[發明專利]基于CF卡的嵌入式文件系統

在審

• 申請號: 201110346063.9
• 申請日: 2011-11-01
• 公開（公告）號: CN103092876A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊際榮
• 申請（專利權）人: 鎮江華揚信息科技有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及基于CF卡的嵌入式文件系統，本發明說明短文件名和長文件名之間的差異，分析了支持長文件名的數據結構，以CF為存儲介質設計和實現了FAT16文件系統.這一文件系統支持長文件名文件的讀寫操作，有效地解決了嵌入式環境下使用長文件名所存在的問題。

背景技術

隨著電子技術、計算機技術的飛速發展，嵌入式系統越來越多地出現在消費類、通訊類的電子產品中。嵌入式系統的發展，要求系統能夠存儲和管理大量的數據。SEP3203是東南大學自主研發的一款ARM7TDMI的嵌入式微處理器。SEP3203移動終端應用處理器針對低成本個人移動終端的應用需求，為用戶提供了面向移動終端應用的豐富外設、低功托管理和低成本的外存配置。CF卡是專門為海量存儲設計的的閃存卡，具有成本低、兼容性好等優點。為了CF卡能夠和Windows系統進行數據交換，實現以FAT16文件系統來驅動基于CF卡的文件操作。

FAT文件系統在嵌入式系統中應用越來越廣泛，傳統的8.3格式文件名已經滿足不了某些應用的需求。

發明內容

基于上述問題，特此發明基于CF卡的嵌入式文件系統.此系統支持長文件名文件的讀寫操作，有效地解決了嵌入式環境下使用長文件名所存在的問題。

1.CF卡驅動程序設計；CF卡的瀆寫操作都是通過內部寄存器實現的。CF卡有兩組內部寄存器：命令寄存器組和控制寄存器組。命令寄存器組給磁盤寄存器發送命令并進行數據交換，控制寄存器組用來控制磁盤驅動器。這兩組寄存器是通過CE1和CE2來選擇的。A2一A0是寄存器的尋址線。通過地址線A2一A0和片選CE1和CE2訪問各個寄存器。在讀寫時，IDE接口有兩種工作方式：LBA(邏輯塊地址)和CHS(柱面磁頭/扇區)。這兩種方式由磁頭寄存器的第六位區分。在LBA方式下，系統隱藏扇區是不能訪問的，能訪問的扇區從0柱面、0磁頭、1扇區開始，在LBA方式下為第0號扇區。所有的扇區依次統一編號。CHS(柱面P磁頭P扇區)尋址時，直接輸人相應的柱面P磁頭P扇區數值就可以了。在LBA訪問方式時，要將所要訪問的邏輯扇區值轉換成相應的物理磁道、柱面和扇區號。本設計采用LBA尋址。

在0、卡讀寫操作過程中，首先設置瀆寫訪問地址的尋址方式，然后按照所設置的尋址方式分別設置驅動器/磁頭寄存器、柱面低字節寄存器、柱面高字節寄存器、扇區號寄存器以得到瀆寫操作的起始地址。接著設置扇區計數器來決定所要讀寫的數據塊數量，最后以塊為單位對CF卡進行讀寫。

2.文件系統的設計；眾多的嵌入式的應用領域涉及到文件的瀆寫，同時CF卡讀卡器一般是在Windows系統下操作。所以必須建立一套文件系統，本設計選取FAT16格式，支持長文件名、中文文件名。

(1).CF卡磁盤劃分為：引導扇區，FAT區，根目錄區和數據區。引導扇區占512字節，包括跳轉指令、廠商標識和版本號、BPB、擴展BPB和系統引導程序。FAT區是FAT文件系統用來記磁盤錄數據區簇鏈結構的。根目錄區用來保存目錄信息。數據區保存文件的數據。

其中，RS為保留扇區數，FS為FAT表占用扇區數，NF為FAT表備份數，默認是2，DB為根目錄起始扇區，DS為根目錄數，SS為每扇區所占字節數。

(2).長文件名的實現；FAT文件系統在長文件名方面的擴展稱為VFAT。傳統的FAT16文件系統只支持8.3格式的文件名。一個8.3格式的文件名目錄格式如表2所示。一個長文件名在目錄上實際上存儲著兩個名字：一個長文件名的別名(短文件名)和一個長文件名。作為別名的短文件名以8.3格式存儲在目錄項中，長文件名則存儲在屬性標志為OFH的若干個目錄項中。

其中，短名目錄項使用GR2312碼格式，每個字符需要1個字節空間；長文件名目錄項使用Unicode碼格式，所以必須建立GB2312碼到Unicode碼之間的轉換表。由于在嵌人式領域中，只建立常用3600個漢字的轉換表，通常可以滿足應用的需求了。GB2312碼是規則排列的，而與GB2312碼一一對應的Unicode碼是不規則的L6J。所以可以按照GB2312碼的規則建立一張表。當GB2312碼轉換為Unicode碼時，就可以很方便得到偏移量，當Unicode碼轉換為GB2312碼時，就只能通過順序查找整張表。對于一個長文件名來說，短文件名和長文件名都存儲在目錄項中，長文件名目錄按照第一個字節的目錄序列號存儲。