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非非2的的n次幂大小的次幂大小的TrueFFS文件系统的构建文件系统的构建
介绍了嵌入式VxWorks的TrueFFS(True Flash File System)文件系统的结构和算法,针对项目开发中遇到的
问题提出了非2的n次幂大小的TFFS文件系统的构建,描述了该理论的实现过程。经实践证明该方法可行,并且
为Flash存储器的充分利用和通过TFFS加载镜像提供了参考。
周翔
(中国电波传播研究所 第四研究部,山东 青岛 266107)
摘要摘要:介绍了嵌入式VxWorks的TrueFFS(True Flash File System)文件系统的结构和算法,针对项目开发中遇到的问
题提出了非2的n次幂大小的TFFS文件系统的构建,描述了该理论的实现过程。经实践证明该方法可行,并且为Flash存储
器的充分利用和通过TFFS加载镜像提供了参考。
关键词关键词:嵌入式;VxWorks;TFFS;存储器
中图分类号中图分类号:TP316.2文献标识码:ADOI: 10.19358/j.issn.1674--7720.2017.06.007
引用格式引用格式:周翔. 非2的n次幂大小的TrueFFS文件系统的构建[J].微型机与应用,2017,36(6):19-21.
0引言引言
Flash存储器以其体积小、耗电省、非易失的特性,越来越广泛地应用于嵌入式系统开发中,成为重要的程序和数据载
体。TrueFFS 文件系统是M-systems 公司推出的Flash管理软件,它为种类繁多的Flash 提供了标准的块设备接口,因此被包
括VxWorks在内的很多嵌入式操作系统所采用。建立TFFS 后,用户可以像操作标准磁盘一样实现对Flash的管理。
1TrueFFS文件系统结构文件系统结构
图1TrueFFS结构及其在系统中的位置TrueFFS位于DOS文件系统和Flash存储器之间,可以实现对底层Flash的读写操
作,同时对上层提供应用接口,使Flash像标准磁盘设备一样由操作系统和文件系统所管理。其在整个系统中的位置和结构如
图1所示。
核心层为文件系统提供完整的块设备功能;翻译层负责管理文件系统和Flash各个块的关系,实现逻辑块到物理块的映
射,另外它还实现设备模拟算法和Flash管理算法,如坏块管理、碎片回收、损耗均衡等;MTD(Memory Technology Driver)
层实现Flash底层驱动,如读、写、擦除等;Socket层提供TFFS与硬件之间的接口服务,如向系统注册Socket设备、检测插
拔、硬件写保护等[1]。
2TrueFFS文件系统算法文件系统算法
TrueFFS能均匀使用Flash,用冗余数据结构保证可靠的数据操作,能排除损坏以避免错误,实现了FTL(Flash
Translation Layer)标准[2]。
(1)损耗均衡算法
Flash存储器的擦除寿命有限,随着使用次数的增多,它最终会变成只读状态。为延长其寿命,行之有效的方法就是平衡
使用所有的存储单元,而不让某一单元过度使用。TrueFFS使用一种基于动态维护表的blocktoflash(块对应于Flash)传输系统
来实现损耗均衡技术。当块数据被修改、移动或碎片回收后,这张维护表会自动调整。
(2)碎片回收
块数据的修改使得Flash的一些块区域被填满无效数据,这些区域在擦除之前变得不可写。TrueFFS使用一种碎片回收
(garbage collection)机制来回收这些块。该机制从一个预擦除单元内拷贝所有的有效数据块到一个新的单元,然后更新
blocktoflash映射表,最后擦除废旧的预擦除单元。
(3)块分配和关联数据集结
TrueFFS会将关联的数据(如出自同一个文件)集结到同一个单独擦除单元(erase unit)内的一段连续的区域中。为
此,TrueFFS尽量在同一个擦除单元(erase unit)内维持一个由多个物理上连续自由的块组成的存储池。这就提高了数据的
读取效率,减少碎片的产生。
(4)错误恢复
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