專利名稱：對(duì)于橋控制器的高速和靈活控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及橋控制器，具體來(lái)說(shuō)，涉及USB 2.0 ATA/ATAPI存儲(chǔ)設(shè)備的橋控制器。
背景技術(shù)：
通用串行總線(USB)2.0標(biāo)準(zhǔn)支持每秒1.5、12和480兆位的數(shù)據(jù)傳輸速率。數(shù)據(jù)可以通過(guò)最多5m長(zhǎng)的電纜進(jìn)行傳輸，最多可以支持127臺(tái)設(shè)備。需要USB 2.0主機(jī)控制器來(lái)對(duì)總線和數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制。圖1顯示了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的USB大容量存儲(chǔ)橋控制器的電路連接。計(jì)算機(jī)102在其內(nèi)部具有USB主機(jī)控制器。主機(jī)控制器控制沿著USB總線104到USB大容量存儲(chǔ)橋控制器106的傳輸。USB大容量存儲(chǔ)橋控制器106通過(guò)ATA/ATAPI總線108連接到ATA/ATAPI大容量存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器110。這可以是ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器或ATAPI CD或DVD驅(qū)動(dòng)器。USB主機(jī)控制器沿著USB總線發(fā)送命令塊包裝(CBW)數(shù)據(jù)包，如方框112所示。此信號(hào)被USB大容量存儲(chǔ)橋控制器106用來(lái)對(duì)驅(qū)動(dòng)器110進(jìn)行編程，以接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。如方框112所示，然后，在計(jì)算機(jī)和大容量存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器之間或在大容量存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器和計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一旦數(shù)據(jù)傳輸完成，則將顯示驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)的命令狀態(tài)包裝(CSW)數(shù)據(jù)包發(fā)回計(jì)算機(jī)。USB 2.0對(duì)于比較大的數(shù)據(jù)塊支持兩種類型的傳輸批量傳輸，用于移動(dòng)不能忍受錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，等時(shí)傳輸，用于移動(dòng)不能忍受延遲的數(shù)據(jù)。在僅批量協(xié)議中使用的傳輸命令集基于SCSI透明命令集，該命令集用與僅批量協(xié)議相關(guān)的某些信息包裝，以針對(duì)特定的傳輸形成命令塊包裝(CBW)。
CBW包含31個(gè)字節(jié)的必須處理的數(shù)據(jù)。將對(duì)某些字節(jié)進(jìn)行檢查，以核查真實(shí)性，而另外一些字節(jié)被用來(lái)對(duì)將與其進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備進(jìn)行編程。表1顯示了命令塊包裝(CBW)的布局。第一個(gè)字段包含對(duì)應(yīng)于將數(shù)據(jù)包識(shí)別為CBW的dCBWSignature的4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。下一字段是主機(jī)發(fā)送的命令塊標(biāo)記。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器返回狀態(tài)數(shù)據(jù)包(CSW)時(shí)，此字段的內(nèi)容被反饋到主機(jī)。包含字節(jié)8-11的第三個(gè)字段是數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度，并包含在命令執(zhí)行過(guò)程中主機(jī)希望在批量進(jìn)或批量出傳輸時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)。如果此字段為零，則驅(qū)動(dòng)器和主機(jī)不傳輸任何數(shù)據(jù)，設(shè)備將忽略方向位的值。下一字段包括字節(jié)12，該字節(jié)包含控制數(shù)據(jù)傳輸方向的CBW標(biāo)志。下一字段包含單字節(jié)，該單字節(jié)中的頭4位預(yù)留，后4位包含與其進(jìn)行傳輸?shù)脑O(shè)備的邏輯單元號(hào)。下一字段包含預(yù)留的3個(gè)位，和五個(gè)位，用于表示命令塊長(zhǎng)度。最后一個(gè)字段包含字節(jié)15-30，包含命令塊，這是要由驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行的命令。
通常，CBW的處理是通過(guò)使用硬件狀態(tài)機(jī)或通過(guò)使用軟件控制的微控制器(MCU)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。硬件狀態(tài)機(jī)比軟件控制的微控制器快得多，通?？梢栽趲孜⒚雰?nèi)執(zhí)行完此任務(wù)?；谟布顟B(tài)機(jī)的設(shè)備的缺點(diǎn)是，它不適合于可能沒有正確地遵循標(biāo)準(zhǔn)的ATA/ATAPI設(shè)備。制造商可能在他們的設(shè)備中選擇使用預(yù)留的寄存器來(lái)提供其他功能。這是比較常見的情況。這意味著，現(xiàn)有的基于硬件狀態(tài)機(jī)的控制器無(wú)法與非標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備一起使用，因?yàn)樗鼰o(wú)法處理非標(biāo)準(zhǔn)的情況。一旦硬件控制器以硅制造，則不可能改變狀態(tài)機(jī)的操作。然而，軟件控制的微控制器卻可以輕松地改變，因?yàn)檐浖绦蛲ǔ４鎯?chǔ)在電可重編程非易失性存儲(chǔ)器中，如快閃存儲(chǔ)器或EEPROM，以提供所需要的靈活性，以處理以后生產(chǎn)的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。然而，軟件解決方案比硬件解決方案慢得多，通常需要花500-700微秒才能執(zhí)行完任務(wù)。
表1-命令塊包裝

USB 2.0總線是向計(jì)算機(jī)添加更多存儲(chǔ)容量的一種方便的方式，特別是膝上型計(jì)算機(jī)，USB 2.0連接的硬盤驅(qū)動(dòng)器隨時(shí)都可用。利用標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)軟件對(duì)這樣的設(shè)備進(jìn)行的測(cè)試表明，它們比內(nèi)置的硬盤驅(qū)動(dòng)器慢?；谲浖目刂破鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸所需要的500-700微秒的時(shí)間是相同的，不管所傳輸?shù)奈募拇笮∪绾?。如此，似乎，此時(shí)間對(duì)USB 2.0連接的硬盤驅(qū)動(dòng)器的性能造成嚴(yán)重的影響。因此，需要一種具有硬件狀態(tài)機(jī)的速度和軟件控制的微控制器的靈活性，并可以以比當(dāng)前可用的設(shè)備更高的速度執(zhí)行操作的USB 2.0控制器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目的是提供高速度、高靈活性的橋控制器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)利用設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的橋控制器提供了本發(fā)明的此目的和其他目的和特征，該橋控制器接收用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿钚畔?shù)據(jù)包。