ARM7体系中实现CF卡存储的文件体系计划

　　随着微控制器性能的不绝进步，嵌入式应用越来越遍及。但是如今市场上的大型商用嵌入式及时体系，代价昂贵，并且都针对特定的硬件平台。对付中小型体系开辟，购买商用及时体系并不划算。

　　如今我们正动手将嵌入式体系软件应用于汽车卫星导航仪体系的一步开辟。传统的嵌入式应用并不包括文件体系，而我们要实现的文件体系必要在车辆导航体系中实现舆图数据文件的读写。因此它既要支持与MS-DOS兼容的文件体系也要支持别的范例的文件体系。

　　另一方面，从数码相机到MP3播放机，从掌上计算机到数码摄像机，CF（CompactFlash）卡由于具有体积小、兼容性强、代价相对低廉等诸多好处，在数码配置上的应用越来越遍及。但若想在CF卡与PC之间转达数据，通常不得不借助于专门的读卡器，这给PC的用户带来了不小的贫苦。CompactFlash卡全称为“标准闪存卡”，简称“CF卡”。CF卡的应用空间比较广，最常见的是在数码照相机中用于照片的存储。由于CF卡内部采取模仿硬盘控制器的计划，使得CF卡可以比较容易地通过IDE接话柄现与计算机的连接，肯定程度上可以起到移动存储的作用。

　　一样平常的嵌入式体系不会提供读写CF卡的接口，以是必要在文件体系中专门计划一个驱动步伐。

　　1 基源头根本理

　　主机体系的控制器接口容许数据从Flash介质读写。CF卡的存取方法有三种：Memory方法、I/O方法以及True IDE方法。我们选择的是True IDE方法。必要细致的是，当主机电源不停接通时，拔插CF卡将会使其从原来的True IDE方法重新配置成PC Card ATA方法。以是要让CF卡不停事变在True IDE，必要在电源加电启动时将OE输入信号接地。此方法也支持8位存取，但我们选择了16位存取。一次最多存取的扇区数可由下令码Ech中的第47参数字决定。

　　CF卡跟硬盘的布局雷同。在引导区中装有效于启动体系的代码，以及有关文件体系的紧张信息，随后是记录全部磁盘空间的表，再下来便是根目次，然后是全部别的的东西。引导扇区在其末端处包括有分区表。此表包括了用以标示每个分区开始和结束的表项，最多可以有四个分区，每个分区可包括差别的文件体系。紧随引导区之后的是FAT（文件分派表），用来记录配置中全部的磁盘空间的信息（此表与UNIX中的I-node表和空闲表具有雷同的成果）。

　　计划软件时，同时思量了通用性及可扩展性，目标在于使该文件体系无需分别修改便可以或许对CF卡、IDE硬盘、RAM Disk、电子盘、SD等差别的存储介质举行操纵；读出这些存储介质中的数据，并且可以将数据运送到差别存储配置上。

　　为了到达这些目标，我们针对差别CPU的差别处理惩罚要领，对硬件操纵步伐举行疏散，将配置有关的底层步伐变成与配置无关的上层操纵。如许，当体系新建成果之后，不必变动每个子步伐，只必要在某些接口文件的数据布局中添加大概变动数据项即可；又思量到用户对上层操纵的透明性，我们采取面向东西的要领，上层布局中存取操纵的driver布局（含read、write数据项）是假造的，在底层才将它详细化为CF卡的读写扇区下令（操纵码为：20h、30h）。

　　2 体系计划实现

　　根据上述原理，可完成软件计划，其根本框架如图4所示，分为六个重要部分。

　　此中，CF卡驱动步伐计划的关键是CF卡的存取操纵函数所采取的下令码有些差别。别的，我们利用驱动步伐东西来代表CF卡配置驱动步伐。该驱动步伐东西对付用户是部分不透明的，数据项包括读写函数的指针，这些函数由文件体系步伐输出（包括两部分函数，用户可见API函数调用和用户不见驱动存取函数）。此东西的数据布局声明如下：

　　typedef struct CF_XFILE_DRIVER{

　　BYTE driver_name; /*介质标示；CF卡、IDE硬盘、Flash卡、RAMDISK等，删除驱动的话，必要重新记录DRIVER号*/

　　…… /*IRP处理惩罚函数*/

　　}CF_XFILE_DRIVER；

　　要是有多个CF卡，必要用别的一个特定的数据布局Next_Driver来把它们程度连接在一起。然后，用链表来办理这些数据布局，办理方法雷同于WDM（Windows Driver Model）。

　　3 测试阐发

　　颠末调试运行，该文件体系性能精良。与我们之前已经移植过的Nucleus、μC/OS-II、UNIX的操纵体系的文件体系相比，本文先容的文件体系可移植性更强；除了文中偏重先容的CF卡，颠末对底层驱动的大略修改就可以应用于别的存储介质如RAMdisk、IDE硬盘、Flash等（此中IDE硬盘和Flash也已经调试告成）。别的，本文先容的文件体系对硬件平台的配置请求低落，并且对付文件操纵的运行速率并未减慢。