基于海量硅存储介质的嵌入式事务型本质安全文件系统研究

摘要

随着嵌入式系统在消费类电子产品、数据采集系统以及工业控制系统中的广泛应用，作为嵌入式系统中最常用的存储设备，基于硅存储介质的海量闪速存储器的应用也日益广泛。 闪速存储器具有存储密度高、数据存取速率快以及能耗小等特点，但其所固有的擦除一写入更新机制以及高坏块率等特性却又成为其在应用中的障碍，另外，对于嵌入式系统中的数据存储而言，实现数据的高速存储是系统的主要要求，但由于嵌入式系统的应用环境变化较大，容易遇到突发情况而导致系统断电，从而导致文件系统的破坏和信息的丢失。因此需要采取措施以在遇到突发事件时保证数据存储的完整性和数据间的关联性，并进一步均衡存储区负载以延长系统寿命。 WOLF IS-TFS(WOLF Intrinsic Secure Transacted Flash File System)文件系统是针对于嵌入式系统中的闪存介质开发的数据存储管理系统。系统采用日志数据存储结构作为系统中的核心数据管理结构以实现数据快速写入与存储区负载均衡。系统中构建了事务处理机制以加强数据存储完整性与一致性，同时提供对流媒体传输与大容量数据转储的延续传输管理。系统中还建立了存储区隐藏、本质安全加密以及数字水印等机制以实现数据存储的安全性并保护被存储的数字作品的版权信息。 WOLF IS-TFS采用层次化设计与实现。系统从上到下分为负责向操作系统挂接和注册的General API层，负责创建文件数据流，进行存储空间分配与管理并实现数据流结构化处理的Core Functions层，以及负责将结构化数据具体写入存储空间的Device I／O层等三个层次。 WOLF IS-TFS文件系统在Windows CE.NET操作系统中实现，并结合基准测试程序对系统各组成部分进行了性能评测。测试结果证明了系统设计的正确性以及系统实现的高效性。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第二章硅存储介质与嵌入式文件系统

第三章WOLF（R）IS-TFS文件系统体系结构设计

第四章WOLF（R）IS-TFS文件系统数据存取机制

第五章事务概念及其在文件系统中的实现

第六章文件系统本质安全模型

第七章基于WinCE平台的WOLF（R）IS-TFS实现

第八章WOLF（R）IS-TFS文件系统性能评测

总结与展望

参考文献

附录

个人简历与在学期间研究成果

致谢