在向橋控制器傳輸數(shù)據(jù)包的過(guò)程中，狀態(tài)機(jī)在后臺(tái)模式下實(shí)時(shí)地接收命令信息，狀態(tài)機(jī)利用命令信息來(lái)設(shè)置用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮赵O(shè)備。在接收到命令信息數(shù)據(jù)包之后，可編程處理器連接到命令信息數(shù)據(jù)包，處理器在必要時(shí)對(duì)用于進(jìn)行傳輸?shù)慕邮赵O(shè)備的設(shè)置進(jìn)行更改，然后啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的另一個(gè)方面包括USB到ATA/ATAPI橋。物理層從USB總線接收串行命令數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行格式。傳輸控制器接收并行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄彌_存儲(chǔ)器。對(duì)流過(guò)傳輸控制器的并行數(shù)據(jù)在后臺(tái)模式下進(jìn)行操作的狀態(tài)機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)ATA或ATAPI設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?？删幊烫幚砥鬟B接到緩沖存儲(chǔ)器，并在所有命令信息都接收到之后中斷，以對(duì)所需要的ATA或ATAPI設(shè)備的任何設(shè)置數(shù)據(jù)分別進(jìn)行更改，然后啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
本發(fā)明的第三個(gè)方面包括操作USB到ATA或ATAPI橋的方法。命令數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)利用設(shè)備通過(guò)USB總線傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸設(shè)備，再傳輸?shù)骄彌_存儲(chǔ)器。使用流過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)，在后臺(tái)模式下對(duì)狀態(tài)機(jī)實(shí)時(shí)地進(jìn)行操作，以提取設(shè)置數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)所需的與命令相關(guān)的寄存器中，以設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸?？删幊烫幚砥骼镁彌_存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，分別改變所需要的ATA或ATAPI設(shè)備的與命令相關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。


圖1是顯示了USB總線上的數(shù)據(jù)流的USB連接的大容量存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器的方框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的USB大容量存儲(chǔ)橋控制器的方框圖；圖3A和圖3B是用于檢測(cè)命令塊包裝(CBW)的狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖；圖4是圖3A和3B所表示的狀態(tài)機(jī)的參數(shù)選擇邏輯電路的一部分的電路圖；圖5A和圖5B是圖3A和3B所表示的狀態(tài)機(jī)的參數(shù)選擇邏輯電路的其余部分的電路圖；以及圖6和7是軟件控制的微控制器的計(jì)算機(jī)程序的狀態(tài)機(jī)圖表。
具體實(shí)施例方式
圖2是顯示USB 2.0中的數(shù)據(jù)流的方框圖。ATA/ATAPI橋一般被顯示為200。圖1的USB總線104被顯示為204，ATA/ATAPI總線108被顯示為208。USB總線204上的串行數(shù)據(jù)進(jìn)入U(xiǎn)SB 2.0 UTM 214。UTM是符合UTMI的PHY，它從外部上游USB主機(jī)控制器(如主計(jì)算機(jī)102中的控制器)以高速度或全速模式接收串行數(shù)據(jù)。方框214中的PHY對(duì)串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，并基于USB 2.0規(guī)范和UTMI規(guī)范中的協(xié)議將其轉(zhuǎn)換為8位寬的并行數(shù)據(jù)總線信號(hào)。8位寬的數(shù)據(jù)通過(guò)總線216被傳遞到USB事務(wù)處理器218，該USB事務(wù)處理器利用USB數(shù)據(jù)包協(xié)議對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過(guò)總線220將數(shù)據(jù)傳遞到USB緩沖區(qū)管理器222。對(duì)于CBW數(shù)據(jù)包，USB緩沖區(qū)管理器執(zhí)行地址解碼，并將數(shù)據(jù)包傳遞到CBW FIFO 232中的編址的緩沖區(qū)位置。USB緩沖區(qū)管理器還生成適當(dāng)?shù)闹袛嘁詫⑿聰?shù)據(jù)包到達(dá)的信息通知給微控制器。CBW FIFO232通過(guò)總線234連接到USB緩沖區(qū)管理器222，并通過(guò)總線238連接到ATA/ATAPI數(shù)據(jù)緩沖器控制器230?？偩€234和238是32位寬，并傳輸所謂的“quadlet”。
ATA/ATAPI數(shù)據(jù)緩沖區(qū)控制器230具有硬件狀態(tài)機(jī)和微控制器以提供在控制時(shí)緩沖區(qū)控制器所需要的速度和靈活性。下面結(jié)合圖3-7詳細(xì)描述方框230。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)控制器230通過(guò)16位寬的總線208將數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥繕?biāo)ATA/ATAPI驅(qū)動(dòng)器，其中，利用數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置設(shè)備210中的寄存器，以便對(duì)將發(fā)生的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行編程。一旦進(jìn)行了數(shù)據(jù)傳輸，目標(biāo)設(shè)備210就將通知橋控制器，而該橋控制器又將CSW狀態(tài)發(fā)回到主計(jì)算機(jī)102。
圖3是狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)圖，該狀態(tài)機(jī)用于檢測(cè)命令塊包裝(CBW)數(shù)據(jù)包信息并提取ATA/ATAPI控制器所需要的參數(shù)，或向ATA/ATAPI設(shè)備發(fā)出請(qǐng)求的命令。當(dāng)CBW FIFO 232正在被用數(shù)據(jù)填充時(shí)，即，當(dāng)數(shù)據(jù)正在向緩沖區(qū)傳輸時(shí)，狀態(tài)機(jī)接收數(shù)據(jù)。這就大大地提高了對(duì)命令數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的速度。在隨后的圖形中，對(duì)數(shù)據(jù)的這種“運(yùn)行時(shí)”處理被稱為“嗅探”命令。在圖形中，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)用判斷方框左邊的文字作標(biāo)記，而判斷方框本身帶有編號(hào)。某些狀態(tài)包含一個(gè)以上的判斷方框。
