DOSWindows档案系统与FlashMemory管理.ppt

1,DOS/Windows 檔案系統與Flash/SmartMedia管理,2,大 綱,一、DOS/Windows檔案系統簡介 二、DOS/Windows檔案系統低階操作 三、Flash/SmartMedia的格式與特性 四、實做上需要注意的問題 五、SPCA 755 的硬體限制與NAND跨 Zone問題,new,3,DOS/Windows檔案系統簡介,Boot,OS對磁碟的規畫:一般磁碟經過 Fdisk和 Format之後結構如下圖,FAT1,FAT2,Root,1,0,10,19,33,軟碟,硬碟,PBS,FAT1,FAT2,Root,Data(cluster2,3,.),1,141h,241h,261h,40h,41h,Reserved,MBS,0,MBS: master boot sector(或稱 Partition table、master boot record),PBS : partition boot sector,Data(cluster2,3,.),sector位址:,sector : 512 byte的儲存單位,4,Master Boot Sector(Partition table、master boot record),Boot程式,Partition table 1,0,Partition table 4,Partition table 3,Partition table 2,55,AA,1BEh,1EEh,1DEh,1CEh,1FEh,1FFh,Byte offset:,5,Partition Boot Sector(1/2),6,Partition Boot Sector(2/2),7,DOS/Windows Directory Structure,FDB 0 (File Description Block),. . .,FDB 1,FDB n (佔 32 byte, 不考慮長檔名時),主檔名,副檔名,屬性,8,0,0Bh,0Ch,16h,Byte offset,reserved,Time,Date,第1個cluster No,長度,18h,1Ah,1Ch,bit 0: read only bit 1: hidden bit 2: system bit 3: volume label bit 4: directory bit 5: archive bit 6,7: reserved,8,File Allocation Table(FAT16),FDB 0,. . .,FDB 1,FDB n,abc,txt,屬性,reserved,Time,Date,clusterNo: 002,長度,Cluster 002 (abc.txt佔用的第1個cluster),Data區,FAT區,0000,0001,0002,0003,F8 FF,FF FF,00 04,00 00,Cluster 003 (free cluster),. . .,0004,. . .,FF FF,Cluster 004 (abc.txt佔用的第2個cluster),Data區,Root區,9,一、DOS/Windows檔案系統簡介 二、DOS/Windows檔案系統低階操作 三、Flash/SmartMedia的格式與特性 四、實做上需要注意的問題,10,DOS/Windows檔案系統低階編輯工具,* Hex WorkShop * Norton Utility DiskEdit * PcTools de.exe * DOS debug.exe,11,DOS/Windows檔案系統低階操作 (示範),* 觀察MBS、PBS、FAT、Root內容 * 修改檔案內容 * 建檔、寫檔、刪除檔案等,12,一、DOS/Windows檔案系統簡介 二、DOS/Windows檔案系統低階操作 三、Flash/SmartMedia的格式與特性 四、實做上需要注意的問題,13,Flash/SM Physical Organization,0,512,511,527,Byte offset:,14,Flash/SM使用上的特性,* Flash is essentially non-writable(must be erased before written) * Flash is erased in block (typically 16KB), larger than disk sector(512B). * Flash has a limited number of erase cycles( 1M times). * Flash is not 100% perfect. It need bad block management.,15,Flash/SM LBA for DOS/Windows,512527,LBA: Logical Block Address,PBA: Physical Block Address,16,LookUp Table : tranforming LBA to PBA,512527,17,Flash/SM Logical Format for FAT12,512527,CIS: Card Information Structure,IDI : Identify Drive Information,18,一、DOS/Windows檔案系統簡介 二、DOS/Windows檔案系統低階操作 三、Flash/SmartMedia的格式與特性 四、實做上需要注意的問題,19,實做上需要注意的問題,* 修改Block中的任一byte資料都需要erase整個block 再重寫。經常性地修改FAT是不可避免的。 * LookUp Table : 以32M SM為例，完整需4KB RAM * free space、bad Sector的管理 *在資源有限的小型系統上實做，考量執行效率 與RAM的限制，需要尋求特殊的解決方案。,20,幾個尋求Solution的方向,* 功能上的限制 : support CreateFile、AppendFile、 DeleteFile 、 .，不允許ModifyFile、。 * Updating into empty blocks to reduce RAM demand * 利用PC資源 : download時可行，但錄音時無法。 * Using 1 or 2 block as bad block for LookUp table. * 利用少量RAM作 LookUp table及FAT的Cache。 * .,21,一、DOS/Windows檔案系統簡介 二、DOS/Windows檔案系統低階操作 三、Flash/SmartMedia的格式與特性 四、實做上需要注意的問題 五、SPCA 755 的硬體限制與NAND跨 Zone問題,22,IC硬體限制與NAND跨Zone問題,1. Total 6K Sram (含1K DMA buffer), no DRAM。 只能記錄一個zone的lookUp table 2. 自NAND(SMC)建lookUp table一個zone約需12秒。 3. 用reaserve Block儲存lookUp,一個zone約需數十ms 4. 1K DMA buffer配置： 512 byte G_ucStorData (C-area 另用16 byte陣列） 512 byte FAT cache buffer 5. 目前尚可改進處： 無法全部用DMA自reserve Block存取lookup SMC_Card2SramForExt( )會破壞buffer 保留SRAM一部份盡量Allocate夠多的cluster 6. 自SPCA533程式修改之提要,23,利用reserve Block儲存LookUp Table,24,FAT Cache Buffer,1. SRAM address 0x16000x17FF 2. Direct DMA R/W from Flash DOS FAT sectors。 與 G_ucStorData 視所在的位址交替使用 3. 修改於SMC_Card2Sram( ), SMC_Sram2Card ( ) CF_LCard2Sram( ), CF_LSram2Card( ) SD_LCard2Sram( ), SD_LSram2Card( ) MMC_LCard2Sram( ), MMC_LSram2Card( ) 4. 另SMC_Card2SramForExt( )目前會破壞之，須思 克服之道，否則此Cache功能發揮受限,25,DMA to SRAM 的限制造成的問題,DMA只能對0x14000x17FF 1K區域運作。 2. G_SMC_AllocatTable size 2K, 無法全用DMA 3. SMC_MakeTableToReserveBlock( ) SMC_MakeTableFromReserveBlock( ) 兩者均借用G_ucStorData 中介，測試上發現多耗約22 ms. for 1 zone lookUp R or W.,Reserve Blocks,NAND Flash,G_ucStorData ,AllocateTable EntryTable,DMA,Byte bye Byte,26,保留SRAM一部份盡量Allocate夠多的Cluster,資料夠分散時還是會有不能cover的情況 配合主程式做 time-sharing架構，利用與DSP間溝通的idle時間，把跨zone時reallocate lookUp的部分切成分段來做，可能有機會再加快讀寫效能，不過根本的問題是MP3播放時，資料讀出Flash必須要快於送給DSP，以384K bps為例，至少需快於10 ms/sector. 否則即使全部時間都用來讀Flash也不夠。另將目前整個DOS架構再大翻修一遍，工程不小。,27,利用reserve Block Allocate全部的 free Cluster,不像SRAM僅能allocate盡量多，這裡將全部free cluster、或file cluster的physical address都建在NAND上，萬無一失，剩下的問題是耗時間的問題，似乎僅有啟始花較多時間而已。,28,測試數據,硬體：24MHz 8051 clock for SPCA755 韌體：SP