Xscale PXA255处理器与CF卡的接口设计
Intel Xscale PXA255处理器是新一代的嵌入式处理器，基于ARMv5TE体系结构的微处理器，性价比较高、功耗较低，适合于数字移动电话、个人数字助理、网络路由器等嵌入式系统的应用。在采用PXA255处理器开发诸如车载导航系统时，电子地图等海量地理信息数据需要一个容量大、体积小、性能优异的存储器。“Compact Flash”卡，简称CF卡，具有高速度、大容量、体积小、重量轻、功耗低和高性价比等优点，十分适合嵌入式系统的应用。因此，可选择CF卡作为地理信息数据的存储载体。PXA255处理器提供了PCMCIA/CF卡控制器，可以方便地实现PXA255处理器与CF卡的接口设计。
CF卡结构和工作原理
Compact Flash技术是由CF协会(CFA)提出的一种与PC机ATA接口标准兼容的技术。如图1，CF卡由两个基本部分构成：内部控制器和闪存模块。CF卡的闪存模块基本上都使用NAND型闪存，用于存储数据。内部控制器用来实现CF卡与主机的接口以及控制数据的传输。CF卡内部控制器的设计完全模拟硬盘，使用标准的ATA/IDE接口。
图1：CF卡结构框图
CF卡的存取方式有三种：PC Card Memory模式、PC Card I/O模式以及True IDE模式。PC Card模式与PCMCIA标准兼容。True IDE模式与ATA标准兼容。三种方式相比，在True IDE模式下，CF卡与主机通信的信号最少，硬件接口最简单、软件易于实现，因此本设计采用了True IDE模式。
CF卡扇区寻址有两种方式：物理寻址方式(CHS)和逻辑寻址方式(LBA)。物理寻址方式使用柱面、磁头和扇区号表示一个特定的扇区，起始扇区是0磁道、0磁头、1扇区，接着是2扇区，一直到EOF扇区；接下来是同一柱面1头、1扇区等。逻辑寻址方式将整个CF卡同一寻址。逻辑块地址和物理地址的关系为：LBA地址=(柱面号×磁头数+磁头号)×扇区数+扇区数-1。
CF卡没有机械结构，因此CF卡的扇区寻址适宜采用逻辑寻址方式。逻辑寻址方式没有磁头和磁道的转换操作，因此在访问连续扇区时，操作速度比物理寻址方式快得多。
对于CF卡的操作(如：读/写)，其实就是对CF卡控制器的寄存器进行操作。所以，必须对CF卡的寄存器十分熟悉。这些寄存器统称为任务文件(task file)寄存器：
1．数据寄存器(读/写)，用于CF卡的读写操作。主机通过该寄存器向CF卡数据缓冲写入或从CF卡数据缓冲读出数据。
2．错误寄存器(Read)和特性寄存器(Write)。读操作时，此寄存器为错误寄存器，用于指明错误的原因；写操作时，此寄存器为特性寄存器。
3．扇区数寄存器(读/写)，用来记录读、写扇区的数目。
4．扇区号寄存器(读/写)，用来记录读、写和校验命令指定的起始扇区号或逻辑块地址(LBA)的BIT7：0。
5．柱面号寄存器(读/写)，用来记录读、写、校验和寻址命令指定的柱面号或LBA的BIT23：8。
