刘炳云 王 庆 万德钧

     来源：《电子技术应用》

     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

     1 gps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。

     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cpu

     arm9tdmi、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硬盘的功能和工作原理。

     2 flash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（solid

     state disk）。它主要包括具有标准ide接口的dsp控制器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

     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。

     2.2 flash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、页编程操作时数据的存储转换。它可以进行528字节为页的页读和写操作