微型硬盘驱动技术与嵌入式应用整合方案

       目前，硬盘 驱动器 采用的主流接口是高技术配置接口标准(ATA)，即IDE接口，而且绝大多数硬盘驱动器都采用了并行ATA接口。部分硬盘驱动器同时也支撑CF (ComPACt Flash)规范、安全数字输入/输出(SDIO)标准和串行ATA规范。由于并行ATA和CF是便携手持市场的最广泛的两个标准，因此本文着重讨论这两个规范。CF 3.0规范能够在与标准IDE完整雷同的真IDE模式下操作。与CF2.1相比，CF3.0增长了极端直接内存访问(Ultra DMA)模式。  

       通常，硬盘驱动器并不需要支撑所有的模式。目前，1.8英寸硬盘能够支撑所有的模式，１英寸硬盘能支撑到UDMA4模式。考虑到便携消费类市场对尺寸和功耗的恳求，因此本文着重于讨论1.8英寸或更小尺寸的硬盘驱动器。这些 微硬盘 的实际数据吞吐量远小于他们的理论值。硬盘的直径直接影响了数据传输率。例如，１英寸硬盘驱动器比2.5英寸硬盘驱动器要慢许多，这是因为硬盘外直径变小，意味着外围磁轨的最快线速度也将同样变小。

                                                          图１主ATA把持与CPLD

       主ATA把持与CPLD解决方案：采用一个外部总线接口或GPIO端口和一个用于连接逻辑电路的CPLD，主CPU把持ATA时序和与硬盘相干的任务。

       目前，大多数便携式低功耗 嵌入式 处理器都支撑CF接口，但是缺乏专用的IDE把持器。虽然CF3.0支撑真IDE模式和ATA规范的部分标准，但是这种方法必须依附处理器本身来把持ATA时序和建立数据连接。而且从系统角度来看，这种模式在传输大批数据时效率不高。在嵌入式领域，当设计师采用硬盘驱动器技术时，可以选用CF接口、通用I/O端口或者一个带有用于连接某些逻辑电路的CPLD的外部总线接口等方案来实现连接。这使得他们可以采用现有的主处理器架构和软件环境来更快地推出产品，取得市场先机。尽管这种方法简略且经济，但在采用这种方法前，设计师必须充分懂得它对系统性能的影响。因此，在选择一个特定的系统方案之前，有必要为终端利用断定一个明确的、可量化的性能目标。因为只有这样，才干够利用该目标来领导系统划分过程和决定是否有必要改良性能。

                                                    图２ 局部总线接口和QuICkLogic IDE把持

       局部总线接口和QuickLogic IDE把持：采用一个外部总线接口或GPIO端口和外部硬件中的专用QuickLogic IDE把持器来加速对硬盘驱动器(HDD)的读写。