如何基于FLASH介質(zhì)嵌入式存儲方案的設計與實(shí)現?

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。

層次接口

整個(gè)存儲系統分成三層，如圖2所示。

(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。

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;

因此，本文所設計的FLASH存儲系統，非常適合于嵌入式系統的應用。