基于单片机和nandflash芯片的嵌入式文件系统 - 图文

芯片能够真正识别的物理地址，硬件驱动程序利用这 两个参数找到读写地址。 ２００７年第３期自动化与信息工程３９

万方数据

一ｗ２ＳｅｃｔｏｒｓＰｅｒＰａｇｅ＝２?Ｍｑ一～一。“嗲： 筋

５文件存储管理层

ｃｈａｒ

ｒｅｓｅｒｖｅｄ［１ ０］／／ｏｆｆｓｅｔ：２１保留 ｕｉｎｌｔｉｍｅ；／／ｏｆｆｓｅｔ：２２．时阍 文件存储管理层包括ＭＢＲ农、ＤＢＲ表、ＦＴ）ｕｉｎｔｄａｔａ；／／ｏｆｆｓｅｔ：２４ Ｆ｛期 Ｔ

表、ＦＡＴ表、ＤＡＴＡ区五个区域，这是与ＷｉｎｄｏｕｉｎｔＳｌａｌｌＣｌｕｓ；∥ｏｆｆｓｅｔ：２６开始簇号 ｗｓ 下的ＦＡＴｌ６文件系统兼容的。这里管理的扇区都足 逻辑扇区，要经过ＮＡＮＤ ＦＬＡｓＨ存储块管理层转换 ｕｌｏｎｇ ＦｉｌｅＬｅｎｇｔｈ：∥ｏｆｆｓｅｔ：２８文件Ｋ度 ｝ＤＩＲ ｆｉｌｅ

６文件系统的ＡＰＩ接口函数 奉系统提供ｒ统一的ＡＰＩ接口函数，如表４所不，

为物理地址后才能访问硬件层． 文件分配嵌（ＦＡＤ是文件存储管理层的丰：要组成 部分。文件系统进行分配的最基本单位址簇，ＦＡＴ表 记录文件的簇号。文件第一个簇号（在目录表中）和 表４ ＡＰＩ接口雨数表 ＡＰＩ接ＬＪ函数 】功能描述 ＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ Ｉｎｉｔ（） 文件系统的初始化 ＦｉｌｅＳｖｓｔｅｍ＿Ｅｘｉｔ文件系统的退出 Ｏ 打开?个存在的文件或创建新史件１ ＦｉｌｅＳ，／ｓｔｅｍ ＯｌｚｅｎＦｉｔｅ（） 关闭一个已打＂的文件 ＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ＿ＣｌｏｓｅＦｉｌｅ０ 删除一个指定的文州

ＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ＿ＤｅｌｅｔｅＦｉｌｅ（１ 读出文件中的一部分数据到内存中 ＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ ＲｅａｄＦｉｌｅ（） ＦＡＴ的该文件的簇号串起来形成文件的“簇号链”， 修复被破坏的文件就是根据这条链。ＦＡＴ表｝：每个簇 号占２个字节，其我项定义如表３所示。 袁３ Ｆ盯表项定义 ＦＡＴ表项 定义 ｆｇＸ／ＯＨ 表示该簇可用

系统保留

表示该簇为坏簇 ＦＦＦ８Ｈ—Ｆｌ币表示该簇为文件最后一个簇 ＦＨ 表示文件下一个簇的簇号 ＦｉｌｅＳｙｓｔｅｌｎ＿ＷｒｉｔｅＦｉｌｅ（） 把内存中的指定数摧保存到史什中【

