基于Flash存储器的嵌入式文件系统的研究与实现

论文摘要

嵌入式文件系统一直是嵌入式系统发展的重要技术之一。在硬件方面Flash存储技术是一种能够永久性保存嵌入式系统资料的普遍策略,而在文件系统方面,方便快捷以及可读写是我们追求的设计目标,因此如何建立基于Flash存储器的文件系统就成为了本文研究和解决的重要问题。YAFFS文件系统是一种专用于NAND Flash的基于日志结构的文件系统。本文在分析Flash存储特性的基础上,从数据结构、存储方式、内存组织方式等多方面对比了YAFFS文件系统相对于其它文件系统的优越之处,最终给出了基于Flash存储器的嵌入式文件系统的基本设计需求。着重提出在嵌入式系统开发板EmbestS3CEB2410上构建YAFFS文件系统的解决方案,包括Vivi引导程序的设计实现,支持YAFFS文件系统Linux 2.6内核的编译和最后YAFFS文件系统的建立以及在目标ARM板上的测试运行。最后希望这些ARM开发实践经验可以为其它研究人员在今后研究中提供有益的帮助和良好的技术支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 嵌入式系统的发展现状
• 1.2 研究背景及意义
• 1.3 论文主要工作和安排
• 第二章 嵌入式ARM体系结构
• 2.1 嵌入式系统组成特点
• 2.2 ARM体系结构概述
• 2.2.1 ARM与RISC结构
• 2.2.2 嵌入式ARM微处理器
• 2.2.3 ARM微处理器的指令结构和运行模式
• 2.2.4 ARM微处理器的寄存器组织和异常处理
• 第三章 ARM存储器特性及分类
• 3.1 Flash存储技术及特点
• 3.2 Flash存储器芯片的分类
• 3.3 NOR Flash和NAND Flash技术对比
• 3.4 Flash存储器的发展趋势及不足
• 第四章 基于Flash存储器的嵌入式文件系统
• 4.1 文件系统概述
• 4.2 常见的文件系统
• 4.3 基于Flash存储器的嵌入式文件系统
• 4.3.1 嵌入式文件系统
• 4.3.2 嵌入式文件系统体系结构
• 4.3.3 用于Flash存储器各文件系统的分析和比较
• 第五章 嵌入式YAFFS文件系统的设计实现
• 5.1 英蓓特S3CEB2410开发板简介
• 5.1.1 开发板特性及资源
• 5.1.2 开发板硬件系统框图
• 5.1.3 开发板与PC机的连接
• 5.1.4 开发板的使用及功能测试
• 5.2 基于日志结构的YAFFS文件系统
• 5.2.1 YAFFS文件系统定义
• 5.2.2 使用YAFFS的现实意义及YAFFS的技术特点
• 5.2.3 YAFFS和JFFS2比较
• 5.2.4 YAFFS相关数据结构分析
• 5.2.5 YAFFS文件系统数据在NAND上的存储方式
• 5.2.6 YAFFS文件系统在内存中的组织方式
• 5.2.7 错误检测与纠正
• 5.3 YAFFS文件系统Boot Loader引导程序的设计与实现
• 5.3.1 Boot Loader程序概念及操作模式
• 5.3.2 典型的Boot Loader程序框架结构
• 5.3.3 设计实现支持YAFFS文件系统的Boot Loader
• 5.4 配置和编译支持YAFFS文件系统的Linux内核
• 5.4.1 Linux 2.6系列内核
• 5.4.2 Linux 2.6.14 Kernel具体编译过程
• 5.5 YAFFS文件系统的装载和测试
• 第六章 总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果