Pamięci masowe w systemach mikroprocesorowych. Poradnik konstruktora.

Opis

Praktyczny poradnik dla każdego konstruktora chcącego dołączyć pamięć masową pracującą w najpopularniejszym standardzie IDE/ATA do systemu cyfrowego. Na przykładzie zestawu uruchomieniowego z 8-bitowym mikrokontrolerem z rodziny AVR pokazano, że dostęp do danych umieszczonych np. na partycji FAT32 nie jest skomplikowany. W książce dokładnie opisano funkcje umożliwiające zapisywanie i odczytywanie danych z różnorodnych pamięci masowych, np. dysków twardych, czytników CD-ROM czy kart pamięci CompactFlash.

Zaprezentowane oprogramowanie napisano z wykorzystaniem bezpłatnego pakietu WinAVR z kompilatorem języka C dla mikrokontrolerów AVR (AVR-GCC). Dzięki temu przeniesienie przykładowego oprogramowania na inną platformą sprzętową (np. na mikrokontrolery z rodziny PIC czy z rdzeniem ARM) nie powinno przysporzyć kłopotów.* Budowa dysku twardego;* Opis standardu AT-BUS;* Logiczna organizacja danych na dysku;* Dołączenie dysku do systemu mikroprocesorowego;* Programowa obsługa dysku twardego;* Dostęp do danych na partycji FAT32;* Prosty system plików;* Obsługa kart pamięci CompactFlash, napędu CD-ROM.

SPIS TREŚCI:1. Wstęp 72. Budowa dysku twardego 9Fizyczna organizacja danych na nośniku 12System kontroli błędów 133. Standard AT-BUS 17Logiczny opis łącza 18Złącze fizyczne 19Dostęp do dysku AT-BUS 22Rejestr danych (0x1F0) 23Rejestr błędów (0x1F1) 23Rejestr prekompensacji (0x1F1) 23Rejestr liczby sektorów (0x1F2) 23Rejestr numeru sektora (0x1F3) 24Rejestry numeru cylindra (LSB 0x1F4, MSB 0x1F5) 24Rejestr napęd/głowica (0x1F6) 24Rejestr stanu (0x1F7) 25Rejestr rozkazów (0x1F7) 25Alternatywny rejestr stanu (0x3F6) 26Rejestr sterujący (0x3F6) 26Rejestr adresu napędu (0x3F7) 27Cykl programowania kontrolera 27Faza przekazywania parametrów 27Faza przekazywania danych 27Faza końcowa 28Omówienie wybranych rozkazów standardu IDE 29Rozkaz EXECUTE DIAGNOSTICS 29Rozkaz IDENTIFY DRIVE 29Rozkaz INITIALIZE DRIVE PARAMETERS 31Rozkaz RECALIBRATE 32Rozkaz READ BUFFER 32Rozkaz WRITE BUFFER 32Rozkaz READ SECTOR 32Rozkaz READ SECTOR LONG 32Rozkaz READ VERIFY 33Rozkaz WRITE SECTOR 33Rozkaz WRITE SECTOR LONG 33Rozkaz SEEK 33Rozkaz SET FEATURES 34Przykład realizacji rozkazu READ SECTOR 34Mechanizm oszczędzania energii 36System automatyczny 36Grupa rozkazów specjalnych 37Rozkaz STAND BY IMMEDIATE 37Rozkaz IDLE IMMEDIATE 38Rozkaz STAND BY WITH TIMER 38Rozkaz CHECK POWER MODE 38Rozkaz SLEEP 38Zmiany wprowadzone przez standard EIDE 38Zwiększanie zakresu pojemności dysków 40Bariera 504 MB 40Omijanie bariery 504 MB 42Adresowanie liniowe LBA 43Bariera 2 GB 43Podnoszenie prędkości transmisji danych 43Tryby PIO 44Tryby DMA 44Zwiększanie liczby obsługiwanych urządzeń 45Nowe typy urządzeń IDE 464. Logiczna organizacja danych na dysku 47Podział dysku na partycje 48System plików 51System plików FAT 12/16/32 52Sektor startowy i blok BPB 53Struktura tablicy alokacji plików FAT 57Rozpoznanie typu FAT 58Inicjalizacja woluminu FAT 65Struktura sektora FSInfo oraz zapasowy sektor startowy 67Struktura katalogu FAT 68Format daty i czasu 71Uwagi dotyczące katalogów w systemie FAT 725. Fizyczne podłączenie dysku do mikrokontrolera, czyli projektowanie układu 73Obsługa urządzeń 766. Programowa obsługa dysku twardego 79Wybór rejestru CBR 80Zapis i odczyt rejestru 8-bitowego 81Dostęp do 16-bitowego portu danych 82Rozpoznanie parametrów dysku 85Adresowanie sektorów do odczytu lub zapisu 87Odczyt i zapis sektorów 88Programowe zerowanie kontrolera dysku 897. Dostęp do danych na partycji FAT32 91Zlokalizowanie partycji FAT32 92Odczyt zawartości katalogu 95Odczyt danych z wybranego pliku 1048. Propozycja prostego systemu plików do odczytu i zapisu 107Struktura systemu plików FCFS 108Sektor opisowy 109Mapa zajętych sektorów 109Tablica nazw grup plików 110Lista plików 110Pliki 110Inicjalizacja woluminu 111Operacje sektorowe 115Obsługa mapy zajętości 118Przeglądanie zawartości katalogu 123Tworzenie nowego pliku i zapis danych 126Odczyt danych z pliku 130Usuwanie pliku 133Grupy nazw plików 134Dodatki 135Dodatek A. Długie nazwy plików w systemie FAT32 136A.1. Opis problemu i podstawowe założenia 136A.2. Propozyc