随着个人多媒体应用的发展,消费者对便携式数字电子产品中存储容量的要求越来越高,而现有的产品中的存储介质大多为基于半导体的商用闪存。虽然闪存芯片具有体积小功耗低的的优点,但存储容量少、存储密度低、单位存储成本高的缺点使其已不能满足产品中的高级应用对大容量存储设备的要求。而基于磁介质的IDE硬盘实际位密度的迅速递增,使得硬盘的成本不变而体积减小,单位存储成本大幅度降低,从而使得采用IDE硬盘作为便携式设备的存储媒介成为可能。在个人多媒体应用设备中采用IDE硬盘。具有存储容量大、传输数据速度快的优点,能够很好地解决动则GB级的大容量存储问题,满足了多媒体应用的需求。 本论文以便携式多媒体中心(Portable Multimeida Center,PMC)为应用背景,在Intel XScale平台上以嵌入式Linux为操作系统,研究实现了IDE硬盘作为嵌入式系统中主要存储介质的方案,论文的主要内容包括： 1、研究了ATA协议,结合具体的HITACHI 1.8英寸20G IDE硬盘详细分析了硬盘的物理结构、电气接口、IDE命令、数据传输协议、数据传输时序等有关技术。 2、分析当前主流的嵌入式处理器PXA 255的特点,采刖以CPLD为辅助产生符合硬盘数据传输要求的时序的方法,实现了硬盘与处理器的硬件连接方案。 3、文章根据嵌入式Linux块设备驱动的特点,提出了针对PXA255处理器的软件方案,实现了硬盘以PIO和DMA两种模式传输数据,并对这两种传输模式进行了比较和分析。针对DMA模式提出相应的优化方法,提高了硬盘数据传输的速度和传输的稳定性。与此同时,针对多媒体视频播放的特殊要求,研究和实现了保证视频解码的流畅性和系统一般操作动作的实时性的方法。 4、为提供硬盘与PC机进行数据交互的功能,文章分析了硬盘与USB2.0、文件系统之间的调用关系,提出了绕开嵌入式Linux的文件系统,在USB2.0和硬盘之间直接进行数据通信的方法,使得USB2.0和文件系统在使用硬盘的问题上处于并列关系,提高了PC机访问硬盘的速度。同时在驱动中解决了USB2.0访问硬盘和文件系统访问硬盘产生的冲突问题。 5、由于移动设备中电池电量有限,而硬盘耗能较高,课题研究硬盘的电源管理策略,提供了硬盘电源管理的接口,解决了硬盘功耗的问题,减少了系统总体功耗。 6、对硬盘的驱动进行了详细的测试,并对结果进行了分析。 课题实现了在基于PXA255 400MHz微处理器的便携式设备上以IDE硬盘作为主要的存储媒介,解决了容量、速度、稳定性、功耗等问题。IDE硬盘必定能够在需要大容量数据存储PMC应用中得到广泛的使用。