嵌入式系统的存储卡接口技术研究

发布时间：2021-05-27 08:26

　　在嵌入式系统的工业、军事及个人应用中,许多场合需要使用存储器来存储大量的数据,而且要求断电时能够保存数据。存储卡的特点刚好满足了嵌入式存储的要求:体积小、功耗低、非挥发、可靠性高以及耐用性好。并且随着嵌入式技术的发展,硬件设备价格的下降,嵌入式系统存储能力迅速提高,应用中出现越来越复杂的数据资源需要管理,因此嵌入式文件系统的重要性显得更加突出。 论文首先概述了嵌入式文件系统和存储卡的应用现状,在LPC2210和CF卡接口上实现对CF卡操作的底层驱动,主要包括:对CF卡的检测、复位、初始化和对寄存器的操作,提供给上层文件系统调用的接口函数。 对FAT16文件系统进行了适当的裁剪,使之更适合嵌入式系统。为了提高文件系统的可维护性及模块化程度,将整个系统划分为若干个相对独立的模块,在整合各个模块的基础上,实现了基于FAT16的嵌入式存储系统。为了满足实际应用需求,从减少存储器操作的等待时钟、修改底层驱动程序和文件系统实现函数等多个角度对该存储系统的性能进行了优化。 此外,为了解决文件系统的一致性问题,在比较了同步写和原子更新等恢复技术的基础上,结合嵌入式存储的自身特点,提出... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 本文研究工作背景
    1.3 相关技术研究现状
        1.3.1 嵌入式文件系统
        1.3.2 存储卡技术
    1.4 本文内容安排
第二章 ARM以及LPC2210介绍
    2.1 ARM微处理器介绍
        2.1.1 ARM微处理器概述
        2.1.2 ARM7微处理器特征
    2.2 LPC2210的介绍
        2.2.1 LPC2210概述
        2.2.2 LPC2210的特性
        2.2.3 LPC2210的结构图
第三章 CF卡
    3.1 存储卡概述
    3.2 CF卡存储特点与应用
    3.3 CF卡物理层结构
    3.4 CF卡电气接口
        3.3.1 物理描述
        3.3.2 电气描述
        3.3.3 电气接口
        3.3.4 True IDE模式I／O传输功能
    3.5 CF卡True IDE模式软件接口
        3.4.1 数据寄存器
        3.4.2 错误寄存器
        3.4.3 特征寄存器
        3.4.4 扇区计数寄存器
        3.4.5 扇区号寄存器
        3.4.6 柱面低寄存器
        3.4.7 柱面高寄存器
        3.4.8 设备／磁头寄存器
        3.4.9 状态和辅助状态寄存器
        3.4.10 设备控制寄存器
        3.4.11 命令寄存器
        3.4.12 ATA设备硬件复位
第四章 LPC2210和CF卡的接口实现及底层驱动
    4.1 LPC2210和CF卡的接口实现
    4.2 底层驱动
        4.2.1 系统硬件GPIO
        4.2.2 读写CF卡寄存器
        4.2.3 CF卡复位
        4.2.4 CF卡检测
        4.2.5 CF卡识别及初始化
        4.2.6 ATA指令执行
        4.2.7 操作ATA设备的API函数
        4.2.8 文件系统
第五章 FAT文件系统
    5.1 引导扇区
    5.2 文件分配表
        5.2.1 扇区分簇管理
        5.2.2 簇链和文件检索过程
    5.3 根目录区
    5.4 数据区
第六章 嵌入式文件系统实现及优化
    6.1 概述
    6.2 各个模块的实现
        6.2.1 逻辑盘管理模块
        6.2.2 缓存管理模块
        6.2.3 格式化管理模块
        6.2.4 文件分配表管理模块
        6.2.5 文件目录表管理模块
        6.2.6 目录管理模块
        6.2.7 文件管理模块
    6.3 性能优化
        6.3.1 准备工作
        6.3.2 系统优化的必要
        6.3.3 系统优化的主要工作和结果
第七章 故障恢复模块的研究
    7.1 故障恢复模块的作用
    7.2 故障恢复模块的机制
        7.2.1 日志记录机制
        7.2.2 日志记录的恢复处理
第八章 结束语
    8.1 研究总结
    8.2 工作特点
    8.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]DCFS2的元数据一致性策略[J]. 熊劲,范志华,马捷,唐荣锋,李晖,孟丹.  计算机研究与发展. 2005(06)
[2]CF卡在GPS数据记录仪中的应用[J]. 梁坤,王剑,蔡伯根.  北京交通大学学报. 2005(02)
[3]用ARM7读写CF卡文件的技术实现[J]. 谈宏华,黎爱琼,陈家林,陈文进.  武汉化工学院学报. 2005(01)
[4]CF卡与单片机的接口设计及编程[J]. 张承瑞,王金川,王恒.  山东大学学报(工学版). 2004(06)
[5]嵌入CompactFlash卡接口设计[J]. 姚放吾,徐漫江.  计算机应用研究. 2004(06)
[6]TMS320LF2407A与Compact Flash卡的ATA接口设计[J]. 郭晓东,曹丹华,吴裕斌.  工业控制计算机. 2004(06)
[7]CF卡大容量数据存储系统[J]. 桂峰,周涛,施春荣.  雷达与对抗. 2004(01)
[8]嵌入式处理器MPC8250与CF卡的接口设计[J]. 王汪,茅静芳.  电子技术应用. 2003(11)
[9]单片机对CF存储卡文件读写的实现[J]. 程拥强,郭凤龙,朱劲.  计算机应用. 2003(09)
[10]基于8051的CF卡文件系统的实现[J]. 毛晓燕,汤健彬,金建详.  自动化仪表. 2003(06)

硕士论文
[1]大容量存储设备在嵌入式系统中的应用研究[D]. 罗悦怿.华东师范大学 2004
[2]一种嵌入式文件系统的设计与实现[D]. 何英.电子科技大学 2001



本文编号：3207245