[發明專利]一種基于norflash的嵌入式文件系統

有效

• 申請號: 201711115807.X
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107908364B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 周悟強
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十研究所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

本發明公開了一種基于norflash的嵌入式文件系統,包括如下內容：一、扇區管理：每個扇區包含一個扇區頭信息，所述扇區頭信息包含扇區狀態、扇區編號id、擦除次數、備份扇區id、備份扇區擦除次數、頭結構校驗信息；二、文件管理：對所有文件和文件夾都進行編號，將文件目錄與文件都連續存儲在扇區頭信息之后。本發明可以很容易實現嵌入式應用中，滿足用戶對大扇區norflash存儲器中的文件存儲管理的基本需要。對扇區損壞在文件操作時能即時發現，通過動態更換扇區；內存占用小無需緩沖一個扇區，扇區擦除使用平衡，能很好的滿足小系統中對文件系統的需求。

技術領域

本發明涉及一種基于norflash的嵌入式文件系統。

背景技術

嵌入式微處理器一般內存小(KB級)，而norflash作為嵌入式系統的存儲器件被廣泛使用。通常在小型嵌入式系統中，由于norflash扇區塊過大(常見的有64KB)，而總存儲扇區數不多，實際應用中不好移植fat等商用文件系統，并且此類文件系統常以整個扇區為一個存儲單元，對于微處理器來說RAM占用過大，norflash小文件利用不充分。因此針對這種應用的嵌入式系統中通常作法為：當有norflash存儲應用數據時，一般由程序固定劃定各扇區的使用功能，對于文件的存儲，提前確定扇區的位置。這種存儲沒有靈活性，對同一扇區操作頻繁，當選定扇區損壞時很難再正常工作，對文件的修改等存儲管理非常不利。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種基于norflash的嵌入式文件系統，可以很容易實現嵌入式應用中，滿足用戶對大扇區norflash存儲器中的文件存儲管理的基本需要。對扇區損壞在文件操作時能即時發現，通過動態更換扇區；內存占用小無需緩沖一個扇區，扇區擦除使用平衡，能很好的滿足小系統中對文件系統的需求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種基于norflash的嵌入式文件系統，包括如下內容：

一、扇區管理：每個扇區包含一個扇區頭信息，所述扇區頭信息包含扇區狀態、扇區編號id、擦除次數、備份扇區id、備份扇區擦除次數、頭結構校驗信息；

二、文件管理：對所有文件和文件夾都進行編號，將文件目錄與文件都連續存儲在扇區頭信息之后，文件分割為文件頭信息部分和文件分片部分，所述文件頭信息部分包含文件總長度信息，文件分片部分包含文件分片頭信息。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：本發明在嵌入式系統中對norflash建立了一個文件系統，此文件系統格式簡單，易理解，對扇區和文件系統統一管理，實現扇區資源充分利用，擦除平衡。對于文件刪除只修改標記，對于文件修改時重新分配扇區擦除原扇區，對于寫操作失敗的扇區進行壞區管理。文件系統通過專門設計的文件或文件夾頭信息很容易構建目錄結構和定位檢索。具體表現如下：

(1)一個扇區可以存儲多個文件或目錄，實現大扇區空間的充分利用。通過解析每個扇區的各信息頭長度很容易得到每個扇區的使用情況，在文件建立時只需要在扇區的空白區域寫入文件和文件頭信息。

(2)文件修改時內存占用小，無需緩沖扇區數據。文件刪除時只是標記文件狀態，當此扇區在需要復制到新扇區時對刪除標識的文件不復制，而在此扇區擦除后真正刪除文件。文件修改時分配一個新的扇區，并寫入原文件所在扇區的ID和擦除次數保存到新分配扇區的備份信息頭中。將原文件所在扇區中除此文件外的所有有效文件先復制到新分配扇區中，將原文件中不需要修改的部分復制到新扇區中，寫入新修改部分文件到新扇區中，構建新寫入文件的頭信息。刪除原扇區并放入空閑扇區管理列表中。這一技術不再需要緩沖一塊扇區內容做擦除后修改，使得RAM占用小，扇區也不會被過度重復使用。

(3)每個扇區都存儲有扇區的編號和擦除次數，對空閑扇區的管理進行排序，將擦除次數少的扇區放到隊列頭，分配時最先使用，實現擦除平衡。扇區寫操作出現錯誤的扇區進行壞區管理，下次不再使用。