引言

在便攜電子設備中，隨著系統復雜性的增加，存儲容量的擴大，嵌入文件系統成為一種必然趨勢。而Flash存儲器由于具有存儲容量大、掉電數據不丟失、何種小以及可多次擦寫等許多優點，正逐步取代其他半導體存儲器件而廣泛應用于便攜電子產品中。在Flash存儲器中使用文件系統，可將存儲空間當作直觀的名稱空間，不用在每次應用開發中都從頭使用存儲器，還可方便地利用標準接口同主系統通信。

本文中，我們將以嵌入式操作系統WINCE為背景，來討論嵌入式手持移動終端中文件系統的實現。

WINCE文件系統結構

WINCE文件系統采用了模塊化設計，允許自定義文件系統、篩選器和多種不同的塊設備類型。文件系統和所有與文件相關的API都是通過FileSys.exe進程來管理的。

FileSys.exe 由下列幾個組件組成：
＊ROM文件系統
＊存儲管理器
＊對象存儲

ROM文件系統是基于ROM的文件系統。用來固化系統信息。

存儲管理器 (Storage Manager)，負責管理系統中的存儲設備，以及用于訪問它們的文件系統。存儲管理器功能由系統中的fsdmgr.dll模塊實現。其主要的組成部分為塊設備驅動程序管理器、分區管理器、文件系統驅動程序管理器。存儲管理器組件之間的關系如圖1所示。

圖1  存儲管理器組件之間的關系

對象存儲是一個內存堆，由FileSys.exe控制。對象存儲包含RAM系統注冊表、RAM文件系統和屬性數據庫。它們都是FileSys.exe模塊的可選組件。RAM文件系統和屬性數據庫是*可選的，并且在某些系統中可以根本不存在。

FileSys.exe各組件之間的關系如圖2所示。

圖2  FileSys.exe各組件之間的關系圖

操作系統啟動時，NK.exe將直接從ROM文件系統加載FileSys.exe。然后，FileSys.exe對ROM文件系統內的默認注冊表進行初始化。接著，FileSys.exe將讀取注冊表項，以便啟動各種應用程序。

我們在WINCE文件結構的基礎上構建自文件系統。

構建基于PXA272存儲器的嵌入式文件系統

嵌入式手持設備硬件結構如圖3所示。其主要由嵌入式微控制器PXA272，采集單元，顯示單元，存儲單元，通信模塊和電源單元構成。

圖3  手持設備終端硬件結構框圖

In PXA272處理器是In公司推出的32位，基于Xscale架構的高性能的嵌入式芯片。其工作頻率為512MHZ，內部集成64Mb NOR Flash。我們在NOR Flash上基于WINCE的文件結構來構建我們自己的文件系統。

先將Flash劃分位三部分，*部分存放EBOOT和512K配置文件，第二部分存放32M的NK.BIN，zui后一部分劃為32M的文件系統，其具體劃分如圖4所示。

圖4  Flash的劃分

PSM(Peristent Storage Manage)是Inter公司*技術，是專門為WEINCE系統定制的，它為各種Flash存儲設備提供了統一的設備接口，支持Inter的CPU架構。我們利用PSM作為存儲管理器，用微軟提供的Flash驅動構建文件系統，支持FAT格式的文件。其系統結構圖如圖5所示。

圖5  系統文件結構圖

zui后，文件系統的配置文件是一組注冊表值，用于定義有關塊設備和應當如何在系統中使用它的信息。配置文件位于注冊表HKEY_LOCAL_MACHINE \System\StorageManager\Profiles下，每個配置文件都是位于基本配置文件項的下面，以此配置文件名稱標識的項。例如，我們利用了Inter的PSM文件系統，其配置文件位于注冊表HKEY_LOCAL _MACHINE\System\StorageManager \Profiles\PSMFSD下。Flash驅動的配置文件位于注冊表HKEY_LOCAL_ MACHINE\Drivers\BuiltIn\StrataFMD下，在此文件系統中，我們使用了微軟自帶的Flash驅動。

結語

此文件系統已經在手持移動終端上得到應用，和上層的數據庫系統實現對接。經過多次測試，此文件系統穩定可靠，效果良好。可以用來存儲大量數據而且又能滿足不同需求。相對于TrueFFS文件系統，在可靠性、系統資源開銷等方面的性能提高是可觀的，特別是和Inter的Flash相結合時。