1.flash论文和原文件

flash论文和原文件

       摘要：在深入分析TI为开发DSP提供的物理物理RTS.LIB(RTS.SRC为源泉代码)的基础上，介绍对自定义的扇区扇区文件和设备的操作方法；设计一个简易的Flash文件系统，极大地方便了应用编程。读写

       关键词：DSP CC/CCS Flash 文件系统

       1 概述

       在开发DSP的程序应用程序过程中，经常需要处理一些数据文件。源码这些数据文件可以是物理物理农场小程序源码实际采集到的数据集合，也可以是扇区扇区用模拟仿真软件产生的数据集合，一般是读写以文件的形式存放在主机磁盘上的。一般的程序开发环境（如TI的CCS和CC）都提供了ANSI C标准操作文件格式，如打开一个文件fopen("盘符：\路径\文件名"，源码“打开模式”)。物理物理嵌入式系统一般都外挂Flash。扇区扇区我们希望能够和读写主机磁盘文件一样操作Flash读写时序等问题，读写使应用编程人员可以把精力用在解决实际应用问题上，程序从而提供一个良好的源码编程接口。同时，在需要键盘、串口等设备的系统中，也希望提供一个简易的API接口，如从键盘得到一个键，只需作如下操作，在执行fopen("keyboard","读")后，就可以用fread函数读入一个字符。

       结合TI公司提供的DSP开发环境CC/CCS（CC针对3X系列，CCS针对5X和6X系列）和实际开发经验，提供上述问题的解决方案，并成功应用到我们的凯哥源码产品中。

       2 CC/CCS文件操作机制

       TI公司为其TMSC3X系列DSP提供了一个开发环境Code Composer,配套的C语言编译器提供了文件的标准操作。在调试(debug)环境下，对主机(host)硬盘文件的操作是通过标准的ANSI文件操作格式与主机的通信来完成的。ANSI C I/O操作分为三个等级—high level、low level和Device level。在High level中，标准接口是Fopen和Fwrite等函数；而Low level中是Open和Write等函数。这三个等级功能用三个表来实现—文件表、流表（实质就是内存缓冲区索引）和设备表。文件的打开和关闭等基本属性在文件表中反应。当打开一个文件时，文件表中便相应增加一个描述该文件的信息单元；同样，关闭一个文件时，该文件的信息单元从文件表中被删除。流表提供了对文件的缓冲操作处理，缓冲区位置和大小等均在流表中记录。一个文件对应一个流，即缓冲区。对文件的读写就是对缓冲区的读写。当缓冲区填满时，再一次性写入Flash等设备中，避免了对Flash的频繁操作，延长了Flash的使用寿命。设备包括Flash、硬盘、键盘等在设备表中体现。海柔 源码多个流可以对应一个设备，例如在Flash中可以打开多个文件，但是一个设备不能对应多个流。流操作和设备操作是紧密联系在一起的。当打开一个文件时，同时给出了该文件在什么设备上操作，再分配一个流。以后对该文件的操作通过流对应的具体设备的驱动函数来完成。主机的target任何外设都可被加入进去成为设备表的成员之一。

       Code Composer对HOST磁盘文件的操作最终是通过与HOST集成开发环境通信的方式来进行。TI提供的RTS.LIB提供两个函数与主机通信，writemsg()函数发送数据和参数到主机。Readmsg()函数从主机读取数据到目标机。Code Composer再与主机进行交互，利用主机文件系统的支持，屏蔽了具体的物理地址读写问题。在调试阶段，当要在主机上建立文件、读取文件和存储数据时，只需用标准的ANSI C函数操作就可以，从而极大方便了编程调试。

       3 Flash文件系统的实现

       嵌入式文件系统一般有集中管理文件系统，存储空间的使用信息集中存在存储器的某个地方，如DOS的FAT，Unix的inode表。线性文件系统，ffmpeg源码讲解又称为连续文件系统，每个文件相关的所有信息都连续存放在存储器中。与集中式文件系统相比，实现更简单，读写更快，特别是将文件的关键系统分布存放。日志文件系统顺序写入文件系统的修改，如同日志记录一样，可加速文件写入和崩溃修复。采用Log唯一结构，Log包含索引信息、名称和数据。嵌入式系统不可能带硬盘，一般都是基于Flash存储器的。