的指定位置

ＦＩ硎 ７结语 本文件系统可靠性高、系统资源开销小、灵活方 ｛｛｛８Ｈ 文件目录表（ＦＤＴ）分为：根目录，子目录。子目 录每个目录项分配３２字节。文件目录表是记录所有 便，兼容通用ＰＣ操作系统上的ＦＡＴｌ６文件系统，并 具有赵好的稳定性和可移植性。本文所设计的嵌入式 文件系统己成功应用于手持式的移动数据采集器系 统中，性能表现优良。 参考文献 文件，子目录名，扩展名属性，建立或删除最后修改 日期，文件开始簇号及文件长度的登记表。 Ｈ录项定义如下： 【１】陈智育嵌入式系统中的Ｆｌａｓｈ文件系统单片机与嵌入武 ｔｙｐｅｄｅｆ ｓｔｒｕｃｔ｛ 系统应用，２００２（２）：５－８ ｃｈａｒＦｉｌｅＮａｍｅ［８］；／／ｏｆｆｓｅｔ：０文件名 ｃｈａｒＥｘｔＮａｍｅ［３］；Ⅳｏｆｆｓｅｔ：８扩展名 ｕｃｈａｒ嘲程冰英，等．Ｃ８０５１Ｆ０２０与ＳＰＩ串行Ｆｌａｓｈ存储器的接口．电子 工程师，２００４（７）：６１－，６４

ａｔｔｒｉｂｕｔｅ；∥ｏｆｆｓｅｔ：１１文件属性 Ａ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ＳＣＭ ａｎｄ ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ Ｂａｓｅｄ Ｚｏｕ ＪｉｎｋＣｈｅｎ ＸｉＸｕ Ｃｈｅｎｇｓｈｅｎ ｕｎ ｎｇ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ

ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｂａｓｅｄ

ｏｎＳＣＭ（ＳＳＴ８９Ｅ５６４ＲＤ）ａｎｄ ＳＡＭＳＵＮＧ ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ ｃａｒｔ（Ｋ９Ｆ１Ｇ０８ＵＯＭ）Ｔｈ虹ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｅ ｄａ ｓｔｏｒａｇｅ ｂｌｏｃｋ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｗｅｓｉｇｎｅｄ ｈｉｃｈ ｃａｒｔｍａｋｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｏｆⅡｌｅ

ｓｔｏｒａｇｅ ｂｌｏｃｋｓ，ａｃｈｉｅｖｔｈａｔ ａｌｌ ｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｉｎｇ ｂｐｍｔｅｃｔｅｄＩｔ ａｌｓｏ ａｃｃｏｒｄｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ＦＡＴｌ６ ｆｉｌｅ ｓｙｓｔｅｅ

ｍ，ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｍ ｕｎｉｆｏｒｍ ＡＰＩ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ａｎｄ ｈａｓ ｅｘｃｅａｅｎｔ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍａｉｎｔａｉｎａｂｉｌｉｔｙ

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ；Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＳＣＭ；ＦＬＡＳＨ 作者简介邹锦坤．男．１９８２年生，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统设计。 陈星，男，１９６４年生，副教授，硕士，丰要研究方向：嵌入式开发理论，实践及现场总线应用。

按承深，男，１９６４年生，讲师，硕上，丰要研究方向：工ｑｋ领域嵌入式开发。 万方数据

ＦＩ：ＦＯＨ—ＦＩ硼

基于单片机和NANDFLASH芯片的嵌入式文件系统

作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：

邹锦坤， 陈星， 徐承深， Zou Jinkun， Chen Xing， Xu Chengshen 大连理工大学机械学院 自动化与信息工程

AUTOMATION & INFORMATION ENGINEERING 2007，28(3) 1次

参考文献(2条)

1.陈智育 嵌入式系统中的Flash文件系统[期刊论文]-单片机与嵌入式系统应用 2002(1)

2.程水英.武传华 C8051F020与SPI串行Flash存储器的接口[期刊论文]-电子工程师 2004(7)

相似文献(10条)

1.期刊论文 冯世奎.刘玓.FENG Shi-kui.LIU Di Linux嵌入式系统根文件系统的选择与制作 -成都信息工程学院学 报2006,21(4)

Linux操作系统做为嵌入式系统近年应用越来越广泛,Linux根文件系的装载是Linux内核启动期间进行的最后操作之一,它是Linux嵌入式系统的一个 重要组成部分,系统地分析了Linux嵌入式系统根文件系统的类型,内容选择以及制作方法.

