基于ARM的SD卡文件系统设计(2)
目前嵌入式系统上常用的文件系统有Micrium 公司的μC/FS，不过是商用的，需
要付费，还有周立功的 ZLG/FS，此外还有开源的 EFSL 和 FATFS。与其他文件系统相
比，FatFS 专为小型嵌入式系统设计，具有小巧、读写速度快、功能强大、易于移植
和使用等优点，更适用于资源相对紧张的单片机。
近年来，以 Flash Memory 为存储体的各种存储卡以其特有的体积小、功耗低、
高可靠、可擦写、非易失性等特点，在嵌入式系统中得到了广泛的应用。目前应用的
主流存储卡有 CF 卡 (Compact Flash Card)、MMC 卡（Multi Media Card）、Memory
Stick(记忆棒)、SD 卡(Secure Digital Memory Card)等。由于分别由多家不同的公
司研制生产，互不兼容。其中 SD 卡以其大容量、高性能、尤其是安全等多种特点，
是许多便携式电子仪器理想的外部存储介质，在数码相机、MP3、手机，PDA 与大容
量存储设备中被广泛使用，于是在嵌入式环境中进行大容量的数据存储设计时，SD
卡就成为了存储卡的首选。
1.2 发展现状及研究方向
嵌入式文件系统的应用很广泛。例如数据采集仪作为故障诊断的前端采集器,广
泛地应用在工业生产的各个领域中。其中,数据存储技术是数据采集仪的关键技术之
一。考虑到数据采集仪的现场工作环境恶劣,对数据存储介质的要求有如下几个特点:体积小、可靠性高、存取速度快、通用性好。闪存类存储设备在单片机系统中得到了
广泛的应用,常见的有 USB 电子盘、闪存卡等。其中闪存卡包括 MMC 卡、CF 卡、SD
卡,还有 SONY 的 Memory Stick。为了能在数据采集仪与PC 之间进行交互,必须按照一
定的标准来组织数据。通常采用的方法就是在其中嵌入文件系统。
便携式工业刻印机是为了降低气动打标机的价格和适应市场上不同的打标控制
要求而开发出的便携式打标系统。便携式工业刻印机可采用ARM 机为核心处理器，完
成字符的输入、计算和打印控制，其中需要保存字库文件，打印字符文件和打印配置
文件，并能进行文件的读、写和删除操作。系统选用SD 卡作为存储介质，完成SD卡
接口电路与硬件相关的低层驱动的设计，并采用FAT文件系统实现目录和文件的管理，
对字符文件可进行方便地操作，有效地实现了文件的人机交互。
用微动数据采集系统分析微动。微动是一种没有特定震源，随时随地都可以观测
到的微弱振动。微动的振动波来自观测点的四面八方,在传播过程中要经过途中地层
介质(地基),必然会携带有大量与地基特性有关的地球物理信息，所以观测和研究地
基的微动，可以推断地基的弹性性质、构造和振动特性,由此形成微动勘探方法。微
动数据采集系统是获取微动信息的重要设备之一。微动数据采集系统的采样率一般都
在 100Hz 以上，而且采用多通道采集数据，所以产生的数据量比较大，在需要存储采
集得到的数据的情况下就需要大容量的数据存储介质，并且微动数据采集系统往往采
用野外或者流动的工作方式，在不能供电的情况下就需要用电池作电源使微动数据采
集系统工作，所以要求数据存储介质必须同时具有低功耗的特点，我们可设计出基于
ARM 的微动数据采集系统。嵌入式文件系统的分层结构，使得只需对底层驱动进行简
单修改即可将此系统移植到 CF 卡、Flash Memory、IBM 小硬盘等其他存储介质上安全
可靠的运行。
在 SD 卡存储器的设计中，利用文件系统对存储媒介进行管理已成为嵌入式系统