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ARM7系統(tǒng)中實現(xiàn)CF卡存儲的文件系統(tǒng)設(shè)計
摘要：介紹針對ARM7架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)中，以CF卡作為存儲介抽的文件系統(tǒng)的設(shè)計，并通過GPS車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中地圖信息讀寫的具體應(yīng)用介紹了其軟硬件電路的實現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：嵌入式文件系統(tǒng) CF卡 ARM7
隨著微控制器性能的不斷提高，嵌入式應(yīng)用越來越廣泛。但是目前市場上的大型商用嵌入式實時系統(tǒng)，價格昂貴，而且都針對特定的硬件平臺。對于中小型系統(tǒng)開發(fā)，購買商用實時系統(tǒng)并不劃算。
目前我們正著手將嵌入式系統(tǒng)軟件應(yīng)用于汽車衛(wèi)星導(dǎo)航儀系統(tǒng)的一步開發(fā)。傳統(tǒng)的嵌入式應(yīng)用并不包括文件系統(tǒng)，而我們要實現(xiàn)的文件系統(tǒng)需要在車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)文件的讀寫。因此它既要支持與MS-DOS兼容的文件系統(tǒng)也要支持其它類型的文件系統(tǒng)。
另一方面，從數(shù)碼相機到MP3播放機，從掌上電腦到數(shù)碼攝像機，CF（CompactFlash）卡由于具有體積小、兼容性強、價格相對低廉等諸多優(yōu)點，在數(shù)碼設(shè)備上的應(yīng)用越來越廣泛。但若想在CF卡與PC之間傳遞數(shù)據(jù)，通常不得不借助于專門的讀卡器，這給PC的用戶帶來了不小的麻煩。CompactFlash卡全稱為“標準閃存卡”，簡稱“CF卡”。CF卡的應(yīng)用空間比較廣，最常見的是在數(shù)碼照相機中用于照片的存儲。由于CF卡內(nèi)部采用模擬硬盤控制器的設(shè)計，使得CF卡可以比較容易地通過IDE接口實現(xiàn)與電腦的連接，一定程度上可以起到移動存儲的作用。
一般的嵌入式系統(tǒng)不會提供讀寫CF卡的接口，所以需要在文件系統(tǒng)中專門設(shè)計一個驅(qū)動程序。
1 基本原理
圖1所示的CF卡中，主機系統(tǒng)的控制器接口允許數(shù)據(jù)從Flash介質(zhì)讀寫。CF卡的存取方式有三種：Memory方式、I/O方式以及True IDE方式。我們選擇的是True IDE方式。需要注意的是，當主機電源一直接通時，拔插CF卡將會使其從原來的True IDE方式重新配置成PC Card ATA方式。所以要讓CF卡一直工作在True IDE，需要在電源加電啟動時將OE輸入信號接地。此方式也支持8位存取，但我們選擇了16位存取。一次最多存取的扇區(qū)數(shù)可由命令碼Ech中的第47參數(shù)字決定。
CF卡跟硬盤的結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示。在引導(dǎo)區(qū)中裝有用于啟動系統(tǒng)的代碼，以及有關(guān)文件系統(tǒng)的重要信息，隨后是記錄所有磁盤空間的表，再下來就是根目錄，然后是所有其它的東西。引導(dǎo)扇區(qū)在其末尾處包含有分區(qū)表。此表包含了用以標示每個分區(qū)開始和結(jié)束的表項，最多可以有四個分區(qū)，每個分區(qū)可包含不同的文件系統(tǒng)。緊隨引導(dǎo)區(qū)之后的是FAT（文件分配表），用來記錄設(shè)備中所有的磁盤空間的信息（此表與UNIX中的I-node表和空閑表具有相同的功能）。
設(shè)計軟件時，同時考慮了通用性及可擴展性，目的在于使該文件系統(tǒng)無需分別修改便能夠?qū)F卡、IDE硬盤、RAM Disk、電子盤、SD等不同的存儲介質(zhì)進行操作；讀出這些存儲介質(zhì)中的數(shù)據(jù)，并且可以將數(shù)據(jù)輸送到不同存儲設(shè)備上。
為了達到這些目的，我們針對不同CPU的不同處理方法，對硬件操作程序進行分離，將設(shè)備有關(guān)的底層
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