2.会议论文 向玢.赵宏图 嵌入式系统中的逻辑文件系统 2004

本文给出了对逻辑文件系统的理解,并介绍了一个嵌入式系统中逻辑文件系统的构建方法.文章从一个普通Linux系统的启动过程入手引出了逻辑文件 系统.分析了一个重要的配置文件inittab.并给出了一个简单的逻辑文件系统的制作流程,重点是/bin、/sbin、/dev、/etc等目录的构建.通过介绍

busybox、tinylogin工具,介绍了/bin、/sbin目录的构建.根据实际情况介绍了/etc目录中的主要配置文件,注意到了与pc机的区别,并给出了一个简单的 启动脚本.联系开发板的具体情况给出了/dev目录的构成.最后对文件系统进行了打包和烧写工作.

3.学位论文 王正刚 μT-Engine/NiosⅡ上的文件系统移植 2008

μT-Engine/NiosⅡ是Altima，PMC和Altera联合推出的一款开发板，广泛用于嵌入式系统的开发。μT-Engine/NiosⅡ具有采用Nios软核嵌入式处理 器、无MMU等特点，使其并不支持文件系统。为了更易于使用此开发板，需要移植现有的文件系统。 本文首先分析了μT-Engine/NiosⅡ平台以及

TFS和FAT两种文件系统工作原理。然后，本文详细介绍了TFS和FAT文件系统在μT-Engine/NiosⅡ上的移植策略和实现工作。针对TFS和FAT文件系统的应 用需要使用两套不同APIs的问题，本文设计并实现了一个通用的文件系统应用APIs:UniversalFileAPI。该文件系统应用APIs可提供一套通用的方法存取 在不同硬件上的不同文件系统的文件，并可使用相同的开发过程，将其它种类的文件系统封装在这个统一的APIs下。 经过测试，TFS和FAT两种文 件系统和Universal FileAPI已成功运行在μT-Engine/NiosⅡ平台上。

4.学位论文 郑桦 嵌入式Linux文件系统的设计与实现 2004

文件系统是操作系统最基本的资源,它是一个计算机系统内文件和目录的集合.随着嵌入式系统硬件设备的广泛运用、其价格的不断降低以及嵌入式 系统应用范围的不断扩大,嵌入式操作系统的重要性显得更加突出,嵌入式文件系统的开发也引起了更广泛的关注.由于系统的结构和应用要求的不同,嵌 入式的文件系统在很多方面都与桌面文件系统有较大的区别,主要体现在实时响应、可移植性、可裁剪性和可配置性等方面.该文就是在一个标准Linux文 件系统的体系结构的基础上,进行相应的裁剪和配置,并移植到一个手持式电脑产品的硬件平台中,从而实现了一个专用的嵌入式Linux的文件系统.该文首 先对嵌入式系统、Linux系统进行了简单介绍,然后引出了二者结合的产物——嵌入式Linux系统,并分析了其特点、优势和目前国内外的研究情况;而后介 绍了Linux文件系统的布局和层次结构,对Linux系统中主要和重要的文件进行了说明,为后来的裁剪工作打下了基础;然后详细描述了该文作者所参与设计 的一个可信移动终端产品上的嵌入式Linux文件系统的整个构造过程,仔细分析了在设计过程中如何选择和配置所需的系统文件,以及如何设置文件系统的 用户和组的权限来使系统达到一定的安全性能;最后,该文概述了如何搭建嵌入式开发平台,以帮助其他开发人员能够在已构造好的基本文件系统之上进行 进一步的开发.该文所构造的嵌入式Linux文件系统秉承了标准Linux文件系统的树型目录结构,但根据实际的硬件限制和产品要求,进行了很大程度的精简 ,只保留了系统启动运行所需的最基本的一些文件,并对所选取的每一个文件的内容也尽量简化,以保证嵌入式系统精小的要求.另外优化了文件系统的物 理布局,将常修改的文件定位在SDRAM中,不常修改的文件定位在Flash中;同时简化了系统文件的配置和文件属性、访问模式的设置,以便达到系统安全管 理的特性.该文所构造的嵌入式Linux文件系统已经在上海维豪信息技术有限公司的电子政务项目的一个可信移动终端设备——安全个人计算中心sPCC中 的安全模组里的Linux操作系统中得到了应用,并取得了比较好的效果.

