NAND Flash与USB闪存盘之间的数据交互

摘要

如今嵌入式系统对存储系统的要求越来越高，不但要求能够安全快速地存储大量的数据，而且要求能够跟外部进行数据的交互。所谓数据交互就是能够将外部的数据导入或者将嵌入式存储器内部的数据导出。NAND Flash被广泛用作嵌入式系统的存储设备，而同外界进行数据交互的一个方便快捷的方法就是能够与USB闪存盘进行文件的相互拷贝。 本文针对如何实现NAND Flash和USB闪存盘之间的文件交互，提出了一整套解决方案。重点讨论的问题是：如何根据NAND Fash自身的特点在其中建立文件系统，用来管理嵌入式系统内部的文件。对于NAND Flash固有的坏块以及磨损平衡问题提出了有效的解决方案。对于嵌入式系统在恶劣工作环境下出现突然掉电，从而可能导致的文件系统崩溃的问题也给出了简洁高效的解决方案。为了实现对USB闪存盘的文件访问，本文讨论了如何利用USB接口芯片和FPGA协同工作来实现对USB闪存盘扇区的数据访问。在此基础上根据FAT16和FAT32标准编写了相应的文件系统程序，从而实现了对格式化为FAT16或FAT32格式的USB闪存盘的文件访问与操作。 最终成功实现了嵌入式系统与连接其上的USB闪存盘之间文件的相互拷贝，解决了嵌入式系统与外界进行数据交互的问题。从而使该系统能够利用此能力满足实际应用中的各种数据交互要求。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2嵌入式文件系统特点

1.3研究工作概要及内容安排

1.3.1主要工作

1.3.2论文章节安排

第二章文件系统剖析

2.1文件

2.1.1文件命名

2.1.2文件存取

2.1.3文件属性

2.1.4文件操作

2.2目录

2.2.1层次目录系统

2.2.2路径名

2.2.3目录操作

2.3文件系统的实现

2.3.1实现文件

2.3.2实现目录

2.3.3存储空间管理

2.3.4文件系统的可靠性

2.3.5文件系统的性能

2.3.6小结

第三章USB闪存盘的数据传输及其文件系统

3.1嵌入式文件系统的层次结构

3.2 USB总线及其接口芯片

3.3 USB闪存盘常用的的文件系统

3.4 FAT32文件系统

3.4.1概述

3.4.2启动扇区与BPB

3.4.3 FAT数据结构(FAT Data Structure)

3.4.4 FAT类型辨别(FAT Type Determination)

3.4.5 FAT目录结构

第四章NAND Flash特性及其文件系统

4.1 NAND Flash特性

4.2针对于NAND Flash的FAT16文件系统

4.2.1缓存机制

4.2.2坏块处理

4.2.3掉电保护

4.2.4磨损平衡

4.3小结

第五章文件交互

第六章结束语

致谢

参考文献

在读期间研究成果

附录A