       3．1 Flash特点及其相应处理

       Flash的读操作与普通RAM时序一样，但是写和擦除操作则具有自身的特点。同一地址不能同时写入两次，必须进行费时的擦除操作。执行擦除的方式有三种：一是片擦除，即一次性全部擦除所有内容（这个相当于格式化功能，在第一次使用时可以执行这种操作）；二是块擦除；三是扇区擦除。以SSTVFA为例，块Block的大小是KB，扇区的大小是2KB，块擦除一次擦除一个块内容；扇区类似。如果一个文件内容被改动，mybaits指标源码且改动的内容不足一个扇区的话，则更新文件时必须重写这个扇区的所有内容；在重写前必须擦除该扇区的所有内容。因此基于Flash的文件系统不能完全套用已有的文件系统，但可以在其基础上进行改动。Flash能够擦除的范围越小，对文件的改动就越小，所执行的I/O操作就越小，从而减少I/O时间，提供文件系统的实时性能。我们使用的SSTVFA的扇区大小是2KB，也就是B（1K=）。用常数定义，#define FileUnit 。

       3．2 Flash文件系统的层次性

       与ANSI C标准相对应，我们将Flash文件系统分为3个层次。第一层次，API层。API层是文件系统与用户应用程序之间的接口，包含一个与文件函数相关的函数库，如FS_FOpen、FS_Fwrite等，也相当于High Level层。第二层次，文件系统层，即Low Level层。该层处理文件是否存在，打开，关闭和为文件分配相应的缓存等。该层调用底层驱动。第三层是Device Level层，就是设备驱动层。Flash的实际读写操作就是在该层进行的，特定的Flash存储器对应特定的读写程序。

       3.3 Flash文件信息表的设计

       该表保存Flash中已有文件的属性，Flash大小和文件的属性等都在该表中反映出来。该表与Flash中的内容保持同步更新，即一个文件最小块更新完毕时，写入Flash中。

       Flash的空间分配：

       ①Flash空间，以簇为单位，读和写都是一簇，即一个扇区单位；

       ②0簇给文件分配表，不被应用文件占用；

       ③每次文件系统初始化时，把Flash内0簇的内容读取到内存中，保存在数组FAT[]中。

       常量定义

       #define CLUSTER_BLOCK_SIZE //每一簇的字节数

       #define NUMBER_OF_CLUSTER_IN_FAT

       //在文件分配表中，一共有多少个簇

       #define NUMBER_OF_FILE_BUF

       //一共有几个文件缓冲区

       #define MODE_OPEN_FILE_READ 0x //读取（文件打开模式）

       #define MODE_OPEN_FILE_WRITE 0x //写入（文件打开模式）

       #define MAX_SIZE_OF_FIEL //文件的最大尺寸

       文件结构体：

       typedef struct{

       unsigned int IsLock:1;//文件是否被上锁，=0没打开；=1已被打开。此标志只在文件的第一簇使用

       unsigned int status:7;//簇的状态，=0，此簇为色，没使用；=1，此簇是第一簇；=2，此簇不是第一簇

       char FileName[8];//文件名，在第一簇有效

       char FileExName[3]; //文件扩展名，在第一簇有效

       unsigned int SizeOfFile;//文件的字节数，在第一簇有效

       unsigned int NextCluster;//下一簇的簇号。当为0xffffffff时，说明这是当前文件的最后一簇

       }FlashFAT;

       文件句柄结构体：

       typedef struct{

       unsigned int Buffer[CLUSTER_BLOCK_SIZE];//文件缓冲区

       unsigned int fileblock;//文件当前簇的位置

       unsigned int filemode;//打开支持的模式

       unsigned int filebufnum;//文件缓冲区中已被/写的字节数

       unsigned int fileCurpos;//文件读写的当前位置

       unsigned int filesize;//文件的大小

       }FlashFILE;

       3.4 Device Level驱动函数

       SSTVFA标准设备级驱动函数如下：

       void Program_One_Word(WORD SrcWord,WORD far Dst){ /*写入一个字*/

       WORD far *Temp;WORD far*SourceBuf;WORD far*DestBuf;

       Int Index;DestBuf=Dst;

