采用FLASH的嵌入式存儲系統設計
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文件登記表FRT位于FAT后的頁(yè)中，存放著(zhù)邏輯分區中文件的信息，如文件總數、每個(gè)文件的文件代號、位置、長(cháng)度以及校驗模式。其中，校驗模式用來(lái)標識文件讀寫(xiě)時(shí)采用差錯校驗的級別。不同類(lèi)型的文件采用不同級別的校驗方式。0級不進(jìn)行校驗，1級ECC校驗，2級逐個(gè)字節比較。
對于線(xiàn)性文件系統分區，所有文件順序存儲，讀取數據時(shí)，直接通過(guò)INDEX索引得到某個(gè)文件的邏輯起始地址，然后從這個(gè)地址開(kāi)始順序搜索，獲取某個(gè)偏移位置下的n個(gè)連續Byte。鏈式文件系統是將地址空間分成若干個(gè)等分，即Sector，它是操作的最小單位；一個(gè)大文件可以分布在不連續的多個(gè) Sector中，然后通過(guò)FAT表將它們連接起來(lái)；在FLASH介質(zhì)上實(shí)現鏈式文件系統，Sector大小的選擇是一個(gè)關(guān)鍵，由于FLASH的寫(xiě)操作，擦操作是以Page，Block為單位的，設小了使大塊結構的FLASH寫(xiě)操作復雜，設多了又浪費空間，因此最好的選擇是將Sector大小設為擦操作的最小單位16K。
整個(gè)邏輯分區中，INDEX,FAT,FRT表中的內容非常重要，一旦因為異常產(chǎn)生錯誤，可能會(huì )影響到所有文件；所以，這三個(gè)文件都做了備份處理，備份存放于不同的Block中。同時(shí)，在對他們處理時(shí)，改寫(xiě)表中的更新?tīng)顟B(tài)。0xff表示開(kāi)始更新,0x00表示更新結束。在文件系統初始化時(shí)，讀取它們的更新?tīng)顟B(tài)，如果表中的更新?tīng)顟B(tài)為0xff，說(shuō)明該表存在操作異常，可用備份表更正。
4.2 層次接口
整個(gè)存儲系統分成三層，如圖2所示。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/148729.htm
（1）操作系統層
在整個(gè)存儲系統中，操作系統扮演的是使用者的角色。當需要數據時(shí)，它通過(guò)調用文件系統層提供的接口函數獲取數據，它不關(guān)心數據的來(lái)源和正確性。
（2）文件系統層
文件系統層的任務(wù)是實(shí)現它和操作系統層的函數接口。在實(shí)現方式上，線(xiàn)性文件系統和鏈式文件系統有較大區別。比如文件讀取mfread,線(xiàn)性文件系統直接讀取所要的字節，而鏈式文件系統是每次先把對應的整個(gè)頁(yè)讀到文件緩沖區，然后再把所需數據拷貝到讀到指定內存。文件刪除mfdelete，線(xiàn)性文件系統需要重新整理，不然就會(huì )因為大量的數據空洞（由于空間太小，無(wú)法放入新文件的小塊區域）使得系統很快沒(méi)有可用空間。鏈式文件系統只需修改文件系統的 FAT和FRT，而不用做其他任何處理，當下次寫(xiě)入操作用到該塊時(shí)，自動(dòng)完成擦除。
（3）驅動(dòng)層
驅動(dòng)層的任務(wù)是完成與FLASH之間的通訊協(xié)議，實(shí)現它和文件系統層的函數接口。接口函數包括頁(yè)面讀mPageRead，頁(yè)面寫(xiě)mPageWrite, 塊擦除mBlockErase, 隨機讀取mRnRead, 隨機寫(xiě)入mRnWrite。mPageRead，mPageWrite，mBlockErase對整頁(yè)或塊進(jìn)行操作，在鏈式文件系統中調用； mRnRead, mRnWrite對字節單位進(jìn)行操作，在線(xiàn)性文件系統中調用。其中mRnWrite比較麻煩，以寫(xiě)一個(gè)Byte為例，它的操作分三步，首先將目標塊中的所有數據讀到內存Buffer中，然后將要寫(xiě)入的數據更新到Buffer，擦除目標塊，最后將已更新的Buffer寫(xiě)回到目標塊,這里的Buffer大小是一個(gè)Block。由于嵌入式系統的內存資源比較緊張，系統采用了塊交換技術(shù)以降低成本,方法是在FLASH中搜索一個(gè)空閑塊，用它充當Buffer的角色。
5 結論
通過(guò)上面的設計，所實(shí)現的存儲系統具有以下的特點(diǎn)：
（1）使用通用模式設計，增強了系統對FLASH設備的兼容性；
（2）使用雙模式文件結構設計，使不同類(lèi)型的數據處理效率同時(shí)達到最優(yōu)；（3）使用地址映射表，屏蔽了壞塊帶來(lái)的隱患，增強了系統的健壯性；
（4）對重要數據采用備份保護，保證不會(huì )因為斷電等異常導致系統的崩潰，增強了系統穩定性；
（5）采用塊交換技術(shù)，節約系統成本；
（6）進(jìn)行分級差錯校驗，提高了系統的執行效率。
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