Cortex M3 FLASH 日誌檔案系統

2022-08-26 05:00:09 字數 2444 閱讀 2893

本文簡要介紹一下本人在cortex-m3系統的stm32f10x晶元上開發的乙個日誌檔案系統(與其說是系統,不如說是小小的庫)。該庫的特點是將在stm32f10x晶元上處理資料(歷史記錄)變得簡單可靠。因為我所做的專案基本上都為監控系統,需要記錄各種各樣的日誌,並可隨時上傳至中心伺服器。利用該庫就可以很容易的使用該介面完成資料的初始化、讀取、寫入和刪除。而且隨著該庫的應用,穩定性也得到了驗證,應用到其它專案中也更有底氣了。本庫分兩部分,一部分支援內部flash,一部分支援外部flash。由於硬體設計的成本考慮,我們經常需要考慮使用內部flash或者外部flash的情況,在儲存資料量不大,而選擇的晶元內部flash空間足夠時,就可以將資料儲存在內部flash,當資料量大時,卻可以選擇儲存在外部flash,對於應用程式而言,只需要修改一下巨集定義來對映不同的庫函式即可。

通過該庫在我的專案團隊中應用,感覺對於資料儲存部分,大家都形成了共識,**基本上不用考慮flash位址如何計算,如果確保擦寫平均等……通過應用此庫,並規劃好空間分析,並設定,即可開始記錄的操作了。

以下是關於此庫的簡要說明:

內部flash採用的是nor flash,它的特點是晶元內執行,這樣應用程式就可以直接在flash快閃儲存器內執行,不必再把**讀到系統的ram中。日誌檔案系統的主要功能是以內部flash位址作為儲存空間(直接使用內部flash空間,減少硬體成本),在cortex-m3系統cpu晶元上,按頁建立的乙個日誌檔案系統。可以使用乙個或者多個連續頁建立乙個檔案系統,乙個檔案系統可以儲存乙個定長的資料,對於不定長的資料,可以按最長長度建立。日誌檔案系統提供統一的api介面來訪問內部flash中的資料,同時提供了flash空間的平均擦除演算法,提高flash的使用壽命。日誌檔案系統按記錄方式進行儲存,對於需要提供記錄方式的應用來說,利用此檔案系統可以帶來很大的便利性。例如:某監控系統需要記錄歷史告警資訊,又或某系統需要記錄操作日誌記錄等。

內部檔案系統按扇區建立記錄引導表,通過扇區引導錶可快速定位記錄位置,同時,通過扇區記錄表的資訊可以快速建立檔案的資訊(記錄數量,第一條記錄位置)等。一般情況下,每個扇區為2k,為充分利用檔案系統的優勢,記錄長度應該遠小於2k,以確保合適的空間利用率。建立扇區資料儲存可支援不定長記錄,同時儲存了資料的校驗和,同時資料寫入後會立馬會立即校驗,以確保資料成功寫入,失敗時會繼續向後寫入,以應對各種異常情況。資料儲存時會寫入的資料長度,讀取時也會有返回寫入的長度,寫入時會生成校驗,並在寫入和讀取時都會校驗。

本檔案系統具有任意時間掉電恢復功能,由於操作flash過程中,程式出現意外宕機或者掉電,程式可最大限度的保障使用者資料的安全,並對資料進行恢復。日誌檔案系統使用連續的空間作為其儲存的條件,因此,在日誌檔案系統中的記錄是有序的,不能從中間刪除記錄,以確保日誌記錄的完整性。

本說明書編寫的目的是介紹內部flash日誌檔案系統包含的api函式資訊、各函式的作用、各函式如何呼叫和它們之間的關聯以及一些結構體和常數的定義。本說明可作為初級程式設計師使用本檔案系統的程式設計師在使用flash時的參考手冊。

主要優勢:

1、 日誌化記錄結構,方便操作和維護

2、 平均擦除演算法,提高flash使用壽命

3、 異常掉電自恢復功能

4、 資料校驗功能

5、 無需作業系統支援,簡單易用

日誌檔案系統使用的方式非常簡單,通過簡單三步即可完成日誌檔案系統的使用。

(1)       定義乙個檔案描述控制代碼物件

定義檔案描述控制代碼物件,是使用前必須完成的一步,該描述定義了本檔案系統使用扇區開始位址(注意:不般在程式用不到的空間之外的連續空間)、使用扇區的數量、本檔案的區別id,本日誌檔案記錄的最大資料長度,提供了上述資訊之後,就已經定義好了乙個日誌檔案了。

檔案描述控制代碼物件一般為全域性變數,一般可在檔案範圍內使用,同時必須儲存控制代碼在整個程式執行期內有效。

(2)       初始化檔案控制代碼

定義的檔案描述控制代碼僅僅指定了檔案需要使用的空間位置,日誌記錄大小,區別id等資訊,為正式開始使用此日誌檔案,需要對其進行初始化,包括掃瞄指定flash位址的各扇區,確保與檔案描述控制代碼描述一致,當出現不一致的扇區時,將會重新初始化此扇區。同時初始化會掃瞄扇區分割槽表資訊,獲取扇區內記錄數量。

(3)       使用檔案控制代碼

當初始化成功後,就可以開始使用此日誌檔案了。包括取得日誌檔案中包括的記錄數量,讀取、刪除其中的記錄,向日誌檔案記錄中新增記錄等操作。

一段簡單應用的示例:

// 從flash中載入某一配置,成功返回0,否則返回1

// 通過使用日誌檔案系統的方式,將可以占用乙個扇區來存放配置(實際上你必須這麼做-

// flash只能按扇區擦除),如此,當多次配置變更時,通過寫入一條新的配置,並刪除

// 前一條配置(置刪除標誌),正至配置寫完整個區域,才會開始刪除扇區,並開始新的寫入。

// 以下示例占用乙個扇區的空間作為配置空間,寫的配置的大小由引數設定(cfg)

lfsin_t lfs_cfg =

;int loadcfg(void)

else

}

我將在另一篇部落格中詳細說明具體的實現方式。

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