基于USB2.0的高性能移動存儲設備的設計
USB設備通過控制端口響應USB標準請求,實現(xiàn)主機和設備間的通信。除控制端口外,Bulk-Only傳輸方式還需支持Bulk-In和Bulk-Out端口。端口初始化代碼如下:
void Usb_Init(void)
{
UEPNUM=0x00; UEPCONX=0x80;
//端口0,控制端口
UEPNUM=0x01; UEPCONX=0x86;
//端口1,Bulk-In端口
UEPNUM=0x02; UEPCONX=0x82;
//端口2,Bulk-Out端口
UEPRST=0x07; UEPRST= 0x00;//端口復位
UEPIEN=0x07; USBIEN|=EEOFINT;
USBADDR=FEN; //功能使能位
}
當控制端口配置成功后,主機會發(fā)出Inquiry、Mode_Sense、Read_Capacity等請求,提供閃盤基本信息,如扇區(qū)大小、簇大小、閃盤容量等,當請求結果正確后,便會發(fā)出Read(10)命令,進入文件系統(tǒng)識別階段。
3.2 解析SCSI命令并處理
UFI 命令規(guī)范基于 SFF-8070i 和 SCSI-2 的規(guī)范,總共定義了19個固定12字節(jié)長度的操作命令,用于 USB主機和 USB 移動存儲設備之間進行命令字CBW (Command Block Wrapper)、普通數據、狀態(tài)字CSW (Command Status Wrapper)的交換。
USB移動存儲設備接收到來自于USB主機Bulk-Out端口發(fā)給其的CBW命令字后,按照SCSI的命令格式進行解析,得到其中的命令信息,如:格式化設備、查詢設備信息、讀寫設備等,對移動存儲設備執(zhí)行相應的命令后,向主機Bulk-In端口返回狀態(tài)字 CSW,報告命令執(zhí)行情況,主機根據反饋的狀態(tài)字決定是否繼續(xù)發(fā)送命令字或是數據。
3.3 閃存的操作實現(xiàn)
K9K2G08U0A芯片以頁為單位來進行讀寫,以塊為單位進行擦除。K9K2G08U0A支持的操作主要有幾種:讀操作(Read)、頁編程(Page Program)、緩存編程(Cache Program)、塊擦除(Block Erase)、塊復制(Copy-Back Program)、隨機數據輸入(Random Data Input)、隨機數據輸出(Random Data Output)、復位(Reset)、讀設備號(ReadID)、讀狀態(tài)(Read Status)等操作。在進行寫操作之前,必須對寫單元所在塊進行擦除,因此事先需要對所擦除塊內容進行保存。
如果閃存存在壞塊,則在進行讀、頁編程、塊擦除、塊復制等操作時會失敗,因此對壞塊要進行提前檢測并進行標注。芯片在出廠時,在每塊的第一頁和第二頁的2048列的首字節(jié)做出好壞標記,如果標志位不是FFh則為壞塊,基于此建立壞塊列表。
基于篇幅的原因,這里以寫操作過程為例描述閃存使用方法。一般閃存的使用順序是:塊擦除-編程-多次讀取-塊擦除…, 對K9K2G08U0A芯片進行數據寫的步驟如下:(1)將寫入數據扇區(qū)地址與壞塊列表對照,檢查錯誤扇區(qū)。若存在壞區(qū),則繼續(xù)檢查下一扇區(qū);(2)開辟緩沖區(qū)域,將寫入數據扇區(qū)的原始數據利用Copy-Back Program方式保存到緩沖區(qū);(3) 利用Block Erase擦除要寫入的數據扇區(qū);(4) 利用 Page Program操作將主機傳輸的數據寫到閃存中;(5)利用Copy-Back Program操作將緩沖區(qū)的數據寫入指定扇區(qū)。
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