       Temp=(WORD far *)0xC;/*设置地址为C：h*/

       *Temp=0xAAAA; /*写数据0xAAAA到此地址*/

       Temp=(WORD far *)0xCAAA;/*设置地址为C：2AAAh*/

       *Temp=0x;/*写数据0x到此地址*/

       Temp=(WORD far*)0xC;/*设置地址为C：h*/

       *Temp=0xA0A0;/*写数据0xA0A0到此地址*/

       *DestBuf=SrcWord;/*传送字节到目的地址*/

       Check_Toggle_Ready(DestBuf);/*等待TOGGLF位准备好*/

       }

       源代码见网站www.dpj.com.cn。

       3．5 Flash文件系统的工作流程

       在使用Flash文件系统前，先将FlashROM设备加入设备表中（最开始假设Flash中没有任何文件），读入Flash文件表。下面简述系统工作流程。

       （1）加入FlashROM设备

       add_device("FlashROM",_MSA,flash_open,flash_close,flash_read,flash_write,flash_lseek,

       flash_unlink,flash_rename);

       其中flash_open、flash_close、flash_read、flsh_write、flash_lseek、flash_unlink、flash_rename是最底层的

       flash驱动函数名称。针对不同的Flash，需要不同的驱动函数。

       int flash_open(char *path,unsigned flags,int fno);

       int flash_close(int fno);

       int flash_read(int fno,char *buffer,unsigned count);

       int flash_write(int fno,char *buffer,unsigned count);

       （2）初始化文件系统

       在使用Flash前，必须初始化。初始化临时文件缓冲区，将Flash的各种信息读入到系统中，如Flash的大小，存在的文件的名称、大小、建立日期等，这样系统才能正确使用Flash.

       Init_eFS();/*初始化文件系统函数*/

       （3）执行各种文件操作

       如果要在Flash上打开一个文件，执行fopen("FlashROM:\路径\文件名"，“打开模式”)就可以了。当打开文件时，先检查文件表中是否存在该文件。如果没有，则在Flash文件表中查找是否存在该文件。如果存在，则打开；如果没有，则新建这样一个文件，同时打开该文件。随后就可以进行文件的读写、追加、属性修改等操作。

       该Flash文件系统的几个技术关键点：

       ①利用RTS.LIB(TI附带有源代码RTS.SRC)的高级层文件操作功能。该库已经按照ANSI C标准处理了高层文件应用问题。我们可以如同在上位机上编程一样使用各种文件操作函数，不同的是将盘符改为FlashROM盘符。例如，将fopen("C:\read.txt","r")改为fopen("FlashROM:\read.txt","r")。用这种模式操作Flash,的繁琐时序处理和扇区擦除等重复性问题，可以将精力集中到应用编程上来。

       ②用自设计的Low Level级代码接管了RTS.LIB的低层处理。前述的Flash文件信息表是核心，只有通过该表才能知道Flash中究竟有什么，在哪里操作。当在API层操作文件时，高层函数将调用相应的底层处理属数，在Low Level判断文件是否打开，是否可读写等属性。同时为该文件分配一个内缓冲区，所有对该文件的操作先操作缓冲区，即流操作。当缓冲区满时，调用的操作先操作缓冲区，即流操作。当缓冲区满时，调用Device Level级函数，将数据写入Flash中。同样，读取的时候，是先读取一个扇区内容，处理完毕后再读取下一扇区内容。

       操作键盘等其它外设相对Flash要简单得多，不用设计文件信息表。执行两个步骤就可以使用。一是加入设备，调用add_device(……)函数，填入设备名；二是编写设备驱动函数，将对应的函数名作为参数传入add_device()中。在这里要说明的是，不同设备、同样的操作名其实际含义是不同的。如对键盘打开一个字符，则意味着读入一个字符，因此在实际中应用灵活处理。

       结语

       该Flash文件系统实现了基本的文件读写功能，但是还有些不足地方：文件共享问题没有解决，在掉电的情况下可能导致文件丢失。由于我们研制这个Flash系统的目的在于方便编程、调试；同时在我们的应用领域（电力系统继电保护）中，掉电的几率非常低，存储的文件主要是整定值、控制字（修改不多）和故障滤波记录。这些数据即使丢失也不会造成灾难性的后果，故该系统在整体上满足我们的应用需求。