基于SD卡的嵌入式文件系统的设计与实现

摘要

SD卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备,它被广泛地应用在便携式装置上,可以作为嵌入式系统的外围存储设备。本文所研究的是基于SD卡的嵌入式文件系统,可以提供一组文件操作函数,通过调用这些函数,嵌入式系统可以通过SPI接口实现对SD卡的文件操作。本系统的功能就是最终实现提供上层的文件操作函数。
　　 首先,在详细分析了SD卡读写机制及FAT文件系统特点的基础上,实现了FAT16基本文件操作的函数集,为具有SPI接口的单片机进行存储扩展提供了底层支持。本文叙述了硬件的总体结构,并介绍了其三部分组成。然后详细描述了各部分的组成及原理,SD卡的结构和工作原理,主要介绍了SD卡在SPI工作模式下的应答和命令。CPU的选择上最终选择了ARM32位Cortex-M3,介绍了其片上资源并着重介绍了该开发板上SPI接口。然后主要从软件总体介绍、FAT操作、SPI操作、文件操作的具体实现等几方面对软件设计进行了具体的阐述。
　　 其次,介绍了软件的总体设计思想、FAT16文件系统的实现,分为以下三个方面包括:SPI操作、FAT操作、文件操作,并对这三方面进行详细的介绍。SPI操作是嵌入式系统通过SPI接口对SD卡进行的操作;FAT操作是对FAT表和根目录进行的操作;文件操作是基于SD卡对文件进行的创建文件、删除文件、读写文件等操作。
　　 我们使用的超级终端是一个通用的串行交互软件,可以通过超级终端和嵌入式系统相交互,使超级终端成为嵌入式系统的即时“显示器”。我们是通过超级终端输入命令,并和命令数组中的字符串进行匹配,并将操作的结果显示在超级终端上。