狀態(tài)機(jī)中的第一個(gè)狀態(tài)是標(biāo)記為“CBW_IDLE”的空閑狀態(tài)。此狀態(tài)是等待發(fā)往此節(jié)點(diǎn)的輸出數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的空閑狀態(tài)，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綐蚩刂破鲿r(shí)，將實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)。如果此數(shù)據(jù)獲取模式被方框301中的標(biāo)記為“嗅探”CBW啟用的信號(hào)啟用，則狀態(tài)機(jī)接收第一個(gè)數(shù)據(jù)包，并在方框302中檢查第一個(gè)數(shù)據(jù)quadlet，以查看它是否匹配dCBWSignature。在此示例中，簽名將是“0x43425355”，這是ASCII代碼“CBSU”，表示USB大容量存儲(chǔ)類命令。如果此第一個(gè)數(shù)據(jù)quadlet匹配簽名，則機(jī)器進(jìn)入狀態(tài)“WAIT_TAG”。如果數(shù)據(jù)不匹配簽名，則狀態(tài)機(jī)將忽略此位數(shù)據(jù)包，并進(jìn)入狀態(tài)“WAIT_EOT”，以在方框354中等待事務(wù)的結(jié)束。
如果第一個(gè)quadlet匹配簽名，則機(jī)器傳遞到狀態(tài)304，等待CBW的第二個(gè)數(shù)據(jù)quadlet。第二個(gè)數(shù)據(jù)quadlet包含dCSWTag，這是命令塊標(biāo)記。這是目標(biāo)驅(qū)動(dòng)器將在關(guān)聯(lián)的CSW的dCSWTag字段中反饋到主機(jī)的代碼。狀態(tài)機(jī)忽略此標(biāo)記，這不與ATA/ATAPI命令參數(shù)相關(guān)，控制進(jìn)入方框306?？刂破鞔鎯?chǔ)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)器的所有USB數(shù)據(jù)，以便它可以被用來(lái)在狀態(tài)過(guò)程中向主機(jī)發(fā)送dCBWTag。
方框306是機(jī)器的WAIT_XFER_CNT狀態(tài)。在此狀態(tài)下，機(jī)器等待接收到第三個(gè)數(shù)據(jù)quadlet，該數(shù)據(jù)quadlet包含dCBWData TransferLength，這是傳輸字節(jié)統(tǒng)計(jì)。當(dāng)接收到此信號(hào)時(shí)，信號(hào)“snoop_xfer_byte_cnt_en”被設(shè)置為“1”，以便ATA/ATAPI控制器可以將數(shù)據(jù)總線usb_rcv_data(31:0)上存在的第三quadlet數(shù)據(jù)加載到snoop_xfer_byte_cnt(31:0)，(參見圖4)，這將被用作ATA/ATAPI傳輸字節(jié)統(tǒng)。這將加載CBW的字節(jié)8-11，參見表1。在接收到到第三個(gè)數(shù)據(jù)quadlet之后，機(jī)器進(jìn)入方框310上的WAIT_FLAG狀態(tài)。
WAIT_FLAG狀態(tài)310等待接收第四個(gè)quadlet。當(dāng)接收到第四個(gè)quadlet時(shí)，控制進(jìn)入方框312，檢查設(shè)備是否為ATAPI設(shè)備，如果是，將控制傳遞到方框314。判斷目標(biāo)設(shè)備是ATA還是ATAPI設(shè)備的操作是在系統(tǒng)初始化時(shí)由固件設(shè)置的。在方框314中，snoop_cbw_flag_en被設(shè)置為等于1，snoop_task_file0_en被設(shè)置為等于1。觸發(fā)器444在其數(shù)據(jù)輸入端接收信號(hào)usb_rcv_data(7:0)，參見下面描述的圖4，在低態(tài)有效啟用輸入端ENZ施加信號(hào)snoop_cbw_flag_en。這將導(dǎo)致信號(hào)snoop_cbw_flag(7:0)在觸發(fā)器的Q輸出端輸出。位7包含CBW的bmCBW標(biāo)志的方向，用于設(shè)置ATA/ATAPI數(shù)據(jù)傳輸方向。第四個(gè)quadlet上的usb_rcv_data(31:24)包含CBWCB字節(jié)0，該CBWCB字節(jié)0將加載到task_file0，參見圖5，task_file0將寫入到發(fā)送到ATAPI設(shè)備的命令數(shù)據(jù)包中的第一個(gè)字節(jié)。然后，控制進(jìn)入方框318，這是狀態(tài)ATAPI_Q5。
如果在判斷方框312中的WAIT_FLAG狀態(tài)，判斷設(shè)備不是ATAPI設(shè)備而是ATA設(shè)備，那么，控制進(jìn)入方框316中，在該方框中，snoop_cbw_flag_en被設(shè)置為等于1，snoop_taskfile7_en被設(shè)置為等于1。第四個(gè)數(shù)據(jù)quadlet的usb_rcv_data(7)中包含的信息包含CBW的bmCBW標(biāo)志的方向，用于設(shè)置ATA/ATAPI數(shù)據(jù)傳輸方向。第四個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包含CBW的操作碼。ATA設(shè)備的操作碼需要轉(zhuǎn)換為這樣的設(shè)備能夠理解的命令。這僅適用于ATA設(shè)備。操作碼等于28h的命令Read(10)和操作碼等于2Ah的Write(10)對(duì)于28位LBA地址，分別被轉(zhuǎn)換為具有操作碼C8h的ATA Read DMA，和具有命令CAh的Write DMA，或者，對(duì)于48位LBA地址，被轉(zhuǎn)換為等于25h的ATA Read DMA Ext，和等于35h的Write DMA Ext。編碼的和轉(zhuǎn)換的操作碼被加載到task_file_7，task_file_7將此數(shù)據(jù)(信息)寫入到ATA設(shè)備命令寄存器。在收到第四個(gè)數(shù)據(jù)quadlet之后，機(jī)器進(jìn)入狀態(tài)CHK_OP_CODE。
ATAPI_Q5狀態(tài)在方框318處檢查是否接收到第五個(gè)quadlet。一旦接收到quadlet，控制就進(jìn)入到方框320，在該方框中，信號(hào)snoop_task_file1_en、snoop_task_file2_en、snoop_task_file3_en和snoop_task_file4_en都被設(shè)置為等于1。下面將結(jié)合圖5說(shuō)明這些信號(hào)的使用。第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)中包含的數(shù)據(jù)將加載到task_file4，第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)中包含的數(shù)據(jù)將加載到task_file3，第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(15:8)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file2，第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(7:0)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file1。在收到第五個(gè)數(shù)據(jù)quadlet之后，控制進(jìn)入ATAPI_Q6狀態(tài)。
狀態(tài)ATAPI_Q6在方框322等候接收第六個(gè)數(shù)據(jù)quadlet。一旦接收到quadlet，控制就進(jìn)入到方框324，在該方框中，信號(hào)snoop_task_file5_en、snoop_taskfile6_en、snoop_task_file7_en_en和snoop_task_file8_en都被設(shè)置為等于1。第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file8，第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)將加載到task_file7，第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(15:8)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file6，第六個(gè)quadlet的usb_rcv-dat(7:0)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file5。在接收到第六個(gè)數(shù)據(jù)quadlet之后，機(jī)器進(jìn)入ATAPI_Q7狀態(tài)。