5.学位论文 王娟 EXT2文件系统微型化改造 2007

EXT2（第二代扩展文件系统）是早期GNU/Linux操作系统标准文件系统,是一个功能强大、易扩展的、性能上进行了全面优化的、支持长文件名的文 件系统。它是Linux文件系统类型中使用最多的格式，在速度和CPU利用率上都有较为突出的优点。它很好地继承了Unix文件系统的主要特色，如普通文 件的三级索引结构、目录文件的树型结构和把设备作为特别文件等。目前最新的Linux版本支持EXT3文件系统，它和EXT2文件系统在硬盘布局上是一样的 ，其差别仅是EXT3文件系统在硬盘上多出了一个特殊的索引节点(可以理解为一个特殊文件)，用来记录文件系统的日志。 目前，Linux的应用已经 从以个人用户为主体，迅猛地向产业化方向发展。随着成熟的内核2.6版本的推出，Linux这一通用操作系统集成了大量的应用程序和硬件配置，系统变 得越来越庞大。但Linux的微内核结构使其应用不仅仅限于桌面和服务器，在嵌入式系统中更具潜力。嵌入式系统是用来控制或监视机器、装置或工厂等 的大规模系统的设备，它是面向用户、面向产品、面向特定应用的。然而文件系统是操作系统一个重要的组成部分，因此我们首先对文件系统进行微型 化改造。 随着嵌入式系统技术的飞速发展，在Linux的内核裁减方面已经取得了令人注目的成绩，但在文件系统微型化方面的研究还仍然停留在做 一些功能的删除，没有深入到内部的结构。 本文首先介绍了EXT2文件系统的发展历史，并且阐述了文件系统对操作系统的重要性；其次对Linux操 作系统的VFS文件系统和EXT2文件系统进行详细分析，着重介绍了EXT2文件系统的数据结构，以及对文件/目录基本操作的实现。 最后，根据 EXT2文件系统的原理，编写了一个类EXT2文件系统——在实现文件系统基本功能的前提下，最大限度的压缩和裁减，使其容量尽可能小，完成了对 EXT2文件系统的微型化，完善了《Linux操作系统原理》文件系统部分实验平台，也为文件系统的安全性研究提供一个精巧的运行平台，同时为实时系统 和嵌入式系统的研究做准备。

6.会议论文 陈文华.郭培源.陈岩 S3C44B0X嵌入式系统中Flash文件系统的设计与实现 2006

介绍了针时S3C44B0X处理器构架的嵌入式系统中,一种Flash文件系统的设计方案及其工作过程;时Flash读写速度慢和擦除次数有限的问题进行重点 解决;通过在K9F2808U0C中的具体实现,证明其可行性。

