[發明專利]分離式文件系統及其管理方法

有效

• 申請號: 201210265692.3
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102867019A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 盧勇;劉家春
• 申請（專利權）人: 利爾達科技有限公司
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

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技術領域

本發明涉及一種文件存儲系統，尤其是涉及一種用于無線傳感網絡節點的分離式文件系統及其管理方法。

背景技術

自2009年8月溫總理提出“感知中國”以來，物聯網技術高速的發展著，傳統的傳感器正逐步實現微型化、智能化、信息化、網絡化，即逐步完善物聯網四大核心技術之一的無線傳感網技術。無線傳感網絡主要用于數據采集并通過網絡傳遞。傳感網絡中可能有大量的傳感數據需要本地存儲并集中發送，以達到減少通信次數、降低功耗、減小對網絡實時性要求、提升數據傳送成功率的目的。

存儲大量的傳感數據需要一種適用的管理方式，而現有的基于Flash文件系統主要應用于嵌入式系統，對內存限制不高，外存容量也比較大。這對于無線傳感器網絡節點內存受限、以傳感數據為信息單元的應用不適合。

中華人民共和國國家知識產權局于2006年8月23日公開了公開號為CN1822230A的專利文獻，名稱是基于NADA?Flash存儲器文件系統的實現方法，它是建立NAND?Flash存儲器文件系統控制塊索引，利用索引進行鏈表化區塊分配和鏈表化垃圾數據收回，并以猝發式輸入輸出進行數據讀寫，使用垃圾區塊回收機制來回收那些不再包含有效數據的塊。但是本方案在讀取和寫入時仍然是以塊為操作對象，具有較大的內存占用，難以適用于無線傳感網絡。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的讀寫基本單位較大、對內存占用大、對存儲器的擦寫頻繁的技術問題，提供一種以單條信息為讀寫對象、占用內存少、減少對存儲器擦寫次數的分離式文件系統及其管理方法。

本發明針對上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：一種分離式文件系統，包括主控MCU、第一存儲器和第二存儲器，所述第一存儲器和第二存儲器分別與所述主控MCU連接，所述第一存儲器為E2PROM存儲器，所述第二存儲器為Flash存儲器。

E2pRom存儲器能夠單字節的讀寫，而Flash存儲器由于本身特性，對于存儲器的寫操作只能將1寫為0，反之不行，故對Flash進行操作時需要先擦除后寫入數據，而Flash存儲器只能對一個數據段進行擦除。基于以上特性，提出了將需要經常進行修改保存的目錄及頁面管理區存儲于可單字節讀寫的E2pROM存儲器中，而將數據量較大不需經常修改的傳感數據存儲于Flash存儲器。

本發明中的E2PROM泛指可以直接進行單字節讀寫的存儲器，如FRAM（鐵電存儲器，無讀寫次數的限制）。

主控MCU控制數據在各存儲器中的讀取、寫入和刪除。

一種分離式文件系統管理方法，具體為：建立目錄區、頁面管理區和數據區三個邏輯區域，目錄區和頁面管理區位于E2PROM存儲器，數據區位于Flash存儲器，目錄區存放文件目錄信息，頁面管理區放置文件各部分在數據區的具體位置信息，數據區存放文件內容信息，文件內容信息為傳感數據，文件內容信息寫入和讀取的基本單位為一條傳感數據，數據區包括若干個頁面（Page），每一個頁面可以存儲若干條傳感數據。

作為優選，還建立有開發預留區和功能輔助區，開發預留區和功能輔助區都位于E2PROM存儲器，開發預留區存放開發過程中使用到的序列號、密鑰和系統參數中的一種或多種，功能輔助區包括存放文件的格式化標志的格式化標志區（FormatFlag）和存放要刪除文件Fid號的被刪文件區（FidToDelete）。

文件Fid號為文件在目錄區中所占的目錄編號，例如第一條目錄的文件Fid號為1，第一條目錄的文件Fid號為2，以此類推。

作為優選，所述目錄區包括若干個目錄數據單元，每個目錄數據單元包括：

文件名區，存放文件名稱；

文件類型區（FileType），存放文件類型，并說明文件所存儲的信息類型、信息單元的長度和數據區的一個頁面能存儲的數據條數；

起始頁面區（StartPage），存放文件的起始頁面號，可用于查找文件的起始位置；

頁面總數區（PageCount），存放文件占用的頁面數量，可用于指示文件占用存儲空間的大小；

末頁信息區（LstCount），存放文件在最后一個頁面具有的傳感數據條數，聯合PageCount?能計算出文件總的傳感數據條數。

信息單元具體指存儲于Flash數據區的最小讀寫單元，即一條傳感數據，每條傳感數據的長度可根據應用的不同來設定。

作為優選，所述頁面管理區包括若干個頁面管理單元，頁面管理單元的數量與數據區的頁面的數量相同，并且頁面管理單元與數據區的頁面按順序一一對應，每個頁面管理單元包括：