适宜于嵌入式多媒体应用的Flash文件系统

> 完成后文件总长度 10,240,000 Bytes 被文件数据占用的Flash空间 625 Blocks 损坏块占据的Flash空间 342 Blocks FAT和FRT被操作的次数 11583次 SR被操作的次数 223次 同条条件MS-DOS FAT文件系统仍能保持工作的概率（即其主引导记录、文件分配表、根目录区域无物损坏的概率） 2.9E-52

实验2 频繁写操作异常终止状况下本Flash文件系统的可靠工作

实验条件 Flash存储器规格：16 KB/Block×1024Block，预先存储5个文件，文件长度分别为k×100KB(k=1..5)，模拟写操作进行当中，发生系统掉电类事故，造成写操作异常中止。 　 实验结果 实验次数 100次 导致SR、FAT或FRT出错的次数 71次 Flash文件系统启动自检时发现并更正文件系统错误的次数 71次 Flash上已有的5个文件受损的次数 0文件×0次

4 降低Flash文件系统的资源消耗

嵌入式系统相对于通用计算机系统来讲，往往有荷刻得多的成本要求，需要嵌入式系统尽可能低的系统资源配置。尤其对于Flash文件系统这种用于增强系统功能的服务性质模块，就更需要降低对系统资源的消耗，才能够扩大其使用的范围。

就Flash文件系统的资源消耗来讲，主要包括程序代码开销、处理器占用时间、运行时内存开销以及额外的Flash存储器消耗。其中，运行时内存开销最限制Flash文件系统的应用，同时设计结构的改善与运行时内存开销直接相关。所以针对资源消耗的结构优化主要着重于降低运行时的内存开销。

Flash存储器的擦除单位是区块（Block），这是本Flash文件系统中数据存储分配的最小单元。如果不采用任何措施的话，运行时内存开销中将至少包括备份一个完整区块数据的缓冲区。但一个Flash存储器的区块可能很大（Sumsung[TM]KM29U128是16KB），这在很多嵌入系统中都是过大的资源开销（最通用的8位微处理器MCS-51系列，总线寻址的能力只有64KB），必须进行改进。

为此，采用交换缓冲区（Swap Buffer）技术来解决这个困难。当需要准备某一个区块的数据时，并不直接向该区块写入，而是首先擦除用于做交换缓冲区的区块，然后逐步向交换缓冲区填入目的数据内容。因为此时，任何有用数据内容都未被破坏，所以运行内存中的缓冲就可以做得比较小。当交换缓冲区填写完成后，再擦除目的区块，拷贝交换缓冲区内容到目的区块。

采用交换缓冲区后，对内存中的缓冲区大小没有特别要求，考虑到Flash存储器的操作特性，选取Flash存储器的页面（Page）容量作为内存缓冲区大小。在结构上作了上述改进后，虽然大大降低了Flash文件系统的运行时内存消耗，但代价是将一个数据区块的写入时间延长了一倍。不过一般的Flash存储器中都有一特点制作的区块，该区域保证不会损坏，正好适用做交换缓冲区。这样就可以省去中间交换缓冲过程的数据完整性检验，加快写操作的速度。

表1给出了在与MCS-51兼容的微处理器上本Flash文件系统实例，对Sumsung KM29U128 Flash存储器（16KB/Block×1024Block）[4]进行管理应用中的系统资源开销。地于一般的成本要求来讲，是可以接受的。

表1 一个应用实例中本Flash文件系统的系统资源开销

程序代码开销 8.28 KB 额外的Flash占用 8 Blocks/1024 Blocks=0.78% 运行时RAM开销 总和 0.79 KB 页面缓冲区 0.50 KB 文件打开表 0.13 KB FAT项更新表 0.08 KB 其它 0.08 KB

5 基于存储内容的自适应环境管理策略

嵌入式系统中应用Flash存储器，与多媒体相关的应用占据相当的比例，如数码相机、语音监录、MP3播放器等。存储在Flash上的内容多数是多媒体数据流，这种应用相对于

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