基于非IDE專用接口芯片的自主型光盤復制機的系統(tǒng)設
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1 自主型光盤復制機系統(tǒng)的主要功能指標和應用
主要功能指標為：
（1）一對一復制,按一鍵完成4倍速的仿真或刻錄功能;
（2）空間、時間和硬件資源最節(jié)省;
?。?）系統(tǒng)增加IDE與PARALLEL口的轉換后,可作為PC機的外置式光盤驅動器;
?。?）具有狀態(tài)顯示和自動完成、退出提示等;
?。?）支持大多數(shù)工業(yè)標準的CD格式,如紅皮書、黃皮書、白皮書和綠皮書標準（AUDIO CD、VIDEO CD、DADA CD、MIXED MODE CD、PHOTO CD、GAME CD）等。
本系統(tǒng)可應用于學校、企事業(yè)機關和個人的光盤制作、多媒體演示、小量的分發(fā)、信息存儲和備份等。
2 系統(tǒng)組成
系統(tǒng)組成如圖1所示。整個系統(tǒng)由1塊控制板、一條IDE電纜、一臺CD-R驅動器、一臺CD-ROM驅動器、開關電源以及系統(tǒng)界面構成。其中,控制板是整個光盤復制系統(tǒng)的核心,它控制著從CD-ROM內讀取原始數(shù)據(jù),然后寫入到CD-R中的空白光盤上。界面上只有狀態(tài)燈和一個選擇按鈕,按鈕經控制板讀取后,決定了寫入的模式。
3 核心硬件設計
?。?）整個設計圍繞著對光驅的讀與寫操作、數(shù)據(jù)傳輸（分為PIO模式和DMA模式）、PID傳輸以及IDE設備與主機的握手通訊（如數(shù)據(jù)包、命令、任務、狀態(tài)等的發(fā)送和接收）進行。DMA是IDE的數(shù)據(jù)總線和主機的存儲器數(shù)據(jù)線SRAM間的直接傳輸。在IDE設備與主機通訊的基礎,ATAPI光盤讀寫命令及其它相關命令得以實現(xiàn),在這里設計的光盤復制機（兩個ATAPI）正是基于IDE設備的接口。
主機與IDE接口的通訊通過IDE總線的CS0-、CS1-、DA2、DA1、DA0、DIOR-、DIOW-等信號來進行,相關功能見表1。
表1 IDE接口功能和選擇地址
| 地 址 | 功 能 | |||||
| Cs0- | N | DA2 | DA1 | DA0 | READ（DIOR） | WRITE（DIOW） |
| A | N | 0 | 0 | 0 | DATA | DATA |
| A | N | 0 | 0 | 1 | ERROR | FEATURE |
| A | N | 0 | 1 | 0 | RESON | |
| A | N | 0 | 1 | 1 | RESERVE | |
| A | N | 1 | 0 | 0 | BYTE-CNT-LOW | BYTE-CNT-LOW |
| A | N | 1 | 0 | 1 | BYTE-CNT-HIGH | BYTE-CNT-HIGH |
| A | N | 1 | 1 | 0 | DEVICE-SEL | DEVICE-SEL |
| A | N | 1 | 1 | 1 | STATUS | COMMAND |
ATAPI的命令如TEST UNIT READY、MODE SENSE、READ TRACK INFORMATION、READ、WRITE等都是通過以上接口進行發(fā)送的,接收可以是PIO模式或DMA模式。
?。?）光盤的讀寫速率是按75block（frame）/s來計算的。一個block等于2352個字節(jié),但用戶數(shù)據(jù)隨著CD格式的不同而不同,1倍速按每秒75個block讀寫,2倍速按每秒150個block讀寫。然而,4倍速復制并不是要求主機一次讀取300(4×75)個block大小的數(shù)據(jù)量,而是通過目標光盤刻錄速度的設置來完成的。通常有20～30個block（大約70～80K的數(shù)據(jù)量）讀寫速度就夠了,太小容易死機,太多則加大了對機存儲空間SRAM的要求。在這里我們選擇了64K×16bit的SRAM。
?。?）支持Enhance IDE的設備都具有快速DMA功能。在光盤復制時,實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速讀寫DMA是必需的。在DMA外部工作頻率為12.5MHz時,一般能反動派到1.5M/s的傳輸能力,例如INTEL 82C37A。
?。?）主機UP（CPU）選擇性價比較好的8032系列單片機,可支持40MHz的外部工作頻率。為了加強對知識的保護,也為了實現(xiàn)8位微機與16位SRAM以及大量外圍芯片的譯碼,選用了CPLD來增加其集成度,其設計采用原理圖+VHDL方式。
硬件設計簡圖如圖2所示。
4 軟件實現(xiàn)
參考CD-WO規(guī)范,CD-WO的寫入方式主要有兩種：Track at once(軌道)和Disc/Session at once（分區(qū)）。這和光盤的信息存放格式分類有極大的關系。在國內,多分區(qū)的光盤MULT-SESSION CD如MIXED CD、CD-I等較為少見,它們是數(shù)據(jù)區(qū)和音頻區(qū)的結合,一般第一個分區(qū)與其它分區(qū)不同。某些光盤用Track at once能夠成功地刻錄,而用Disc at once方式則失敗;反之亦然。
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