Intel CF+-Schnittstelle mit Altera MAX-Serie
CF+-Schnittstelle mit Altera MAX-Serie
- Mit den Geräten Altera® MAX® II, MAX V und MAX 10 können Sie eine CompactFlash+ (CF+)-Schnittstelle implementieren. Aufgrund ihrer geringen Kosten, ihres geringen Stromverbrauchs und ihrer einfachen Einschaltfunktionen sind sie die idealen programmierbaren Logikgeräte für Anwendungen zur Schnittstelle von Speichergeräten.
- CompactFlash-Karten speichern und transportieren verschiedene Formen digitaler Informationen (Daten, Audio, Bilder) und Software zwischen einer großen Bandbreite digitaler Systeme. Die CompactFlash Association hat das CF+-Konzept eingeführt, um den Betrieb von CompactFlash-Karten mit E/A-Geräten und magnetischen Datenspeichern zusätzlich zum Flash-Speicher zu verbessern. Die CF+-Karte ist eine Karte mit kleinem Formfaktor, die Compact-Flash-Speicherkarten, Magnetplattenkarten und verschiedene auf dem Markt erhältliche E/A-Karten wie serielle Karten, Ethernet-Karten und drahtlose Karten umfasst. Die CF+-Karte enthält einen eingebetteten Controller, der Datenspeicherung, -abruf und Fehlerkorrektur, Energieverwaltung und Taktsteuerung verwaltet. CF+-Karten können mit passiven Adaptern in PC-Card-Sockeln des Typs II oder III verwendet werden.
- Heutzutage verfügen viele Verbraucherprodukte wie Kameras, PDAs, Drucker und Laptops über einen Steckplatz für CompactFlash- und CF+-Speicherkarten. Neben Speichergeräten kann dieser Steckplatz auch zum Anschluss von E/A-Geräten verwendet werden, die die CF+-Schnittstelle verwenden.
Zugehörige Informationen
Design Bspample für MAX II
- Bietet das MAX II-Design files für diese Anwendungsnotiz (AN 492)
Design BspampDatei für MAX 10
- Bietet das MAX 10-Design files für diese Anwendungsnotiz (AN 492)
Energieverwaltung in tragbaren Systemen mit Altera-Geräten
- Bietet weitere Informationen zum Energiemanagement in tragbaren Systemen mit Altera-Geräten
Richtlinien zum Gerätedesign für MAX II
- Bietet weitere Informationen zu den Designrichtlinien für MAX II-Geräte
Verwenden der CF+-Schnittstelle mit Altera-Geräten
- Die CF+-Kartenschnittstelle wird vom Host durch das Setzen des Signals H_ENABLE aktiviert. Wenn die CompactFlash-Karte in den Sockel eingesteckt wird, gehen die beiden Pins (CD_1 [1:0]) auf „Low“, was der Schnittstelle anzeigt, dass die Karte richtig eingesteckt wurde. Als Reaktion auf diese Aktion wird von der Schnittstelle ein Interrupt-Signal H_INT generiert, abhängig vom Status der CD_1-Pins und dem Chip-Aktivierungssignal (H_ENABLE).
Das Signal H_READY wird auch immer dann aktiviert, wenn die erforderlichen Bedingungen erfüllt sind. Dieses Signal zeigt dem Prozessor an, dass die Schnittstelle bereit ist, die Daten vom Prozessor anzunehmen. Der 16-Bit-Datenbus zur CF+-Karte ist direkt mit dem Host verbunden. Wenn der Host ein Interrupt-Signal empfängt, reagiert er darauf, indem er ein Bestätigungssignal H_ACK für die Schnittstelle generiert, um anzuzeigen, dass er das Interrupt empfangen hat. - Intel Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Intel, das Intel-Logo sowie die Wörter und Logos Altera, Arria, Cyclone, Enpirion, MAX, Nios, Quartus und Stratix sind Marken der Intel Corporation oder ihrer Tochtergesellschaften in den USA und/oder anderen Ländern. Intel garantiert die Leistung seiner FPGA- und Halbleiterprodukte gemäß den aktuellen Spezifikationen gemäß der Standardgarantie von Intel, behält sich jedoch das Recht vor, jederzeit und ohne Vorankündigung Änderungen an Produkten und Dienstleistungen vorzunehmen. Intel übernimmt keine Verantwortung oder Haftung, die sich aus der Anwendung oder Verwendung der hierin beschriebenen Informationen, Produkte oder Dienstleistungen ergibt, sofern dies nicht ausdrücklich schriftlich von Intel vereinbart wurde. Intel-Kunden wird empfohlen, die neueste Version der Gerätespezifikationen zu beziehen, bevor sie sich auf veröffentlichte Informationen verlassen und bevor sie Bestellungen für Produkte oder Dienstleistungen aufgeben.
