一种扇区可变的小型文件系统技术方案

本发明专利技术涉及一种扇区可变的小型文件系统。本发明专利技术利用目录/文件项为用户标识的基本单位，通过目录/文件项中的绝对盘块号作为依据以查找目录/文件项其对应的首个fat号和相关链表，进而可以对盘数据块和目录/文件项的fat链表进行进一步操作。本发明专利技术一方面上位机采用文件的形式配置、接收下位机的数据；另一方面规范了下位机的数据处理，利用文件的打开、读/写、关闭等功能更改、添加和删除数据记录，同时增加了下位机软件开发的标准化和规范性，提高了软件的可移植性，也改善了下位机数据和嵌入式系统软件的共享性。

A small file system with variable sectors

【技术实现步骤摘要】
一种扇区可变的小型文件系统
本专利技术属于嵌入式软件开发
，具体涉及一种扇区可变的小型文件系统。
技术介绍
随着智能移动设备增多、嵌入式技术在各行业不断应用、工厂自动化、计算机集成制造系统技术的逐步发展以及柔性制造系统、自动化技术在企业的广泛使用和小型电器在日常生活中的智能应用，嵌入设备已经进入我们的工作、生活和娱乐等多个方面。嵌入式系统的应用的关键是嵌入式系统的软件开发，一个好的开发环境是每个MCU生产、销售公司的目标，也是MCU公司化时间、资金研发的重点；对于嵌入式软件工程师来说，MCU的软件支持是软件开发的基础，每个公司的低层软件库都不一样，而且许多还需要自己开发，这些软件将是产品质量保证的前提。目前嵌入式系统的文件系统两大类：一类是依赖操作系统Android、Vxworks和WindowsCE的文件系统，这类文件系统由操作系统运行、管理，比较适合大系统的开发；另外一类是依赖嵌入式操作系统像Ucos-II、FreeRTOS和TinyOS等、或系统不支持操作系统的文件系统，这些系统通常不支持文件系统的运行和管理，用户根据系统需要自己选择、添加文件系统到嵌入式系统软件中，许多系统都采用对大系统的裁剪，会增加对内存、eeprom、flash空间的需求，同时也会存在大量的浪费。一种扇区可变大小的小型文件系统是适合第二种情况设计的，可以适应空间比较小的应用系统，支持带嵌入式操作系统和不带嵌入式操作系统，管理程序比较少，可以管理最小为5KB的空间，而且代码只占几KB大小。文件系统设计了一个特殊的引导扇区BLOCK0，在引导扇区中主要存放文件系统标识字、逻辑扇区大小、其他相关描述信息，比如文件系统物理扇区大小、文件系统扇区数量、文件分配表、根目录区、数据区在文件系统总扇区上的起始位置和文件系统的版本号等，如果系统需要有引导功能，还要存放引导信息，也可以是在内存的虚拟物理扇区中创建一个文件系统，那样和其他类型一样，需要包含基本的文件系统内容，如扇区大小、物理扇区数量、数据区开始位置、根目录文件开始位置等；引导扇区BLOCK0的大小为64Bytes以上，通过读取前32Bytes的信息，文件系统就可以获得引导扇区中主要存放文件系统基本信息，文件系统就可以正常读、写了，根据文件系统基本信息建立文件分配表、根目录区、数据区的起始位置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种扇区可变的小型文件系统。小型系统能够应用的文件系统必须具备代码少、管理物理空间小且可变和有基本规范的文件操作等特点，嵌入式小型文件系统又是连接上位机和管理下位机数据的桥梁，一方面上位机可以采用文件的形式配置、接收下位机的数据；另一方面规范了下位机的数据处理，利用文件的打开、读/写、关闭等功能更改、添加和删除数据记录，同时增加了下位机软件开发的标准化和规范性，提高了软件的可移植性，也改善了下位机数据和嵌入式系统软件的共享性。是对嵌入式系统软件开发的文件和信息处理，适用于带MCU的小型控制、监视、数据转换和日常使用的智能等系统嵌入式设备的软件开发。本专利技术涉及扇区可变的小型文件系统，包括主引导扇区结构，所述的主引导扇区结构采用基本结构数据和扩展结构数据组合而成，将文件系统结构的数据基本单位定义为扇区，一个引导扇区的内容必须存储在一个扇区内，基本结构数据的信息就是可变扇区的最小字节数，本文件系统的最小扇区大小为64Bytes；扩展结构数据为需要引导、文件加密等一些特殊应用预留的数据块，如果需要文件系统具备扩展功能模块，引导扇区必须大于64Bytes。文件系统的主引导扇区包含文件系统标识字、每个扇区占的字节数、文件系统总扇区数、fat表拥有的扇区数、有几张fat表、fat表项占的位数、文件系统的版本信息和基本引导标志信息；和主引导扇区相邻的是第1张fat表，管理系统的第1部分数据块；整个文件系统结构有多个fat表，每个fat表都管理属于自己那部分数据块，根据磁盘大小配置文件系统的fat表。扇区可变的小型文件系统利用目录/文件项为用户标识的基本单位，通过目录/文件项中的绝对盘块号作为依据以查找目录/文件项其对应的首个fat号和相关链表，进而可以对盘数据块和目录/文件项的fat链表进行进一步操作。所述文件系统的初始化和建立是整个文件系统最外层的系统处理流程，包括：文件系统引导扇区识别、建立FAT链表数据结构、载入文件系统目录结构、建立目录和文件的FCB数据结构、建立文件处理的数据缓冲区、接受用户对文件和目录的操作。所述文件系统引导扇区识别：根据是否找到引导扇区衔接的流程。