如何基于FLASH介質(zhì)嵌入式存儲(chǔ)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)?

整個(gè)邏輯分區(qū)中，INDEX，F(xiàn)AT，F(xiàn)RT表中的內(nèi)容非常重要。

一旦因?yàn)楫惓．a(chǎn)生錯(cuò)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(duì)他們處理時(shí)，改寫表中的更新狀態(tài)。0xff表示開始更新，0x00表示更新結(jié)束。在文件系統(tǒng)初始化時(shí)，讀取它們的更新狀態(tài)，如果表中的更新狀態(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(chǔ)系統(tǒng)分成三層，如圖2所示。

(1)操作系統(tǒng)層

在整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)扮演的是使用者的角色。當(dāng)需要數(shù)據(jù)時(shí)，它通過(guò)調(diào)用文件系統(tǒng)層提供的接口函數(shù)獲取數(shù)據(jù)，它不關(guān)心數(shù)據(jù)的來(lái)源和正確性。

(2)文件系統(tǒng)層

文件系統(tǒng)層的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)它和操作系統(tǒng)層的函數(shù)接口。在實(shí)現(xiàn)方式上，線性文件系統(tǒng)和鏈?zhǔn)轿募到y(tǒng)有較大區(qū)別。比如文件讀取mfread，線性文件系統(tǒng)直接讀取所要的字節(jié)，而鏈?zhǔn)轿募到y(tǒng)是每次先把對(duì)應(yīng)的整個(gè)頁(yè)讀到文件緩沖區(qū)，然后再把所需數(shù)據(jù)拷貝到讀到指定內(nèi)存。文件刪除mfdelete，線性文件系統(tǒng)需要重新整理，不然就會(huì)因?yàn)榇罅康臄?shù)據(jù)空洞(由于空間太小，無(wú)法放入新文件的小塊區(qū)域)使得系統(tǒng)很快沒有可用空間。鏈?zhǔn)轿募到y(tǒng)只需修改文件系統(tǒng)的FAT和 FRT，而不用做其他任何處理，當(dāng)下次寫入操作用到該塊時(shí)，自動(dòng)完成擦除。

(3)驅(qū)動(dòng)層

驅(qū)動(dòng)層的任務(wù)是完成與FLASH之間的通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)它和文件系統(tǒng)層的函數(shù)接口。接口函數(shù)包括頁(yè)面讀mPageRead，頁(yè)面寫mPageWrite，塊擦除mBlockErase，隨機(jī)讀取mRnRead，隨機(jī)寫入mRnWrite。mPageRead，mPageWrite，mBlockErase 對(duì)整頁(yè)或塊進(jìn)行操作，在鏈?zhǔn)轿募到y(tǒng)中調(diào)用;mRnRead，mRnWrite對(duì)字節(jié)單位進(jìn)行操作，在線性文件系統(tǒng)中調(diào)用。其中mRnWrite比較麻煩，以寫一個(gè)Byte為例，它的操作分三步，首先將目標(biāo)塊中的所有數(shù)據(jù)讀到內(nèi)存Buffer中，然后將要寫入的數(shù)據(jù)更新到Buffer，擦除目標(biāo)塊，最后將已更新的Buffer寫回到目標(biāo)塊，這里的Buffer大小是一個(gè)Block。由于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存資源比較緊張，系統(tǒng)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(dāng)Buffer的角色。

結(jié)論

通過(guò)上面的設(shè)計(jì)，所實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn)：

(1)使用通用模式設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)FLASH設(shè)備的兼容性;

(2)使用雙模式文件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使不同類型的數(shù)據(jù)處理效率同時(shí)達(dá)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(qiáng)了系統(tǒng)的健壯性;

(4)對(duì)重要數(shù)據(jù)采用備份保護(hù)，保證不會(huì)因?yàn)閿嚯姷犬惓?dǎo)致系統(tǒng)的崩潰，增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性;

(5)采用塊交換技術(shù)，節(jié)約系統(tǒng)成本;

(6)進(jìn)行分級(jí)差錯(cuò)校驗(yàn)，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率;

因此，本文所設(shè)計(jì)的FLASH存儲(chǔ)系統(tǒng)，非常適合于嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用。