在ATAPI_Q7狀態(tài)，方框326等待接收第七個(gè)數(shù)據(jù)quadlet。當(dāng)接收到第七個(gè)數(shù)據(jù)quadlet時(shí)，控制就進(jìn)入方框328，在該方框中，信號(hào)snoop_task_file9_en、snoop_task_file10_en、snoop_task_file11_en，和snoop_task_file12_en都被設(shè)置為等于1。第七個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file12，第七個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file11。第七個(gè)quadlet的usb_rcv_data(15:8)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file10和第七個(gè)quadlet的usb_rcv_data(7:0)中的數(shù)據(jù)將加載到task_file9。在接收到第七個(gè)quadlet之后，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入ATAPI_Q8狀態(tài)。
在ATAPI_Q8狀態(tài)，方框330等待接收第八個(gè)數(shù)據(jù)quadlet。當(dāng)接收到第八個(gè)數(shù)據(jù)quadlet時(shí)，控制進(jìn)入方框332，在該方框中，信號(hào)snoop_task_file13_en、snoop_task_file14_en、snoop_task_file15_en被設(shè)置為等于1，信號(hào)cbw_valid被設(shè)置為等于1(如果CBW字節(jié)統(tǒng)計(jì)等于31)。這將允許第八個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)加載到task_file15，允許第八個(gè)quadlet的usb_rcv_data(15:8)中的數(shù)據(jù)加載到task_file14。還將允許第八個(gè)quadlet的usb_rcv_data(7:0)加載到task_file13。當(dāng)cbw_valid被設(shè)置為1而數(shù)據(jù)包沒有CRC錯(cuò)誤，USB數(shù)據(jù)有效負(fù)載處理狀態(tài)機(jī)將生成到微控制器的cbw_valid中斷，以便微控制器將初始化ATAPI命令階段。在接收到第八個(gè)數(shù)據(jù)quadlet之后，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入狀態(tài)WAIT_EOT。
現(xiàn)在回到方框334中的CHK_OP_CODE狀態(tài)，如果第四個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)中的CBW的操作碼不匹配read(10)操作碼28h，或write(10)操作碼2Ah，則機(jī)器進(jìn)入WAIT_EOT。如果匹配，則狀態(tài)機(jī)進(jìn)入狀態(tài)ATA_Q5。在狀態(tài)ATA_Q5，方框336等待接收第五個(gè)數(shù)據(jù)quadlet。如果實(shí)現(xiàn)了48位LBA(邏輯塊地址)，那么信號(hào)lba48_en將等于1，表明啟用了此功能。在此情況下，信號(hào)snoop_task_file_11_en、snoop_task_file_10_en和snoop_task_file_9_en都被設(shè)置等于1，以表明啟用了此功能。此外，信號(hào)snoop_task_file_6_en、snoop_task_file_5_en和snoop_task_file_4_en將都被設(shè)置為等于1。如果檢測(cè)到LBA地址錯(cuò)誤，狀態(tài)機(jī)將進(jìn)入狀態(tài)WAIT_EOT，否則狀態(tài)機(jī)將進(jìn)入狀態(tài)ATA_Q6。
狀態(tài)ATA_Q6在方框342等待接收第六個(gè)quadlet。一旦接收到此quadlet，控制就進(jìn)入方框344。在方框344中，如果啟用了48位尋址，則信號(hào)snoop_task_file_8_en將被設(shè)置為等于1，以表明啟用了此功能。此外，信號(hào)snoop_task_file_3_en、snoop_task_file_2_en、snoop_task_file_1_en和snoop_task_file_0_en將都被設(shè)置為等于1。如果發(fā)生扇區(qū)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤，則狀態(tài)機(jī)將進(jìn)入WAIT_EOT狀態(tài)，否則，它將進(jìn)入狀態(tài)ATA_Q7。
在繼續(xù)處理狀態(tài)機(jī)的操作之前，我們將討論ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器的使用LBA 28位和48位尋址模式。28位尋址模式是對(duì)于較小的硬盤驅(qū)動(dòng)器很有用的比較舊的尋址模式。然而，當(dāng)今的較大的硬盤驅(qū)動(dòng)器需要更多的地址位。這些較新的驅(qū)動(dòng)器使用LBA 48位尋址模式。上文描述的寄存器是1字節(jié)寬的寄存器。對(duì)于48位LBA尋址，ATA接口利用2字節(jié)寬的寄存器。相應(yīng)地，必須執(zhí)行兩次寫入操作才能加載ATA接口的必需的寄存器。這在下面的表2中進(jìn)行了描述表2

當(dāng)利用LBA 28位尋址方案時(shí)，task_file2包含sector count(7:0)，并帶有來(lái)自第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)的數(shù)據(jù)。如果來(lái)自read(10)或wrlte(10)命令的transfer length(15:0)大于256或等于0，這就構(gòu)成了扇區(qū)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤，狀態(tài)機(jī)將忽略數(shù)據(jù)包。task_file3包含LBA(7:0)，并帶有來(lái)自第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(7:0)的數(shù)據(jù)。task_file4包含LBA(15:8)，并帶有來(lái)自第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)的數(shù)據(jù)。task_file5包含LBA(23:16)，并帶有來(lái)自第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)的數(shù)據(jù)。task_file6包含(″010″ & dev_sel & LBA(27:24))，其中，“010”表示LBA地址模式，dev_sel＝0選擇沒備0，而dev_sel＝1選擇設(shè)備1。LBA(27:24)來(lái)自第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(11:8)。如果第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(15:12)不等于0，這就是LBA地址錯(cuò)誤。Read(10)和write(10)將提供32位邏輯塊地址，但是較高的4位地址應(yīng)該是0，因?yàn)長(zhǎng)BA 28位尋址方案僅使用32位LBA地址的較低的28位。如果較高的4位地址是非0，則這就是LBA地址錯(cuò)誤。task_file7包含從read(10)轉(zhuǎn)換的read DMA(C8h)或從write(10)轉(zhuǎn)換的write DMA(CAh)。