FPGA和Nios II軟核的SD卡文件系統實(shí)現方法

由圖6可知該文件系統包含兩層。
文件系統代碼層——主要提供對存儲設備進(jìn)行操作的各種函數。
存儲設備接口層——主要是為了掛載不同的存儲設備。
3．2 文件系統SD卡的掛載
znFAT32文件系統掛載需要SD卡驅動(dòng)層提供的扇區讀寫(xiě)函數。將編寫(xiě)的扇區讀寫(xiě)函數SD_Read_Sector、SD_Write_Sector取代文件系統中的FAT32_ReadSector與FAT32_WriterSector兩個(gè)函數即可。根據需要的處理器編寫(xiě)SD卡驅動(dòng)程序十分重要，只有保證驅動(dòng)程序的正確性，才能進(jìn)行文件系統的正確掛接，才能在掛接完成后對SD卡進(jìn)行文件操作。
znFAT32文件系統的掛接需要對znFAT32文件系統提供的用于標定存儲設備的全局變量Dev_No設備號進(jìn)行處理，znFAT32文件系統給我們提供的存儲設備宏定義如下：

對不同設備進(jìn)行文件操作，需要通過(guò)設備號來(lái)選擇不同的設備驅動(dòng)函數。對SD卡操作需將Dev_NO定義為SDCARD。

4 文件系統在Nios II中的應用實(shí)例
完成SOPC系統的創(chuàng )建后，在生成的Nios II系統上通過(guò)Nios II EDS編程，便可將SD卡與文件系統掛接。
4．1 znFAT32文件系統的使用
znFAT32文件系統為用戶(hù)提供的對文件的基本操作函數讓我們能夠輕松地對文件進(jìn)行操作。下面列舉了幾個(gè)基本函數：

通過(guò)上面的函數，可以完成對SD卡的文件讀寫(xiě)、刪除、數據添加、目錄創(chuàng )建、文件拷貝、文件重命名等操作。
4．2 SOPC系統對SD卡文件讀寫(xiě)操作的驗證
為了驗證上述系統能否正常實(shí)現SD卡讀寫(xiě)，筆者選用了4 GB容量的金士頓SDHC卡，進(jìn)行了文件讀寫(xiě)實(shí)驗。圖7為Nios II EDS給出的Deb ug信息窗口。信息顯示了在構建的系統上SD卡的初始化(實(shí)現文件系統的掛接)，接著(zhù)讀取SD卡的存儲容量、扇區大小、每簇扇區數，并在根目錄下面打開(kāi)名為T(mén)EST．TXT的文件，并對該文件的信息進(jìn)行讀取。在一級子目錄下面，同樣建立一個(gè)TEST．TXT的文件，并對文件信息進(jìn)行讀取。

由運行結果可知，初始化成功并識別此SD卡為SDHC卡，容量為964 256(總簇數)×8(每簇扇區數)×512(每扇區字節數)≈3 968 860 160。根目錄下的TEXT．TXT文件被打開(kāi)，打開(kāi)文件成功后在DIR1子目錄下面創(chuàng )建TEST．TXT。由主函數創(chuàng )建的文件日期在TimeCreat[6]={12，1，4，17，40，28)中存放，文件成功后讀取創(chuàng )建的新文件的詳細信息。
為了進(jìn)一步驗證本系統對SD卡的寫(xiě)入操作，筆者將此SD卡通過(guò)讀卡器與PC機連接，在PC機的文件系統下，顯示了相同的結果。

結語(yǔ)
本文通過(guò)在CycloneⅡ系列FPGA上構建SOPC系統，并在該系統上基于NiosⅡ處理器構建了SD卡文件系統。該系統以SPI接口方式與SD卡連接，文件系統是面向嵌入式系統的緊湊型開(kāi)放源碼的系統。經(jīng)過(guò)對SD卡的操作驗證，證明本文提供的方案具有設計靈活、集成度高、通用性強、移植性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。在線(xiàn)陣CCD數據采集實(shí)驗系統以及數控貼片控制系統上得到了很好的應用。