基于FLASH存储器的嵌入式文件系统的设计与实现

　　在嵌入式手持移动终端中，应用程序需要存储和检索大量的用户信息，这些信息在应用程序退出时应该被记录保存下来，同时这些信息要能被多个应用程序并发使用，比如电话本中的数据要能够被电话，短消息，名片等多个应用程序共享。为达到以上要求，就引出了文件的概念，把这些用户信息以文件的形式存储在外部介质上，独立于任何应用程序。

　　目前通用计算机上已经有很多成熟的文件系统，如DOS下的FAT文件系统、Windows NT下的NT-FS文件系统及UNIX文件系统等。但是同一般的PC使用磁盘，光盘，磁带机等存储设备不同，嵌入式手持移动终端一般只配有极少的ROM，RAM(主存)和FLASH(辅存)，因此这些通用文件系统并不适合直接应用到嵌入式系统中：第一，嵌入式系统电源电压的不稳定以及突发性断电将对FLASH的存储造成灾难性的影响，通用文件系统在这一点考虑不足;第二，通用文件系统大量使用缓存技术来提高文件系统的速度特性，通常耗费比较多的系统资源。这些都与嵌入式系统中系统资源有限，FLASH存储器又相对于磁盘驱动器较快的应用情况不同。

　　FLASH存储器的存储特性同一般存储介质也不同，它的读操作与普通的SRAM存储器类似，可以实现完全随机的字节读取，但是它的写操作较为特殊，需要经过“擦除—写入”两个操作过程。当对FLASH存储器的某一个单元进行写操作的时候，首先必须对这个存储单元所在的AREA(我们这里使用的FLASH一次擦除AREA的大小是64 kb)执行擦除操作，擦除操作成功完成后，整个AREA的数据内容都被清空(一般被设置成0xFF);然后执行写入操作，一次性的写入数据。当需要对文件进行数据的修改，追加，删除时，都需要重复以上的两个过程。此外，FLASH存储器数据传输中的时间瓶颈不在于读操作，而在于内部的擦写操作上。因此基于FLASH的嵌入式文件系统除了要提供数据管理(数据的读取，修改，存储，删除等)之外，还要最大限度的保证文件的数据有效性，同时针对FLASH的特性提供I/O的支持，从系统角度根据数据吞吐量，从用户角度根据响应时间，优化性能，减少或消除丢失、破坏数据的可能性，提供标准的接口供应用程序调用。

　　下面我们就嵌入式操作系统ASIXOS中的文件系统来谈一谈嵌入式手持移动终端中文件系统的实现。

　　1　ASIXOS中文件系统的结构

　　ASIXOS中的文件系统划分为六个较为独立的功能模块，各个模块之间的具体关系如图1所示。图中自顶向下显示了模块之间的调用关系。

　　用户文件接口模块将整个文件系统封装成为类似ANSIC的接口函数，提供了对创建文件，打开文件，关闭文件，删除文件，创建目录，打开目录(查看目录中的文件和下一级子目录)、删除目录，读文件，写文件，文件读写指针偏移的支持。