文件task_file2到task_file7值將被寫入到ATA設(shè)備，以發(fā)送ATA命令。在LBA 48位尋址方案中，task_file2包含sector count(7:0)，并帶有來(lái)自第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)的數(shù)據(jù)。task_file8包含sector count(15:8)，并帶有來(lái)自第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)的數(shù)據(jù)。sector count(15:0)是要傳輸?shù)目偟纳葏^(qū)統(tǒng)計(jì)。ATA狀態(tài)機(jī)將寫入到ATA扇區(qū)統(tǒng)計(jì)寄存器，task_file8值提供sectorcount(15:8)。然后，如前所述，必須進(jìn)行第二次寫入，以提供2字節(jié)寬的接口。ATA狀態(tài)機(jī)將再次寫入到ATA扇區(qū)統(tǒng)計(jì)寄存器，task_file2值提供sector count(7:0)。如果來(lái)自read(10)或write(10)命令的transfer length(15:0)等于0，這表示sector count(15:0)等于0，這是扇區(qū)統(tǒng)計(jì)錯(cuò)誤，狀態(tài)機(jī)將忽略數(shù)據(jù)包。task_file3包含LBA(7:0)，并帶有來(lái)自第六個(gè)quadlet的usb_rcv_data(7:0)的數(shù)據(jù)。task_file9包含LBA(31:24)，并帶有來(lái)自第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(15:8)的數(shù)據(jù)。ATA狀態(tài)機(jī)將寫入到ATA扇區(qū)編號(hào)寄存器，task_file9值提供LBA(31:24)，然后ATA狀態(tài)機(jī)將再次寫入到ATA扇區(qū)編號(hào)寄存器，task_file3值提供LBA(7:0)。task_file4包含LBA(15:8)，并帶有來(lái)自第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(31:24)的數(shù)據(jù)。task_file10包含LBA(39:32)，但是來(lái)自read(10)和write(10)命令的邏輯塊地址將只有32位地址。因此，task_file10具有值00h。ATA狀態(tài)機(jī)將寫入到ATAcylinder low寄存器，task_file10中的值提供LBA(39:32)，然后ATA狀態(tài)機(jī)將再次寫入到ATA cylinder low寄存器，task_file4中的值提供LBA(15:8)。
task_file5包含LBA(23:16)，并帶有來(lái)自第五個(gè)quadlet的usb_rcv_data(23:16)的數(shù)據(jù)。task_file11包含LBA(47:32)，但是來(lái)自read(10)和write(10)命令的邏輯塊地址(LBA)只有32位地址，這樣task_file11應(yīng)該具有值00h。ATA狀態(tài)機(jī)將寫入到ATAcylinder high寄存器，值task_file11提供LBA(47:40)，然后ATA狀態(tài)機(jī)將再次寫入到ATA cylinder high寄存器，值task_file5提供LBA(23:16)。task_file6包含(″010″ & dev_sel & ″0000″)，其中，“010”表示LBA地址模式，dev_sel為0表示選擇設(shè)備0，而為1表示選擇設(shè)備1。task_file7包含從read(10)轉(zhuǎn)換的read DMAExt.(25h)或從write(10)轉(zhuǎn)換的write DMA Ext.(35h)。task_file2到task_file7值將寫入到ATA設(shè)備，以發(fā)送ATA命令。
ATA_Q7狀態(tài)在方框348中等待第七個(gè)quadlet。當(dāng)接收到第七個(gè)quadlet時(shí)，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入狀態(tài)ATA_Q8。
在狀態(tài)ATA_Q8中，機(jī)器在350中等待接收第八個(gè)quadlet。當(dāng)接收到第八個(gè)quadlet時(shí)，控制進(jìn)入方框352。在方框352中，當(dāng)接收到第八個(gè)quadlet時(shí)，進(jìn)行檢查，以查看數(shù)據(jù)包字節(jié)統(tǒng)計(jì)是否等于31。如果等于31，則cbw_valid信號(hào)被設(shè)置為等于1。當(dāng)此信號(hào)被設(shè)置為等于1而數(shù)據(jù)包沒有CRC錯(cuò)誤時(shí)，USB數(shù)據(jù)有效負(fù)載處理狀態(tài)機(jī)將生成到微控制器的cbw_valid中斷，以便微控制器可以初始化ATA命令階段。第七和第八個(gè)包含預(yù)留數(shù)據(jù)，它們被狀態(tài)機(jī)忽略。在接收到第八個(gè)quadlet之后，狀態(tài)機(jī)進(jìn)入WAIT_EOT狀態(tài)。WAIT_EOT狀態(tài)在方框354等待事務(wù)結(jié)束，當(dāng)事務(wù)結(jié)束時(shí)，它將狀態(tài)機(jī)返回到CBW_IDLE狀態(tài)，處理再次開始。
現(xiàn)在請(qǐng)參看圖4，參數(shù)選擇邏輯一般被顯示為400。多路復(fù)用器414接收信號(hào)″010″& dev_sel & ″0000″，該信號(hào)來(lái)自task_file6，如上文結(jié)合圖3所描述的。線路404接收信號(hào)″010″& dev_sel &usb_rcv_data(11:8)，該信號(hào)也來(lái)自task_file6，如上文結(jié)合圖3所描述的。信號(hào)lba48_en是選擇信號(hào)，用于操作多路復(fù)用器414，以判斷是選擇402上的信號(hào)還是選擇404上的信號(hào)。線路402上的信號(hào)用于48位尋址方案，行404上的信號(hào)用于28位尋址方案。線路416上的多路復(fù)用器的輸出是snoop_ATA_task_file6，該信號(hào)發(fā)送到“設(shè)備頭”寄存器。op_code translator 410從上文結(jié)合圖3所描述的task_file7中接收usb_rcv_data(31:24)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為線路412上的snoop_ATA_op_code，這是來(lái)自CBW的讀取或?qū)懭氪a。
參數(shù)邏輯還包括三個(gè)數(shù)據(jù)觸發(fā)器424、434和444，每一個(gè)觸發(fā)器都將其時(shí)鐘輸入通過(guò)線路430連接到線路442上的時(shí)鐘信號(hào)。觸發(fā)器424在輸入線路418上接收信號(hào)usb_rcv_data(31:0)，這是要發(fā)送的數(shù)據(jù)的傳輸長(zhǎng)度。在方框308中線路420上的信號(hào)snoop_xfer_byte_cnt_en被設(shè)置為等于1，以啟用要使用的傳輸長(zhǎng)度以生成線路426上的信號(hào)snoop_xfer_byte_cnt。觸發(fā)器434接收信號(hào)432，這是usb_rcv_data(31:0)＝0，告訴系統(tǒng)傳輸長(zhǎng)度等于0，因此，這是非數(shù)據(jù)命令。這就為線路436上的信號(hào)snoop_non_data_command生成數(shù)字1。觸發(fā)器444接收線路438上的信號(hào)usb_rcv_data(7:0)，并啟用線路440上的snoop_cbw_flag_en信號(hào)。這允許位標(biāo)志(第7位)被提取，而其他位是預(yù)留的，以在線路448上生成信號(hào)snoop_cbw_flag(7:0)。圖5將多路復(fù)用電路一般顯示為500，該電路被用來(lái)加載執(zhí)行事務(wù)所需的十六個(gè)寄存器。