基于MCF51QE128的SD卡文件系統設計
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摘要：隨著(zhù)嵌入式系統的發(fā)展，越來(lái)越多的嵌入式設備需要處理大量的數據，使用文件系統將成為這類(lèi)嵌入式應用的一個(gè)必然趨勢。本文基于Freescale公司MCF51QEl28微控制器和SD卡，結合實(shí)驗數據深入探討了FATl6文件系統及其存儲原則，實(shí)現了文件的創(chuàng )建、打開(kāi)和多扇區數據的讀寫(xiě)。
關(guān)鍵詞：MCF51QEl28；SD卡；FATl6文件系統
引言
MCF51QEl28微控制器是Freescale公司生產(chǎn)的8位／32位兼容的低功耗微處理器。工作電壓的典型值是3．6V，與SD卡的工作電壓兼容，可直接與SD卡連接而無(wú)需電平轉換電路。SD卡因為其體積小、功耗低、容量大且成本低，目前被廣泛應用于各類(lèi)嵌入式數據采集系統中。本文針對此類(lèi)應用，通過(guò)實(shí)測512MB SD卡數據，以實(shí)例的形式深入解析了FATl6文件系統的存儲原則，并給出了實(shí)現方案。
1 FATl6文件系統
SD卡格式化為FAT文件系統時(shí)，一般只采用1個(gè)分區，以便于存儲空間的管理。FATl6主要由圖1所示的6個(gè)陰影部分組成。通常情況下，每扇區的大小為512字節。
1. 1 主引導記錄
MBR(Master Boot Record，主引導記錄)總是位于存儲卡的起始位置，即扇區O。圖2是主引導記錄的詳細信息。由于只有1個(gè)分區，所以由偏移量0x1BE可找到第1分區的入口，接著(zhù)由偏移量0x08找到第1分區的相對起始扇區，即第1分區引導記錄所在的扇區。以512 MB SD卡為例，讀取圖2中地址OxlC6～OxlC9處的4個(gè)字節數據(由高位向低位讀取)，即Ox000000E9?？芍?，第1分區引導記錄位于SD卡的第0xE9個(gè)扇區。
1．2 分區引導記錄
分區BR(Boot Record，引導記錄)位于分區的第O扇區。它由跳轉代碼，OEM(Original Eqtlipment Manufacturer，原始設備制造商)，BPB(BIOs Parameter Block，BIOS參數塊)，擴展BPB，引導代碼和結束標志(Ox55 AA)組成。圖3重點(diǎn)列出了分區引導記錄中BPB的各項參數。讀圖3中Ox000000E9扇區，由偏移量0x0B處2字節數據Ox0200=512可知，SD卡每扇區的字節數為512。類(lèi)似地，可得到其他相關(guān)參數。
1．3 FAT表和文件存儲原則
FATl6文件系統主要通過(guò)FAT表(FATl和FAT2)、根目錄和數據區實(shí)現對文件的存儲管理。FAT表記錄了數據文件的存儲鏈表，對數據的讀取極為重要，通常都會(huì )有一個(gè)或多個(gè)備份。這里，FAT2就是對FATl的備份，必須隨著(zhù)FATl即時(shí)同步更新。根目錄一般以32字節為單位來(lái)存放文件記錄。
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