SD卡在記錄汽車CAN總線數據中的應用

　　SD卡初始化完成之后如果要使用默認的塊讀寫長度（512 B），就可以進行SD卡的讀寫。當然，也可用CMD16命令來設置SD卡的塊讀寫長度，可以是1B～512 B之間的任意值。但是對SD卡的寫過程則要求塊長度必須為512 B。無論是SD卡的讀還是寫，都要求在讀寫命令發送后有數據起始令牌FEH，數據傳輸結束有2 B的循環冗余編碼CRC。本設計采用默認的塊讀寫長度。
3.2 FAT32文件系統
　　存儲在SD卡中的數據為二進制數據，為了使其能為計算機所識別，SD卡文件系統必須與計算機的文件系統一致。目前Windows系列操作系統中最常用的文件系統有FAT16、FAT32及NTFS等。由于汽車CAN網絡的數據量大，并且記錄儀需要記錄長時間的數據，所以本設計選擇FAT32作為SD卡的文件系統，FAT32最大支持單個文件4 GB容量，滿足CAN數據記錄儀的要求。
　　FAT32文件系統由系統引導記錄區、FAT表區、文件登記表區和數據區四部分組成。系統引導記錄區存儲SD卡有關磁盤的結構信息，包括扇區字節數、FAT表的數目和總扇區數等；FAT表是FAT32文件系統中用于磁盤數據（文件）索引和定位引進的一種鏈式結構，它準確記錄著已經被占用的簇，并為每個已經占用的簇指明存儲后續內容的下一個簇的簇號。文件登記表FDT記錄文件的登記項，每個登記項占32 B，記錄了文件的起始簇號、大小以及創建和最后修改的時間等；數據區用于存儲文件數據。
　　SD卡的文件系統主要功能包括創建文件、打開文件、寫文件、讀文件和關閉文件。在應用中，可以根據實際情況，增刪以上功能，以簡化系統。
　　考慮數據采集對系統實時性的要求, 對FAT表區的鏈式結構進行簡化，磁盤的空閑空間是連續的,采用連續存儲方式，這樣略去了每次去FAT表搜索空閑簇的過程，滿足系統對實時性的要求。簡化后的鏈式結構是直線鏈, 即寫滿一個扇區自動寫下一個扇區, 寫滿一個簇自動寫下一個簇。
3.2.1 文件的創建
　　在SD卡上創建文件就是在文件目錄表FDT中申請登記項和向FAT表中的FAT項填寫空閑簇號的過程，流程圖如圖4所示。程序首先在系統引導記錄區獲取SD卡磁盤的結構信息；接著要檢測文件登記表FDT中是否已經存在該文件，如果存在同名的文件，則返回，創建文件失敗；然后申請空閑的FDT表項，申請FDT 表項成功后，程序會檢測磁盤剩余的空間是否滿足新創文件數據長度的需要，然后尋找第一個空閑的簇號，并修改對應的FDT表項。由于文件都是連續的,在FAT表中的FAT鏈表是直線鏈即前一簇指向后一簇，根據文件的大小，向FAT表區填寫FAT鏈表，直到最后一個FAT項寫入0x0FFFFFFFH，表示文件結束。

3.2.2 文件的讀/寫
　　SD卡上文件都是以簇為單位存取的，向SD卡上的文件寫數據時，首先要根據文件名查找到該文件的文件登記項，根據文件登記項中的起始簇號即可找到文件在數據區中第1簇，向數據區對應的簇中寫數據，并且可以在FAT表中找到第2個簇號。根據第2個簇號又能向第2簇寫數據并找到FAT 中的第3個簇號，以此類推，直到FAT表中最后一項0x0FFFFFFFH，完成寫文件。讀取文件的過程與寫文件類似。
　　SD卡在記錄汽車CAN總線數據中的應用程序流程圖如圖5所示。其中LPC2368以中斷方式將接收到的CAN數據以及接收時的時間存儲到數據隊列里，并立即跳出中斷,進行主程序的處理或等待下一幀數據的接收中斷,從而避免報文的丟失。

　　本設計采用SD卡作為外部存儲介質，將實時采集到的CAN數據信息以標準文件的格式保存于SD卡中，具有性能可靠、使用方便、重量輕及存儲容量大等特點，具有廣闊的應用前景。