7.学位论文 肖尧 嵌入式存储设备上文件系统的设计与实现 2009

嵌入式产品正以不可思议的速度闯入人们的日常生活，MP3、MP4、智能家电、智能手机等电子产品到处可见，这些现象表明预示着嵌入式时代已经

来临。目前，嵌入式系统也逐渐成为当前最热门的研究方向之一。随着硬件技术的飞速发展，设备存储容量也越来越大，这满足了人们对嵌入式产品数 据存储方面的需求，但同时也给嵌入式系统数据管理带来了诸多问题。若继续沿用传统的数据管理模式，不但会影响系统的性能，而且也无法对嵌入式 存储设备进行合理的管理。因此，为嵌入式系统设计一套文件管理系统，对大量的复杂的数据资源进行有效的管理是十分必要的。 论文针对嵌入 式流行存储设备Flash的特点，设计并实现了以Flash为存储设备和μC/OS-Ⅱ系统为运行平台的嵌入式文件系统。首先系统采用日志文件系统设计思想 ，使Flash存储设备得到更加合理的利用。其次文件系统采用模块化分层设计的原则，分为四层结构，在传统的闪存转换层基础上进行了大规模的设计 ，让其能够兼容多种设备，将文件系统和设备驱动程序分离开来，使得文件系统具有了支持多种设备的性能；最后该系统为应用程序开发提供统一的、 标准的API函数，具有良好的可维护性和移植性。文件系统树组织形式上选择了以文件索引节点号为关键字的B+树形式。针对日志型文件系统加载速度慢 的特点，设计了文件摘要区的结构，用来保存该块上的文件索引信息，从而大大加速了文件系统的初始化速度。 本文件系统已经在HHARM9-EDU开 发平台上进行了实际测试，在此基础上还对文件系统写操作中出现的异常终止进行了检证。所有测试结果表明，该系统是可行的、系统运行是可靠的 ，具有重要的应用价值。

8.学位论文 王全利 基于MC68EZ328和Linux的嵌入式系统的研究—移植，驱动程序，文件系统 2003

嵌入式系统在现今社会的许多领域都中有着广泛的应用.作为嵌入式系统的一个分支,基于MC68EZ328和uCLinux的嵌入式系统以其稳定的性能、较高 的性价比和源代码的开放性而广泛应用于手持设备、工程设备等低功耗嵌入式系统中.该论文详细分析了基于MC68EZ328和uCLinux的嵌入式系统的特点 ,性能.在此基础上,给出了一个以MC68EZ328和uCLinux为基础构建的嵌入式系统.然后,着重分析了该系统所涉及到的三个内容:系统移植问题、驱动程序 开发和文件系统支持.

9.期刊论文 刘金梅.张振东.路全.杨建华.LIU Jin-mei.ZHANG Zhen-dong.LU Quan.YANG Jian-hua 嵌入式文件系 统及jffs2文件系统在Flash上的实现 -河北工业大学学报2006,35(1)

目前嵌入式系统中大多教使用Flash作为主存,本文介绍嵌入式系统中的文件系统、存储器Flash和可读写的jffs2文件系统,通过在嵌入式操作系统 uclinux上实现可读写的jffs2文件系统的实例介绍了在嵌入式系统中添加可读写文件系统的方法.

10.学位论文 潘光晖 嵌入式文件系统的设计与实现 2003

嵌入式文件系统CEFS是基于实时嵌入式操作系统CRTOSII内核,采用IMFS和FAT位图文件系统格式实现的.CEFS文件系统分为三个实现层次,自底向上分 别是:设备驱动程序、高速缓存管理和文件系统核,并向用户提供了基于POSIX的文件系统API接口.为了使系统透明的支持不同的文件系统,将对各种不同 的文件系统的操作和管理纳入统一的接口.文件系统核实现分两个层次:虚拟文件系统和IMFS、FAT文件系统.虚拟文件系统将对各种不同的文件系统的操 作和管理纳入到一个统一的框架之中,即同一组系统调用,对各种不同的文件系统进行操作.这样就为用户程序提供了一个统一的、抽象的、虚拟的文件系 统接口.IMFS文件系统是基于内存后个类UNIX的文件系统;FAT文件系统基flash memory.该论文详细讨论了CEFS嵌入式系统的体系结构主要特性,及其总体 设计方案和具体实现技术.

引证文献(1条)

1.李享元.朱学慧 嵌入式系统教学过程中的几个重要概念[期刊论文]-湖北第二师范学院学报 2008(2)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gdzdhyxxgc200703013.aspx

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