如何基于FLASH介質嵌入式存儲方案的設計與實現?

整個邏輯分區中，INDEX，FAT，FRT表中的內容非常重要。

一旦因為異常產生錯誤，可能會影響到所有文件;所以，這三個文件都做了備份處理，備份存放于不同的Block中。同時，在對他們處理時，改寫表中的更新狀態。0xff表示開始更新，0x00表示更新結束。在文件系統初始化時，讀取它們的更新狀態，如果表中的更新狀態為0xff，說明該表存在操作異常，可用備份表更正。

層次接口

整個存儲系統分成三層，如圖2所示。

(1)操作系統層

在整個存儲系統中，操作系統扮演的是使用者的角色。當需要數據時，它通過調用文件系統層提供的接口函數獲取數據，它不關心數據的來源和正確性。

(2)文件系統層

文件系統層的任務是實現它和操作系統層的函數接口。在實現方式上，線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頁讀到文件緩沖區，然后再把所需數據拷貝到讀到指定內存。文件刪除mfdelete，線性文件系統需要重新整理，不然就會因為大量的數據空洞(由于空間太小，無法放入新文件的小塊區域)使得系統很快沒有可用空間。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，當下次寫入操作用到該塊時，自動完成擦除。

(3)驅動層

驅動層的任務是完成與FLASH之間的通訊協議，實現它和文件系統層的函數接口。接口函數包括頁面讀mPageRead，頁面寫mPageWrite，塊擦除mBlockErase，隨機讀取mRnRead，隨機寫入mRnWrite。mPageRead，mPageWrite，mBlockErase 對整頁或塊進行操作，在鏈式文件系統中調用;mRnRead，mRnWrite對字節單位進行操作，在線性文件系統中調用。其中mRnWrite比較麻煩，以寫一個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，然后將要寫入的數據更新到Buffer，擦除目標塊，最后將已更新的Buffer寫回到目標塊，這里的Buffer大小是一個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以降低成本，方法是在FLASH中搜索一個空閑塊，用它充當Buffer的角色。

結論

通過上面的設計，所實現的存儲系統具有以下的特點：

(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，使不同類型的數據處理效率同時達到最優;

(3)使用地址映射表，屏蔽了壞塊帶來的隱患，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，節約系統成本;

(6)進行分級差錯校驗，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。