如果没有找到引导扇区则将在第一个扇区创建文件系统；如果找到了引导扇区就读入引导扇区存储的各项信息并初始化打开文件信息，将引导扇区的后继扇区设定为根FAT点，并计算FAT的容量，设置FAT表后继的扇区位置为根目录区，为目录和文件建立FCB数据结构，加载根目录结构。所述接受用户对文件和目录的操作：为文件和目录处理建立数据缓冲区，接受对文件和目录的操作，提供对文件和目录操作的基本功能：目录的创建、删除和修改，文件的创建、删除、读/写的修改等；同时记录文件和目录的创建、修改时间，文件系统也需要对目录项和FAT链表结构进行维护，标记FAT的当前块和目录块；也需要记录对文件读/写的位置指针，扇区可变的小型文件系统将文件读的位置和写的位置独立标记，有助于读/写同时操作。附图说明图1为文件系统结构图；图2为主引导扇区结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行进一步的阐述。一种扇区可变的小型文件系统，包括主引导扇区结构，主引导扇区结构采用基本结构数据和扩展结构数据组合而成，如图1和2所示，将文件系统结构的数据基本单位定义为扇区，一个引导扇区的内容必须存储在一个扇区内，基本结构数据的信息就是可变扇区的最小字节数，本文件系统的最小扇区大小为64Bytes；扩展结构数据为需要引导、文件加密等一些特殊应用预留的数据块，如果需要文件系统具备扩展功能模块，引导扇区必须大于64Bytes。文件系统的主引导扇区包含文件系统标识字、每个扇区占的字节数、文件系统总扇区数、fat表拥有的扇区数、有几张fat表、fat表项占的位数、文件系统的版本信息和基本引导标志信息；和主引导扇区相邻的是第1张fat表，管理系统的第1部分数据块；整个文件系统结构有多个fat表，每个fat表都管理属于自己那部分数据块，根据磁盘大小配置文件系统的fat表。扇区可变的小型文件系统利用目录/文件项为用户标识的基本单位，通过目录/文件项中的绝对盘块号作为依据以查找目录/文件项其对应的首个fat号和相关链表，进而可以对盘数据块和目录/文件项的fat链表进行进一步操作。文件系统的初始化和建立是整个文件系统最外层的系统处理流程，包括：文件系统引导扇区识别、建立FAT链表数据结构、载入文件系统目录结构、建立目录和文件的FCB数据结构、建立文件处理的数据缓冲区、接受用户对文件和目录的操作等功能。文件系统引导扇区识别：根据是否找到引导扇区，如果没有找本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扇区可变的小型文件系统，其特征在于：所述的文件系统的引导扇区采用基本结构数据和扩展结构数据组合而成，将文件系统的数据基本单位定义为扇区，一个引导扇区的内容必须存储在一个扇区内，基本结构数据的信息就是可变扇区的最小字节数，本文件系统的最小扇区大小为64Bytes；扩展结构数据为需要引导、文件加密一些特殊应用预留的数据块，如果需要文件系统具备扩展功能模块，引导扇区必须大于64Bytes；/n文件系统的引导扇区包含文件系统标识字、每个扇区占的字节数、文件系统总扇区数、fat表拥有的扇区数、有几张fat表、fat表项占的位数、文件系统的版本信息和基本引导标志信息；和引导扇区相邻的是第1张fat表，管理系统的第1部分数据块；整个文件系统有多个fat表，每个fat表都管理属于自己那部分数据块，根据磁盘大小配置文件系统的fat表；/n利用目录/文件项为用户标识的基本单位，通过目录/文件项中的绝对盘块号作为依据以查找目录/文件项其对应的首个fat号和相关链表，进而可以对盘数据块和目录/文件项的fat链表进行进一步操作；/n所述的文件系统的初始化和建立是整个文件系统最外层的系统处理流程，包括：文件系统引导扇区识别、建立FAT链表数据结构、载入文件系统目录结构、建立目录和文件的FCB数据结构、建立文件处理的数据缓冲区、接受用户对文件和目录的操作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种扇区可变的小型文件系统，其特征在于：所述的文件系统的引导扇区采用基本结构数据和扩展结构数据组合而成，将文件系统的数据基本单位定义为扇区，一个引导扇区的内容必须存储在一个扇区内，基本结构数据的信息就是可变扇区的最小字节数，本文件系统的最小扇区大小为64Bytes；扩展结构数据为需要引导、文件加密一些特殊应用预留的数据块，如果需要文件系统具备扩展功能模块，引导扇区必须大于64Bytes；
文件系统的引导扇区包含文件系统标识字、每个扇区占的字节数、文件系统总扇区数、fat表拥有的扇区数、有几张fat表、fat表项占的位数、文件系统的版本信息和基本引导标志信息；和引导扇区相邻的是第1张fat表，管理系统的第1部分数据块；整个文件系统有多个fat表，每个fat表都管理属于自己那部分数据块，根据磁盘大小配置文件系统的fat表；
利用目录/文件项为用户标识的基本单位，通过目录/文件项中的绝对盘块号作为依据以查找目录/文件项其对应的首个fat号和相关链表，进而可以对盘数据块和目录/文件项的fat链表进行进一步操作；
所述的文件系统的初始化和建立是整个文件系统最外层的系统处理流程，包括：文件系统引导扇区识...

【专利技术属性】
技术研发人员：任彧，高正宇，严宇峰，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33