基于ARM的SD卡文件系统设计(3)
的一个发展方向，因此需要一种可靠的文件系统，本文中采用了开源文件系统 FatFS
R0.08b。FatFS 是一种免费开源的 FAT 文件系统模块，专门为嵌入式系统而设计。它
完全用标准 C 语言编写，具有良好的硬件平台独立性，经过简单的修改就可以移植到
多种嵌入式处理器上。本文以 STM32F103VET6 为处理器，在 SD 卡上实现 FAT 文件系
统，介绍了硬件平台和软件设计。 2 硬件开发平台
2.1 硬件架构
开发板实物图如图 2-1 所示。 开发板介绍：CPU 是意法半导体公司（ST）基于 ARM Cortex-M3 的 32 位处理器芯
片 STM32F103VET6，工作频率最高可达 72MHz，支持单周期乘法和硬件除法，片内具
有 512KB FLASH，48KB RAM(片上集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC
等资源)。SSD1963 是 LCD 驱动芯片。 图 2-2 表示的是系统的硬件结构，其中CPU 是整个嵌入式系统的核心部分，通过
SDIO 接口与 SD 卡进行通信，实现嵌入式文件系统。
2.2 存储卡的比较与选择
目前，比较常用的主流存储卡有：CF 卡、MMC 卡、Memory Stick(记忆棒)、SD
卡等。
CF 卡，即 Compact Flash，是 1994 年由 SanDisk 公司最先推出的一种袖珍闪存
卡，尺寸为 43mm×36mm×3.3mm，存储文件的速度比较快，能耗低。CF 存储卡的部分
结构采用强化玻璃及金属外壳，CF 存储卡采用 Standard ATA/IDE 接口界面，配备有
专门的PCM-CIA 适配器（转接卡），笔记本电脑的用户可直接在 PCMCIA 插槽上使用，
使数据很容易在数码相机与电脑之间传递。但它也存在一些缺点如容量有限、体积较
大、性能限制等。
MMC卡，即 Multi Media Card。由西门子公司和首推 CF 的 SanDisk 于 1997 年推
出。外形尺寸只有 32mm×24mm×1.4mm，其重量不超过 2 克，这使其成为世界上最小
的半导体移动存储卡，它对于越来越追求便携性的各类手持设备形成强有力的支持。
MMC 在设计之初是瞄准手机和寻呼机市场，之后因其小尺寸等优势而迅速被引进到更
多的应用领域，如数码相机、PDA、MP3 播放器、笔记本电脑、便携式游戏机乃至手持
式 GPS 等。MMC 把存贮单元和控制器一同做到了卡上，智能的控制器使得 MMC 保证兼
容性和灵活性。
Memory Stick(记忆棒)由索尼公司开发。尺寸为：50mm×21.5mm ×0.28mm，重 4
克。它的外形轻巧，并拥有全面多元化的功能，它的极高兼容性和前所未有的“通用
存储媒体”概念，为未来高科技个人电脑、电视、电话、数码相机等提供新一代更高
速、更大容量的数字信息存储和交换的媒介。和很多Flash Memory 存储卡不同， Memory
Stick 规范是非公开的，没有什么标准化组织。Memory Stick 采用了 Sony 自己的外
型、协议、物理格式和版权保护技术，要使用它的规范就必须和Sony 谈判签订许可。
目前所知道的是 Memory Stick 包括了控制器在内，采用10 针接口，数据总线为串行，
最高频率可达 20MHz，电压为 2.7V 到 3.6V，电流平均为 45mA。可以看出这个规格和
差不多同一时间出现的 MMC 颇为相似。 Sony 强调其带独立针槽的接口易于从插槽中插
入或抽出，不轻易损坏，而且绝不会互相接触，大大减低针与针接触而发生的误差，
令数据传送更为可靠，比起插针式存储卡也更容易清洁。 SD 卡 即 Secure Digital Memory Card 卡是一种基于半导体快闪记忆器的新一代
记忆设备，由松下、东芝和 SanDisk 联合推出，1999 年 8 月才首次发布。于 2000 年
2 月 1 日发起成立了 SD 协会（Secure Digital Association 简称 SDA），成员公司已