- Andere Namen und Marken können Eigentum Dritter sein. und ist bereit, weitere Funktionen auszuführen. Dieses Signal dient als Impuls; alle Vorgänge der Schnittstelle, des Hosts oder des Prozessors und der CompactFlash-Karte werden mit diesem Signal synchronisiert. Die Schnittstelle prüft auch auf das H_RESET-Signal; dieses Signal wird vom Host generiert, um anzuzeigen, dass alle Anfangsbedingungen zurückgesetzt werden müssen.
- Die Schnittstelle generiert wiederum das RESET-Signal an die CompactFlash-Karte und weist diese damit an, alle ihre Steuersignale auf ihren Standardzustand zurückzusetzen.
- Das H_RESET-Signal kann entweder hardware- oder softwaregeneriert sein. Der Software-Reset wird durch das MSB des Configuration Option Registers auf der CF+-Karte angezeigt. Der Host generiert ein 4-Bit-Steuersignal
- H_CONTROL, um der CF+-Schnittstelle die gewünschte Funktion der CF+-Karte anzuzeigen. Die Schnittstelle dekodiert das H_CONTROL-Signal und gibt verschiedene Steuersignale zum Lesen und Schreiben von Daten sowie Konfigurationsinformationen aus. Jeder Kartenvorgang wird mit dem H_ACK-Signal synchronisiert. An der positiven Flanke des H_ACK prüft das unterstützte Altera-Gerät, ob das Reset-Signal vorliegt, und gibt entsprechend die Signale HOST_ADDRESS, Chip Enable (CE_1), Output Enable (OE), Write Enable (WE), REG_1 und RESET aus. Jedes dieser Signale hat einen vordefinierten Wert für alle oben genannten Vorgänge. Dies sind Standardprotokolle, wie sie von der CompactFlash Association definiert wurden.
- Das H_IOM-Signal wird im gemeinsamen Speichermodus niedrig und im I/O-Modus hoch gehalten. Der gemeinsame Speichermodus ermöglicht das Schreiben und Lesen von 8-Bit- und 16-Bit-Daten.
- Außerdem werden die Konfigurationsregister im Konfigurationsoptionsregister der CF+-Karte, im Kartenstatusregister und im Pin-Ersatzregister gelesen und beschrieben. Ein vom Host ausgegebenes 4-Bit breites H_CONTROL [3:0]-Signal unterscheidet zwischen all diesen Vorgängen. Die CF+-Schnittstelle dekodiert H_CONTROL und gibt die Steuersignale gemäß den CF+-Spezifikationen an die CF+-Karte aus. Daten werden auf dem 16-Bit-Datenbus verfügbar gemacht, nachdem die Steuersignale ausgegeben wurden. Im E/A-Modus wird der Software-Reset (erzeugt durch Setzen des MSB des Konfigurationsoptionsregisters in der CF+-Karte auf High) überprüft. Byte- und Wortzugriffsvorgänge werden von der Schnittstelle auf ähnliche Weise ausgeführt wie im oben beschriebenen Speichermodus.
Abbildung 1: Die verschiedenen Schnittstellensignale der CF+-Schnittstelle und des CF+-Geräts
- Diese Abbildung zeigt das grundlegende Blockdiagramm zur Implementierung der CF+-Schnittstelle.
Signale
Tabelle 1: CF+ Schnittstellensignale
In dieser Tabelle sind die Schnittstellensignale der CF+-Karte aufgelistet.
