flash硬盘及其在gps车载导航仪中的应用

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1、Flash硬盘及其在GPS车载导航仪中的应用

2、第1内容加载中...摘要：介绍用于车载GPS导航仪的大容量Flash硬盘。分析了系统的工作原理和组成特点。该硬盘具有体积小、重量轻、功耗低、抗振动性好等特点，可用于各种类型的车载计算机数据存储系统。关键词：快闪存储器自主导航硬盘1GPS车载导航仪概述随着现代交通运输网络和汽车工业的飞速发展，车辆的自主导航和实时监控越来越受到人们的普遍关注，并被广泛地应用到交通运输网络的各个方面。TRACK-II型GPS车载导航仪是我研究所与香港ARCON公司合作研制

3、的最新一代车载导航仪。它是一种基于GPS技术并融合电子和通信技术的集成信息的硬件和软件平台，具有GPS准确定位、路线最优引导、旅行信息查询、出行信息查询、驾驶员信息查询等信息综合服务功能。从所完成的功能来划分，GPS车载导航仪可以划分为物理层、数据链路层和应用层。物理层获取当前车辆的相关信息，包括姿态、位置、方向和时间等信息，以及与当前位置相关地理信息数据；数据链路层则在所获取原始数据信息的基础之上，进行系列的数据滤波处理，为应用层提供标准数据接口。同时通过数据链路层，GPS车载导航仪可以与外部

4、数据平台进行双向数据通信，以实现数据交换；应用层采用面向对象的设计技术，通过标准数据接口，利用人工智能、模糊控制和专家系统的方法，实现诸如地图匹配、最优路径选择等功能。500)this.style.ouseg(this)">该GPS车载导航仪的物理层是车载系统信息集成的硬件平台，它主要包括具有RISC结构的32位CPUARM9TDMI、大容量的Flash硬盘（存放过程数据、电子地图和各种数据库信息）和GSM通信模块。限于篇幅，主要介绍该导航仪中为适应数据大容量存储而设计的Flash硬盘的功能和工

5、作原理。2Flash硬盘硬件组成作为车载系统信息集成的硬件平台，GPS车载导航仪需要快速读取硬盘中的地理信息数据、查询路网数据库和执行路径选优算法等。大容量存储器因为要与CPU进行频繁的通信、进行离速协调工作，它的可靠程度直接决定了导航仪的可靠性。采用磁原理的普通PC机硬盘，抗振动能力差、易于损坏，不适于车载。基于以上的要求我们设计了大容量的Flash硬盘，作为导航仪的数据存储器。我们设计的Flash硬盘是一种固态盘SSD（SolidStateDisk）。它主要包括具有标准IDE接口的DSP控制

6、器MX9691、程序存储器和16片128Mbit的Flash存储器芯片。因为全部采用电子元件，它的抗振动和平均无故障间隔时间（MTTF）均比普通硬盘高一个数据级（采用Bellcore或Mil-spec方法）。2.1硬盘控制器MX9691简介500)this.style.ouseg(this)">MX9691是旺宏公司生产的电子硬盘专用控制器，为128脚LQFP封，具有宽电压工作范围（3.3～5V），可提供标准的PCMCIA和IDE接口。它的内部包括MX9311的DSP内核（21MIPS）、1KB

7、的缓冲数据区、PCMCIA/ATA接口、Flash存储器接口和时钟、复位电路等。用MX9691设计的电子硬盘的扩展性好，只要选用相应的固件，可以任意选择相应类型和数目的Flash存储器，并且有很好的兼容性。图1为其功能框图。2.2Flash存储器芯片简介采用的Flash芯片为KM29U128T。它是48脚表面封装器件，内部具有（16M+512K）×8bit的存储空间，共32768行，528列，其中后备的16列位于523列到527列。它内部有一个528字节的数据寄存器，可以用于页读、页编程操作时数

8、据的存储转换。它可以进行528字节为页的页读和写操作，并可以进行以16K为一块的块擦除操作。KM29U128T的突出优点在于：命令、地址和数据信息均通过8条I/O线传输，寻址单元的地址线不作为芯片的引出脚，24位地址分三次写入地址锁存器，译码后找到相应的单元。3Flash硬盘工作原理Flash硬盘由具有标准IDE接口的MX9691DSP芯片、程序存储器MX28F2100T、总线驱动器74F244、74F245和16片16M×8bit的KM29U128T组成。3.1原理框图Flash硬盘工作原理框

9、图如图2所示。下面介绍MX9691的引脚信号：500)this.style.ouseg(this)">A[15:0]地址线，具有内部上拉电阻（与Flash存储器接口）；FCE[7:0]Flash存储器片选线，低有效；X9691向外部存储器写，低有效；RD#MX9691从外部存储器读，低有效；X9691向Flash存储器写数据；RDFLASH#Flash存储器输出允许，低电平有效，信号有效时MX9691从Flash存储器读数据；HA[10:0]地址线（与IDE接口），具有内部上拉电阻；REG#存储