多路復(fù)用器級(jí)a到p中的每一級(jí)都包括2位多路復(fù)用器502，該多路復(fù)用器具有連接到觸發(fā)器506的D輸入的輸出。啟用輸入ENZ(它們是低態(tài)有效)中的每一個(gè)都通過(guò)反相器504饋送。“e”級(jí)沒有多路復(fù)用器502，信號(hào)被直接饋送到觸發(fā)器506e的D輸入。所有多路復(fù)用器的選擇信號(hào)連接在一起，并連接到信號(hào)atapi_dev，這是ATAPI選擇信號(hào)，1表示ATAPI，而0表示ATA驅(qū)動(dòng)器。所有觸發(fā)器506的時(shí)鐘輸入都一起連接到系統(tǒng)時(shí)鐘(clk)。許多多路復(fù)用器輸入都彼此連接。a、i和m級(jí)的“1”輸入和k、l、m、n、o和p級(jí)的“0”輸入連接在一起；b、f和n級(jí)的“1”輸入和d級(jí)的“0”輸入也連接在一起；到c、g、k和o的“1”輸入和j級(jí)的“0”輸入連接在一起；到d、h、l和p級(jí)的“1”輸入和到f和i級(jí)的“0”輸入連接在一起。到多路復(fù)用器502a的“0”輸入連接到“00h”。到502b的“1”輸入連接到usb_rcv_data(7:0)。到502c的“1”輸入連接到usb_rcv_data(15:8)。到502d的“1”輸入連接到usb_rcv_data(23:16)。e級(jí)具有直接連接到觸發(fā)器506e的D輸入的信號(hào)usb_rcv_data(31:24)。到502g的“0”輸入連接到snoop_ata_task_file6。到502h的“0”輸入連接到snoop_ata_op_code。到502k的“0”輸入連接到“00h”。所有其他輸入都連接到已經(jīng)描述的其中一個(gè)輸入。啟用輸入被標(biāo)記為″snoop_task_filex_en″，其中，x是0-15，以給16個(gè)寄存器task_files 0-15加載所需數(shù)據(jù)。上文結(jié)合圖3描述了啟用信號(hào)的生成和將被提取的數(shù)據(jù)。
圖6和7顯示了用于向ATA或ATAPI設(shè)備發(fā)送ATA或ATAPI命令的ATA/ATAPI命令狀態(tài)機(jī)。圖6將狀態(tài)機(jī)的第一部分一般顯示為600，圖7將狀態(tài)機(jī)的第二部分一般顯示為700。這些圖通過(guò)連接點(diǎn)A和B彼此連接在一起。ATA/ATAPI命令狀態(tài)機(jī)利用task_file0到task_file15中的信息作為命令參數(shù)。如果dev_sel等于0，命令將選擇設(shè)備0，如果dev_sel等于1，命令將選擇設(shè)備1。如果信號(hào)lba48_en等于1，則使用48位LBA地址來(lái)對(duì)ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行編址。然而，48位地址的十六位用0填充，因?yàn)镃BW命令只包含32位地址。如果信號(hào)lba48_en等于0，則使用28位LBA地址來(lái)對(duì)ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行編址。如果dma_mode信號(hào)等于1，則使用DMA數(shù)據(jù)傳輸作為傳輸階段。判斷是使用Multiword DMA還是使用Ultra DMA是在設(shè)備配置過(guò)程中確定的。
在圖3所示的狀態(tài)機(jī)檢測(cè)到有效CBW數(shù)據(jù)包之后，它將生成信號(hào)cbw_valid以中斷微控制器。在微控制器接收到cbw_valid中斷之后，它將啟動(dòng)ATA/ATAPI命令狀態(tài)機(jī)以向ATA或ATAPI設(shè)備發(fā)送命令。如果狀態(tài)機(jī)檢測(cè)到無(wú)效CBW數(shù)據(jù)包，則不生成cbw_valid中斷。在此情況下，當(dāng)CBW數(shù)據(jù)包不由針對(duì)ATA設(shè)備的圖3所示的狀態(tài)機(jī)解碼時(shí)，在啟動(dòng)ATA/ATAPI狀態(tài)機(jī)之前，微控制器將修改task_file0到task_file15信息。
在圖6中一般顯示為600的狀態(tài)機(jī)在IDE_IDLE狀態(tài)601啟動(dòng)，該狀態(tài)是等待微處理器啟動(dòng)ATA/ATAPI狀態(tài)機(jī)的空閑狀態(tài)。然后，控制進(jìn)入標(biāo)記為WR_TASK_REG的方框602，判斷設(shè)備是否為ATAPI設(shè)備。如果是，則控制進(jìn)入點(diǎn)A，和圖7，如下面所討論的。如果是ATA設(shè)備，控制進(jìn)入標(biāo)記為WR_TASK_REG的方框604，在該方框中，task_file6值被寫入到設(shè)備/頭寄存器。如果信號(hào)lba48_en等于1，則task_file6信息包含(″010″& dev_sel &″0000″)。“010”中的“1”表示LBA地址模式。如果lba48_en等于0，則task_file6包含(″010″& dev_sel & LBA(27:24))。值LBA(27:24)存儲(chǔ)在task_file6寄存器中，usb_rcv_data(11:8)的值來(lái)自CBW數(shù)據(jù)包的第五個(gè)quadlet?？刂七M(jìn)入方框606，該方框讀取狀態(tài)寄存器，并將控制傳遞到方框608。方框608判斷狀態(tài)寄存器是否處于忙狀態(tài)。如果處于忙狀態(tài)，則控制回到方框606，直到狀態(tài)寄存器不忙。一旦狀態(tài)寄存器不忙，控制就進(jìn)入方框610。在方框610中，task_file1值被寫入到功能寄存器。功能寄存器是預(yù)留的，不用于ATA設(shè)備命令。然后控制進(jìn)入方框612。在方框612中，檢查lba48_en的值，以查看它是否等于1。如果等于1，則控制進(jìn)入方框614，在該方框中，task_file8值被寫入到扇區(qū)統(tǒng)計(jì)寄存器。task_file8包含48位LBA地址的sector count(15:8)。控制進(jìn)入方框616。如果在方框612中對(duì)lba4_en的值是否等于1的測(cè)試失敗，則控制直接進(jìn)入方框616。在方框616中，task_file2中的值被寫入到扇區(qū)統(tǒng)計(jì)寄存器。task_file2包含sector count(7:0)。48位LBA為扇區(qū)統(tǒng)計(jì)使用16位，28 LBA尋址為扇區(qū)統(tǒng)計(jì)使用8位。
然后控制進(jìn)入方框618。在方框618中，對(duì)信號(hào)lba48_en再次進(jìn)行測(cè)試，以查看它是否等于1。如果是，則控制進(jìn)入方框620。在方框620中，值task_file9被寫入到扇區(qū)編號(hào)寄存器。task_file9包含LBA(31:24)。然后控制進(jìn)入方框622。如果在方框618中測(cè)試失敗，則控制直接進(jìn)入方框622。在方框622中，task_file3的值被寫入到扇區(qū)編號(hào)寄存器。task_file3包含LBA(7:0)。然后控制進(jìn)入方框624。如果值lba48_en等于1，則控制進(jìn)入方框626。在方框626中，值task_file10被寫入到cylinder low寄存器。Task_file10包含LBA(39:32)。由于CBW數(shù)據(jù)包只提供32位LBA地址，因此，task_file10的值將為0?？刂七M(jìn)入方框628。如果在方框624中測(cè)試失敗，則控制直接進(jìn)入方框628。在方框628中，task_file4的值被寫入到cylinder low寄存器。task_file4包含LBA(15:8)?？刂七M(jìn)入方框630。如果lba48_en等于1，則控制進(jìn)入方框632。在方框632中，值task_file11被寫入到cylinder high寄存器。Task_file11包含LBA(47:40)。由于CBW數(shù)據(jù)包只提供32位LBA地址，因此，task_file11的值將為0。控制進(jìn)入方框634。如果方框630的測(cè)試失敗，則控制直接進(jìn)入方框634。
在方框634中，task_file5的值被寫入到cylinder high寄存器。task_file5包含LBA(23:16)。然后控制進(jìn)入方框636。在方框636中，task_file7的值被寫入到命令寄存器。Task_file7包含ATA設(shè)備的命令碼。然后控制進(jìn)入方框638。在方框638中，過(guò)程這樣來(lái)完成將ATA命令寫入到ATA設(shè)備，然后返回到空閑狀態(tài)，以等待下一個(gè)命令階段。