| Signal
HOST_ADRESSE [10:0] |
Richtung
Ausgabe |
Beschreibung
Diese Adressleitungen wählen Folgendes aus: die E/A-Port-Adressregister, die speicherabgebildeten Port-Adressregister, deren Konfigurationssteuerung und Statusregister. |
| CE_1 [1:0] | Ausgabe | Dies ist ein 2-Bit-Active-Low-Kartenauswahlsignal. |
| Signal
IORD |
Richtung
Ausgabe |
Beschreibung
Dies ist ein von der Hostschnittstelle generierter E/A-Lesetrobotikbefehl, um die E/A-Daten auf dem Bus von der CF+-Karte zu steuern. |
| IOWA | Ausgabe | Dies ist ein I/O-Schreibimpuls-Strobe, der zum Takten der I/O-Daten auf dem Kartendatenbus auf der CF+-Karte verwendet wird. |
| OE | Ausgabe | Der Active-Low-Ausgang aktiviert den Stroboskopeffekt. |
| BEREIT | Eingang | Im Speichermodus bleibt dieses Signal hoch, wenn die CF+-Karte bereit ist, einen neuen Datenübertragungsvorgang anzunehmen, und niedrig, wenn die Karte beschäftigt ist. |
| IRAK | Eingang | Im E/A-Modus wird dieses Signal als Interrupt-Anforderung verwendet. Es wird auf „Low“ gesetzt. |
| REG_1 | Ausgabe | Dieses Signal wird verwendet, um zwischen Zugriffen auf den gemeinsamen Speicher und den Attributspeicher zu unterscheiden. High für den gemeinsamen Speicher und Low für den Attributspeicher. Im E/A-Modus sollte dieses Signal aktiv-niedrig sein, wenn die E/A-Adresse auf dem Bus liegt. |
| WE | Ausgabe | Aktiv-Low-Signal zum Schreiben in die Kartenkonfigurationsregister. |
| ZURÜCKSETZEN | Ausgabe | Dieses Signal setzt alle Register der CF+-Karte zurück oder initialisiert sie. |
| CD_1 [1:0] | Eingang | Dies ist ein 2-Bit-Active-Low-Kartenerkennungssignal. |
Tabelle 2: Host-Schnittstellensignale
Diese Tabelle listet die Signale auf, die die Hostschnittstelle bilden.
| Signal
HINWEIS |
Richtung
Ausgabe |
Beschreibung
Aktiv-Low-Interrupt-Signal von der Schnittstelle zum Host, das das Einstecken der Karte anzeigt. |
| H_BEREIT | Ausgabe | Das Bereitschaftssignal von der Schnittstelle zum Host zeigt an, dass CF+ bereit ist, neue Daten zu akzeptieren. |
| H_ENABLE | Eingang | Chip aktivieren |
| HACKEN | Eingang | Bestätigung der von der Schnittstelle gestellten Interruptanforderung. |
| H_CONTROL [3:0] | Eingang | Ein 4-Bit-Signal, das zwischen E/A- und Speicher-Lese-/Schreibvorgängen auswählt. |
| H_RESET [1:0] | Eingang | Ein 2-Bit-Signal zum Zurücksetzen der Hardware und Software. |
| H_IOM | Eingang | Unterscheidet zwischen Speichermodus und E/A-Modus. |
Durchführung
- Diese Designs können mit MAX II-, MAX V- und MAX 10-Geräten implementiert werden. Die bereitgestellten Design-Quellcodes zielen jeweils auf MAX II (EPM240) und MAX 10 (10M08) ab. Diese Design-Quellcodes sind kompiliert und können direkt auf die MAX-Geräte programmiert werden.
- Für das MAX II Design z. B.ample, ordnen Sie die Host- und CF+-Schnittstellenports geeigneten GPIOs zu. Dieses Design nutzt etwa 54 % der gesamten LEs in einem EPM240-Gerät und verwendet 45 I/O-Pins.
- Das MAX II Design example verwendet ein CF+-Gerät, das in zwei Modi funktioniert: PC Card ATA im I/O-Modus und PC Card ATA im Speichermodus. Der dritte optionale Modus, der True IDE-Modus, wird nicht berücksichtigt. Das MAX II-Gerät fungiert als Host-Controller und fungiert als Brücke zwischen dem Host und der CF+-Karte.
Quellcode
Diese Design-BeispieleampDateien werden in Verilog implementiert.
Danksagung
- Entwurf bspwample angepasst für Altera MAX 10 FPGAs von Orchid Technologies Engineering und Consulting, Inc. Maynard, Massachusetts 01754
- TEL: 978-461-2000
- WEB: www.orchid-tech.com
- E-MAIL: info@orchid-tech.com
Revisionsverlauf des Dokuments
Tabelle 3: Verlauf der Dokumentenrevision
| Datum
September 2014 |
Version
2014.09.22 |
Änderungen
MAX 10-Informationen hinzugefügt. |
| Dezember 2007, V1.0 | 1.0 | Erstveröffentlichung. |
Dokumente / Ressourcen
 |
Intel CF+-Schnittstelle mit Altera MAX-Serie [pdf] Anweisungen CF-Schnittstelle mit Altera MAX-Serie, mit Altera MAX-Serie, CF-Schnittstelle, MAX-Serie |
