IC卡数据循环存储及文件管理

　　摘要：一种I2C总线型EEPROM存储器，在数据记录系统中，用来保存当前时刻以前一段时间内的多组数据。使用时设计成首尾地址相接的环型存储结构，实现数据文件的循环存储。文章介绍循环存储器的结构、循环存储的实现方法以及文件管理的过程；指出该方法的优越性。
　　关键词：EEPROM循环存储I2C总线IC卡
　　
　　绝大多数的IC卡采用的都是I2C总线型的EEPROM存储器。在现场数据记录系统中，经常需要保存的是当前时刻之前一段时间内的数据。由于EEPROM单字节写入时间太长，不易采用数据在存储器中内整体位置移动的方法管理；而单纯采用自存储器顶端向下顺序写入的方法，会出现存储器写满的现象。为解决这个问题，我们设计了环型存储的管理方法，使用首尾相接的存储环，配合以目录管理功能，完成顺的循环写入，实现了EEPROM存储器内文件的的高效保存和管理。
　　
　　1存储器及文件目录结构
　　
　　这里以1片4KB的I2C总线型EEPROM为例。微处理器采用Atmel的AT89S52；EEPROM的0000H～003FH作为IC卡内文件的目录管理区，为直线结构；目录区最多可以记录30个数据文件。存储器及目录结构如图1所示。0040H～0FFFH设计成首尾相接的环型存储结构，用来作为文件存储区。数据文件从0040H处开始依次记入，每写入一个字节，地址指针自动加1，然后判断该指针是否到了存储环的交界处。地址过界，即地址大于0FFFH时，将写入地址指针再修改成0040H，将最早形成的文件记录自动覆盖掉。AT89S52内部RAM的40H～7FH作为EEPROM文件目录区的映像，系统复位后由单片机将EEPRM中0000H～003FH的内容读出并记入到该映像区。每一组现场数据作为一个记录文件输入后，单片机都要及时修改目录映像中当前文件的结束地址。每建立一个新文件记录，映像区整个数据都要向地址增大方向移动2个字节，超出7DH的自动丢弃。新建立的文件首位地址记入40H～43H，最后将该映像再重新写回到EEPROM目录区。文件目录中只有当前文件记录了起始地址和结束地址。当前文件的起始地址是前一文件结束地址的下一个地址，因此在前文件只记录其起始地址。目录区没有文件的空间用#0FFH填充。另外，每一个文件的长度不应超过文件数据存储区的总长度。单个文件的长度越短，存储器可存储的文件数越多。存储器的大小可视一般记录文件和系统要求而定。
　　
　　2存储器清除及文件建立
　　
　　在IC卡第一次使用之前，首先应该通过功能程序将卡内目录管理区清空，即将0000H～003DH写入#0FFH.。003EH写入#00H，表示卡内没有文件。003FH写入自定义的卡编写，这一过程需要0.6s完成。只有使用经过初始清除处理的IC卡，才能保证后续文件建立和数据写入的正确性。
　　
　　文件的建立依赖于系统的功能指令。当系统得到建立新文件的指令时，立即启动新文件建立程序，完成文件起始地址配置以及目录区管理，具体过程见图2。
　　
　　图2
　　
　　3文件写入及目录管理
　　
　　文件数据的写入按照I2C总线规约逐字节写入。特殊之处在于，每写完一个字节之后，地址指针加1，调整后的指针如果超过0FFFH，则重新高速为0040H，这将意味着“吃掉“（覆盖掉）最早建立的文件或其它在前文件。这里，通过目录管理了程序找出被“吃掉”的文件，并将从目录中删除。由于在所选用存储时已经有效使存储空间远大于单个

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