Nios系统基础上的UItra DMA数据传输模式

　　摘　要:为实现高速、大容量的数据存储，提出一种基于硬盘Ultra DMA传输模式的高性价比解决方案。详细介绍Nios嵌入式系统的整体构架和各个子模块的功能；提出一种在不改变传输频率条件下，通过使用寄存嚣组对不同时钟沿数据进行锁存，以数据带宽的扩展为代价，完成IDE总线上的双边数据沿锁存与系统内部的单边数据沿锁存之间的传输模式转换；给出具体的系统读／写操作的工作流程和相关软件实现。

　　关键词:Ultra DMA Nios 硬盘

　　引 言

　　随着消费类电子，如MP3、3G手机、视频终端以及宽带无线网络的普及，对大容量存储设备的需求越来越强烈。传统的SRAM、SDRAM以及DDR SDRAM等存储设备的价格与容量比，远远比硬盘高；光存储设备虽然更加廉价，但是在便携性上却远逊于硬盘解决方案。现在硬盘厂商提供了各种适用于不同用途的廉价海量存储设备，如1 in(英寸)的微硬盘可以应用于各种小巧的便携设备中，2．5in硬盘可以应用于笔记本和移动存储中，3．5in硬盘可以应用于个人PC和工业自动化中等等。　　

　　目前，硬盘支持的最为广泛的IDE接口协议中，规定了PIO、DMA以及Ultra DMA三种数据传输模式，其传输速率PIO<多字DMA<Ultra DMA，如表1所列。随着各种多媒体应用的广泛普及，各种设备不但要求拥有海量存储能力，在完成各种实时业务时对数据的传输速率也提出了严格的要求。

　　现阶段的设计研究主要集中于单边沿锁存数据的PIO和DMA传输模式。大多数设计主要用PIO模式完成控制命令的写入和读取操作，采用DMA数据传输模式进行直接内存读取操作，提高数据传输的速率。如果在相同系统中使用Ultra DMA数据传输模式，则可以在不提高系统时钟频率的基础上，将系统数据传输速率提高l倍，极大地改善了系统性能，而不需要付出更多的硬件资源。因而硬盘的Ultra DMA数据传输方式在工业自动化、Internet网络、消费类电子和各种嵌入式系统中的需求会不断增加，有着很好的商业前景。