現(xiàn)在請(qǐng)看圖7，命令狀態(tài)機(jī)的第二部分一般顯示為700。命令狀態(tài)機(jī)從終端A開始，這是圖6所示的狀態(tài)機(jī)轉(zhuǎn)移到判斷設(shè)備是否為ATAPI設(shè)備。如果設(shè)備是ATAPI設(shè)備，則狀態(tài)機(jī)跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)機(jī)的圖7顯示的部分?？刂七M(jìn)入方框701，在該方框中，(″010″& dev_sel& ″0000″)被寫入到設(shè)備/頭寄存器以選擇連接的ATAPI設(shè)備的設(shè)備0或設(shè)備1?？刂七M(jìn)入方框702。在方框702中，讀取狀態(tài)寄存器?？刂七M(jìn)入方框704，在該方框中，就狀態(tài)寄存器是否處于忙狀態(tài)進(jìn)行判斷。如果處于忙狀態(tài)，則控制回到方框702，直到狀態(tài)寄存器不忙。一旦狀態(tài)寄存器不忙，控制就進(jìn)入方框706。在方框706中，值(″0000000″& dma_mode)被寫入到功能寄存器。如果dma_mode是1，則數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)Multiword DMA(直接存儲(chǔ)器訪問(wèn))或UltraDMA模式。如果dma_mode是0，則數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)PIO(編程輸入/輸出)模式?？刂七M(jìn)入方框708。在方框708中，00h被寫入到扇區(qū)統(tǒng)計(jì)寄存器?？刂七M(jìn)入方框710。在方框710中，00h被寫入到扇區(qū)編號(hào)寄存器?？刂七M(jìn)入方框712。在方框712中，F(xiàn)Eh被寫入到字節(jié)統(tǒng)計(jì)低(cylinder low)寄存器中?？刂七M(jìn)入方框714。在方框714中，F(xiàn)Fh被寫入到字節(jié)統(tǒng)計(jì)高(cylinder high)寄存器中。字節(jié)統(tǒng)計(jì)限制的最大值為FFFEh?？刂七M(jìn)入方框716。在方框716中，數(shù)據(jù)包命令碼A0h被寫入到命令寄存器中。控制進(jìn)入方框718。在方框718中，讀取另一個(gè)狀態(tài)寄存器以確保在讀取狀態(tài)寄存器被讀取之前設(shè)備不忙?？刂七M(jìn)入方框720。在方框720中，如果另一個(gè)狀態(tài)寄存器處于忙狀態(tài)，控制返回到方框718，直到另一個(gè)狀態(tài)寄存器不忙。一旦另一個(gè)狀態(tài)不忙，控制就進(jìn)入方框722。在方框722中，讀取狀態(tài)寄存器。控制進(jìn)入方框724。在方框724中，如果錯(cuò)誤位被設(shè)置為1，控制進(jìn)入方框746，在該方框中，設(shè)置ATAPI序列錯(cuò)誤中斷，控制進(jìn)入終端B，返回到圖6，并將狀態(tài)機(jī)返回到IDE_IDLE狀態(tài)601。否則，控制進(jìn)入方框726。在方框726中，讀取中斷原因(扇區(qū)統(tǒng)計(jì))寄存器。如果中斷原因寄存器值沒有指出命令寫入方向，則控制進(jìn)入方框746，在該方框中，設(shè)置ATAPI序列錯(cuò)誤，狀態(tài)機(jī)返回到空閑狀態(tài)。如果中斷原因寄存器值指出命令寫入方向，則控制進(jìn)入方框730。在方框730中，包含task_file1的命令數(shù)據(jù)包，然后包含task_file0的命令數(shù)據(jù)包被寫入到數(shù)據(jù)寄存器。然后控制進(jìn)入方框732。
在方框732中，task_file3和task_file2被寫入到數(shù)據(jù)寄存器?？刂七M(jìn)入方框734。在方框734中，task_file5和task_file4被寫入到數(shù)據(jù)寄存器。控制進(jìn)入方框736。在方框736中，task_file7和task_file6被寫入到數(shù)據(jù)寄存器?？刂七M(jìn)入方框738。在方框738中，task_file9和task_file8被寫入到數(shù)據(jù)寄存器。控制進(jìn)入方框740。在方框740中，task_file11和task_file10被寫入到數(shù)據(jù)寄存器。控制進(jìn)入方框742。在方框742中，task_file13和task_file12被寫入到數(shù)據(jù)寄存器。控制進(jìn)入方框744。在方框744中，task_file15和task_file14被寫入到數(shù)據(jù)寄存器。在此完成之后，控制進(jìn)入終端B，回到圖6，回到空閑狀態(tài)IDE_IDLE。
在本發(fā)明中，如上所述，數(shù)據(jù)是在傳輸?shù)捷斎刖彌_區(qū)中由硬件狀態(tài)機(jī)處理的，輸入緩沖區(qū)允許設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸，以在少于10微秒的時(shí)間內(nèi)發(fā)生。在目標(biāo)驅(qū)動(dòng)器是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的情況下，微控制器可以對(duì)存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)器寄存器中的值作出必需的更改，以允許數(shù)據(jù)傳輸即使在設(shè)備是非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的情況下也可以進(jìn)行。雖然這會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間，但是，通常所需要的更改涉及一個(gè)或兩個(gè)寄存器，以便由硬件狀態(tài)機(jī)獲得的大部分節(jié)省的時(shí)間可以保留。對(duì)單個(gè)寄存器進(jìn)行更改所需的時(shí)間可能將處理時(shí)間延長(zhǎng)到70-80微秒。雖然這比只由硬件狀態(tài)機(jī)處理所獲得的結(jié)果慢，但是任何一種解決方案都比現(xiàn)有技術(shù)的控制器的500-700微秒有巨大的改進(jìn)。如此，本發(fā)明保留了硬件狀態(tài)機(jī)的速度快的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也保留了軟件狀態(tài)機(jī)的處理優(yōu)點(diǎn)，并且比迄今為止任何一種解決方案都快得多。
盡管是參考優(yōu)選實(shí)施例顯示和描述本發(fā)明的，但是那些精通本技術(shù)的人員將理解，在不偏離如所附的權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種修改。例如，雖然是針對(duì)USB總線說(shuō)明本發(fā)明的，但是，它也可以和基于其他串行總線鏈接的系統(tǒng)(如IEEE 