基于Nucleus的閃存文件系統(tǒng)研究和改進.pdf

1、Nucleus Plus是一種實時、多任務(wù)、易移植的嵌入式操作系統(tǒng)，它基于Flash的文件系統(tǒng)分成兩個層次，F(xiàn)AT層和FMM層。此文件系統(tǒng)有著結(jié)構(gòu)簡單，移植性好等優(yōu)點，但是在實際使用過程中，也存在一些問題，主要表現(xiàn)為自我修復(fù)能力差，掉電容易損壞，文件系統(tǒng)的可靠性不高；臟扇區(qū)回收效率低，影響整個系統(tǒng)的可用性。因此，有必要在對整個文件系統(tǒng)進行詳細分析的基礎(chǔ)上對其進行相應(yīng)的改進。
　　 針對Nucleus Plus文件系統(tǒng)存在的問題，

2、從兩個方面進行改進，一是文件系統(tǒng)的可靠性，二是文件系統(tǒng)的實時性。
　　 首先，通過對FAT表及文件系統(tǒng)FAT層工作機制的分析，找出了文件系統(tǒng)掉電容易損壞的原因，總結(jié)出四種具體體現(xiàn)：簇鏈循環(huán)、簇鏈交叉引用、實際文件大小與目錄項不一致、簇鏈丟失，并一一進行改進。具體做法是：在不改變整個FAT層源代碼總體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加磁盤檢查功能，使得文件系統(tǒng)能夠在出現(xiàn)錯誤之后自動修復(fù)。改進之后，文件系統(tǒng)的代碼仍然保持獨立性，從而在提高文件系統(tǒng)可靠

3、性的同時保證了可移植性。
　　 其次，通過對文件系統(tǒng)FMM層中Flash的寫操作、擦除操作以及臟扇區(qū)回收算法的分析，找出了臟扇區(qū)回收效率低下的根本原因：原有的臟扇區(qū)回收算法不加選擇地處理每一個擦除塊。因此，提出并實現(xiàn)了有選擇回收算法，打破了原來必須順序選擇擦除塊的定式，采用新的回收機制后，大大地提高了文件系統(tǒng)的實時性。同時，提高實時性還保證了在異常掉電后，絕大部分的寫操作能夠在終端電容放電完畢之前完成，從而大大降低了由于異常掉電