摘 要： 本文介紹了DSP TMS320LF2407A和FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了基于TMS320LF2407A支持 FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)。
　　關(guān)鍵詞： TMS320LF2407A；FAT32；DSP
　　引言
　　近幾年來(lái)，隨著閃爍存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步，由于Flash閃爍存儲(chǔ)體系具有容量大和功耗低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于數(shù)碼相機(jī)、媒體播放器和PDA等各種數(shù)碼產(chǎn)品中。當(dāng)前各種流行的嵌入式操作系統(tǒng)雖然功能完備，但在許多具體的應(yīng)用中，仍需要編寫特定的系統(tǒng)控制軟件。數(shù)碼產(chǎn)品中一個(gè)必要的軟件模塊就是對(duì)一種或多種文件系統(tǒng)的支持。FAT32文件系統(tǒng)被Windows和Linux等當(dāng)前流行的PC操作系統(tǒng)廣泛支持，這也是許多數(shù)碼產(chǎn)品選擇FAT32的原因。本文介紹了FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基于DSP TMS320LF2407A為硬件平臺(tái)支持 FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)。
　　FAT32文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
　　單FAT32分區(qū)的磁盤或閃爍存儲(chǔ)器（以下沒(méi)有特殊情況均指單FAT32分區(qū)情況）由主引導(dǎo)區(qū)（MBR）、系統(tǒng)引導(dǎo)區(qū)、文件分配表FAT1、文件分配表備份FAT2、文件根目錄FDT和文件數(shù)據(jù)區(qū)組成，它們?cè)诖疟P上是順序分布的，如圖1所示。
　　主引導(dǎo)區(qū)從物理第一扇區(qū)開(kāi)始，記錄了第一磁盤分區(qū)的入口和剩余磁盤分區(qū)的入口信息、第一分區(qū)的文件系統(tǒng)格式、起始扇區(qū)號(hào)和大小。接下來(lái)就是FAT32文件系統(tǒng)的引導(dǎo)區(qū)，存放著B(niǎo)PB參數(shù)和系統(tǒng)引導(dǎo)程序，如圖1左上方表格所示。然后是文件分配表及其備份FAT1和FAT2，用于管理和分配文件區(qū)的磁盤空間，其位置和大小由系統(tǒng)引導(dǎo)區(qū)中的參數(shù)計(jì)算可得。簇是FAT表給文件分配磁盤空間的最小單位，每個(gè)簇在FAT表中占有一個(gè)登記項(xiàng)，簇的編號(hào)與FAT登記項(xiàng)的編號(hào)一一對(duì)應(yīng)。FAT表從第2個(gè)表項(xiàng)開(kāi)始分配給文件，最開(kāi)始兩個(gè)表項(xiàng)即序號(hào)為0和1的表項(xiàng)為保留表項(xiàng)值為：0FFFFFF8和FFFFFFFF。其它的表項(xiàng)則以鏈表的形式存放下一個(gè)在邏輯上連續(xù)的簇號(hào)值，結(jié)束用0FFFFFFF標(biāo)記表示不再有后續(xù)的表項(xiàng)，用00000000表示該簇沒(méi)有被使用，F(xiàn)AT管理磁盤空間的工作機(jī)理如圖1所示。磁盤空間的最后的部分為根目錄和文件區(qū)，根目錄FDT、普通文件目錄和文件具體內(nèi)容由FAT表統(tǒng)一管理，與FAT16文件系統(tǒng)為根目錄劃出專用的磁盤空間不同，這也是FAT32與FAT16的最大區(qū)別之一。在系統(tǒng)引導(dǎo)區(qū)第一扇區(qū)偏移量為2Ch處存放著根目錄的入口簇號(hào)，根據(jù)FAT32系統(tǒng)信息可計(jì)算出根目錄的具體位置，一般根目錄的入口簇號(hào)為00000002。FAT32文件系統(tǒng)的文件登記表格式請(qǐng)參考圖1，限于篇幅這里不介紹超長(zhǎng)文件名。
　　另外，對(duì)于支持ATA協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)塊存儲(chǔ)設(shè)備有物理尋址（CHS）和邏輯尋址（LBA）兩種方式。在物理尋址方式下，存儲(chǔ)空間通過(guò)磁頭（Head）、柱面（Cylinder）和扇區(qū)（Sector）三個(gè)參數(shù)組織起來(lái)的，每一組H/C/S參數(shù)唯一確定存儲(chǔ)載體中的一個(gè)扇區(qū)，通常一個(gè)扇區(qū)擁有512個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)空間。邏輯尋址方式下，按照連續(xù)的邏輯扇區(qū)編號(hào)進(jìn)行尋址，使用28個(gè)數(shù)據(jù)位來(lái)表示邏輯扇區(qū)的地址。下面給出物理尋址方式與邏輯尋址方式的對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)NS為每磁道扇區(qū)數(shù)，NH為磁頭數(shù)，C、H、S分別表示磁盤的柱面、磁頭和扇區(qū)編號(hào)，LBA表示邏輯扇區(qū)號(hào)，Div為整除計(jì)算，mod為求余計(jì)算，則：LBA＝NH×NS×C+NS×H+S－1；C＝（LBA div NS）div NH；H＝（LBA div NS）mod NH；S＝（LBA mod NS）+1。了解了FAT32文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，就可以獲取相關(guān)文件系統(tǒng)參數(shù)（參見(jiàn)圖1），對(duì)文件進(jìn)行管理，包括一下幾個(gè)方面：
　　*系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)開(kāi)始的邏輯扇區(qū)號(hào)，由主分區(qū)第一扇區(qū)即物理第一扇區(qū)偏移量1C6h處獲得。
　　*計(jì)算文件分配表及備份FAT1和FAT2的位置和大小：FAT1的起始邏輯扇區(qū)號(hào)＝保留扇區(qū)的大小＋系統(tǒng)引導(dǎo)扇區(qū)開(kāi)始的邏輯扇區(qū)號(hào)；FAT2的邏輯扇區(qū)號(hào)＝FAT1的邏輯扇區(qū)號(hào)＋每個(gè)FAT所占的扇區(qū)數(shù)。
　　*根據(jù)根目錄的起始簇號(hào)計(jì)算根目錄的位置：根目錄的起始邏輯扇區(qū)號(hào)＝FAT2的邏輯扇區(qū)號(hào)＋每個(gè)FAT所占的扇區(qū)數(shù)＋（根目錄的起始簇號(hào)－2）×每簇扇區(qū)數(shù)。這也是根據(jù)簇號(hào)計(jì)算邏輯扇區(qū)號(hào)的公式。