1394系統(tǒng))一起使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)據(jù)利用設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的橋控制器，該橋控制器接收用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿钚畔?shù)據(jù)包，包括狀態(tài)機(jī)，在向橋控制器傳輸數(shù)據(jù)包的過(guò)程中，該狀態(tài)機(jī)在后臺(tái)模式下實(shí)時(shí)地接收命令信息，狀態(tài)機(jī)利用命令信息來(lái)設(shè)置用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕邮赵O(shè)備；以及可編程處理器，在接收到數(shù)據(jù)包之后，該可編程處理器連接到命令信息數(shù)據(jù)包，處理器在必要時(shí)對(duì)用于進(jìn)行傳輸?shù)慕邮赵O(shè)備的設(shè)置進(jìn)行更改，然后啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋控制器，其中，命令信息數(shù)據(jù)包是從數(shù)據(jù)使用設(shè)備串行地接收的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋控制器，其中，命令信息數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在橋控制器中的緩沖存儲(chǔ)器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橋控制器，其中，隨著命令信息數(shù)據(jù)包被存儲(chǔ)在緩沖存儲(chǔ)器中，命令信息數(shù)據(jù)包的信息由狀態(tài)機(jī)實(shí)時(shí)地進(jìn)行處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋控制器，其中，緩沖存儲(chǔ)器是先進(jìn)先出(FIFO)緩沖存儲(chǔ)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的橋控制器，其中，一旦緩沖存儲(chǔ)器已滿，處理器就中斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋控制器，其中，數(shù)據(jù)使用設(shè)備是計(jì)算機(jī)，而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備是ATA或ATAPI設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋控制器，其中，橋和計(jì)算機(jī)之間的鏈接是通用串行總線(USB)鏈接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的橋控制器，其中，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備是從包括ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器、ATAPI CD驅(qū)動(dòng)器或ATAPI DVD驅(qū)動(dòng)器、小型閃卡或MO驅(qū)動(dòng)器的組中選擇的設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋控制器，其中，狀態(tài)機(jī)是以ASIC制成的。
11.USB到ATA/ATAPI橋，包括物理層，它從USB總線接收串行命令數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行格式；傳輸控制器，它接收并行數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄彌_存儲(chǔ)器；狀態(tài)機(jī)，它在后臺(tái)模式下實(shí)時(shí)地對(duì)流過(guò)傳輸控制器的并行數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以對(duì)ATA或ATAPI設(shè)備進(jìn)行設(shè)置，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；以及可編程處理器，連接到緩沖存儲(chǔ)器，并在所有命令信息都接收到之后被中斷，以對(duì)所需要的ATA或ATAPI設(shè)備的任何設(shè)置數(shù)據(jù)分別進(jìn)行更改，然后啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的橋，其中，串行數(shù)據(jù)位于USB 2.0總線上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的橋，其中，串行數(shù)據(jù)來(lái)自于計(jì)算機(jī)中的USB主機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的橋，其中，命令數(shù)據(jù)是命令塊包裝(CBW)的形式。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的橋，其中，ATA設(shè)備是ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器，而ATAPI設(shè)備是ATAPICD驅(qū)動(dòng)器或ATAPIDVD驅(qū)動(dòng)器。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的橋，進(jìn)一步包括接收命令數(shù)據(jù)的橋中的多個(gè)任務(wù)寄存器，所述寄存器包含ATA或ATAPI設(shè)備設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸所需要的數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的橋，其中，處理器將多個(gè)寄存器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸TA或ATAPI設(shè)備以準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的橋，其中，狀態(tài)機(jī)是以ASIC制成的。
19.一種操作USB到ATA或ATAPI橋的方法，包括將命令數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)利用設(shè)備借助USB總線通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備傳輸?shù)骄彌_存儲(chǔ)器；使用流過(guò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的數(shù)據(jù)，在后臺(tái)模式下實(shí)時(shí)地對(duì)狀態(tài)機(jī)進(jìn)行操作，以提取設(shè)置數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)以設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸；利用緩沖存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)操作可編程處理器，分別改變所需要的ATA或ATAPI設(shè)備的與命令相關(guān)的數(shù)據(jù)；以及啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，命令數(shù)據(jù)是針對(duì)USB2.0大容量存儲(chǔ)類協(xié)議的命令塊包裝(CBW)，在數(shù)據(jù)傳輸開始之前，設(shè)置數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綐蛑械亩鄠€(gè)寄存器，然后傳輸?shù)紸TA或ATAPI設(shè)備。
全文摘要
一種橋控制器控制USB總線與諸如ATA硬盤驅(qū)動(dòng)器或ATAPI CD或DVD驅(qū)動(dòng)器之類的ATA/ATAPI驅(qū)動(dòng)器之間的數(shù)據(jù)流。橋控制器具有狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)在數(shù)據(jù)包正在傳輸?shù)綐蚩刂破鞯倪^(guò)程中在后臺(tái)模式下實(shí)時(shí)地接收CBW。狀態(tài)機(jī)使用CBW設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸。橋控制器還具有可編程處理器，一旦在緩沖存儲(chǔ)器中接收到CBW，該可編程處理器就連接到CBW?？删幊烫幚砥髟诒匾獣r(shí)對(duì)接收設(shè)備的設(shè)置進(jìn)行更改，并啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。
文檔編號(hào)G06F13/36GK1595381SQ20041005795
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者布賴恩·T·鄧, 丁輝·R·倪, 約瑟夫·M·艾利克森 申請(qǐng)人:得州儀器公司