(diào)理后再傳輸至目標(biāo)識別系統(tǒng)，由4片TS101對雷達(dá)目標(biāo)識別信息進(jìn)行識別，處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)在FIFO中緩沖后，由TMS320C5402控制寫入CF卡。整個(gè)系統(tǒng)的邏輯由CPLD EPM3256控制完成。?

2 CF卡與TMS320C5402硬件接口設(shè)計(jì)?

??? CF卡能支持三種接口訪問模式：Memory Card模式、I/O Card模式和True IDE模式。由于True IDE模式和IDE接口硬盤的訪問方式一致，都遵從ATA標(biāo)準(zhǔn)，考慮到以后可能會(huì)擴(kuò)展到用硬盤存儲目標(biāo)識別結(jié)果，故筆者采用的是True IDE模式。CF卡和TMS320C5402硬件接口如圖2所示。?

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??? 在實(shí)際的電路中，地址譯碼和或門都在CPLD EPM3256中實(shí)現(xiàn)，其具體譯碼表如表1所示。?

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??? 在完成硬件接口后，C5402通過表2所示的譯碼地址對ATA寄存器進(jìn)行讀寫(采用邏輯塊尋址，具體參見參考文獻(xiàn)[1])。?

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3 CF卡的讀寫和FAT16文件的創(chuàng)建?

3.1 CF卡的讀寫?

??? CF卡的讀寫以扇區(qū)為單位，每扇區(qū)為512B，每次可讀寫1個(gè)或多個(gè)連續(xù)的扇區(qū)。本文設(shè)計(jì)時(shí)使用邏輯塊尋址方式（LBA）訪問CF卡數(shù)據(jù)。讀寫操作時(shí)首先指定讀寫的扇區(qū)數(shù)和LBA地址，然后向命令寄存器發(fā)出讀命令（20H）或?qū)懨睿?0H），等待CF卡就緒后，即狀態(tài)寄存器為58H時(shí)就可通過數(shù)據(jù)寄存器連續(xù)讀寫數(shù)據(jù)了，當(dāng)狀態(tài)寄存器變?yōu)?0H時(shí)完成一次讀或?qū)懖僮鳌?

3.2 FAT16文件系統(tǒng)原理?

??? 對于使用FAT16文件系統(tǒng)的CF卡，應(yīng)由以下幾個(gè)分區(qū)組成：MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、FDT表、DATA區(qū)。MBR區(qū)，也是邏輯扇區(qū)0，它包含了CF卡的結(jié)構(gòu)信息；DBR區(qū)存放FAT文件系統(tǒng)的重要參數(shù)和引導(dǎo)程序；FAT區(qū)記錄著文件存放的位置信息。在FAT16文件系統(tǒng)中，文件占用磁盤空間的基本單位是簇(cluster)。簇的大小為2的n次方個(gè)扇區(qū)，在筆者使用的CF卡中為32個(gè)扇區(qū)，即16KB。同一個(gè)文件的數(shù)據(jù)不一定完整存放在磁盤的一個(gè)連續(xù)區(qū)域內(nèi)，而往往分成若干個(gè)簇，采用鏈?zhǔn)酱鎯?；FDT表記錄著根目錄下每個(gè)文件的文件名、屬性、文件開始簇號以及文件的長度；DATA區(qū)才是真正的存儲數(shù)據(jù)的地方，其每個(gè)扇區(qū)與簇號有著一個(gè)對應(yīng)的關(guān)系。?

3.3 簡化的低風(fēng)險(xiǎn)FAT16文件的創(chuàng)建?

??? 創(chuàng)建文件時(shí)，需要提供文件的文件名、擴(kuò)展名、文件大小。對于通常的寫文件，首先會(huì)檢測FDT表中是否已經(jīng)存在該文件，然后查找空閑的FDT表項(xiàng)，之后搜尋空閑簇，并且將首簇填寫到FAT表的起始簇中，同時(shí)修改下一簇號，直到最后一個(gè)簇寫入0xFFFF,以表示文件結(jié)束，最后將數(shù)據(jù)填寫到每簇所對應(yīng)的數(shù)據(jù)扇區(qū)中。這種方法效率較低，尤其是當(dāng)空閑簇不連續(xù)，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)存儲不連續(xù)；如果FDT表出現(xiàn)錯(cuò)誤則不易恢復(fù)數(shù)據(jù)。?

??? 在實(shí)際使用中，筆者提出一種簡化的低風(fēng)險(xiǎn)存儲方式。首先把卡格式化，然后設(shè)置要寫的文件大小為2MB，屬性為.dat，文件名設(shè)為從1開始，寫完一個(gè)文件之后自動(dòng)生成文件名為2的文件。依次類推，直到把卡寫滿。由于之前卡里沒文件，卡的空閑簇就是連續(xù)的，這樣就不用去搜索空閑的FDT表和FAT表，數(shù)據(jù)在DATA區(qū)的存儲也是連續(xù)的，提高了存儲效率。如果FDT表出了問題，DATA區(qū)的數(shù)據(jù)可不按文件格式而按邏輯扇區(qū)連續(xù)讀出，從而降低了風(fēng)險(xiǎn)，流程如圖3所示。?

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????? 本文描述了CF卡與TMS320C5402之間的接口設(shè)計(jì)以及FAT16文件系統(tǒng)原理和文件創(chuàng)建流程。該系統(tǒng)目前已經(jīng)在某機(jī)載雷達(dá)目標(biāo)識別系統(tǒng)上調(diào)試成功。由于采用的是1G的CF卡，該系統(tǒng)在傳輸速率為50KB/s的情況下可以工作數(shù)小時(shí)，存儲了大量的數(shù)據(jù)，并且很方便地把數(shù)據(jù)讀出進(jìn)行分析，即使在文件系統(tǒng)遭到損害的情況下，只要卡的物理結(jié)構(gòu)沒被損壞仍可以連續(xù)讀出數(shù)據(jù)，真正實(shí)現(xiàn)了對大容量數(shù)據(jù)的安全存儲。?

參考文獻(xiàn)?

[1] CompactFlash Association.CF+ and CompactFlash Specification Revision 4.1，2006.?

[2] Texas Instruments Inc..TMS320C54X系列DSP的CPU與外設(shè).清華大學(xué)出版社，2006.?

[3] Miguel Hernandez.CompactFlash Memory Card Interface to?the TMS320VC54x，2001.?

[4] 鄧劍，楊曉非，廖俊卿.FAT文件系統(tǒng)原理及實(shí)現(xiàn).計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2005，33(9).