基于INTEL StrataFlash在VxWorks上构建TrueFFS文件系统

一 前言

VxWorks是美国WindRiver公司于1983年推出的一种嵌入式实时操作系统(RTOS)，它以突出的可靠性，实时性，可裁减性等特点被广泛应用于航空，航天，军事，通信，安防等领域。

在嵌入式系统中，通常用flash作为永久存储介质，用来存储系统引导程序、操作系统映像、用户应用程序以及系统的配置参数等。基于VxWorks 操作系统，在flash上建立TureFFS文件系统，可以使用户操作flash时，就像操作硬盘一样，支持文件的建立、拷贝、删除等操作。

StrataFlash系列flash是2005年初INTEL公司推出的在技术上有重大突破的产品，它开创了在单个晶体管中存储两位数据的存储技术，从而大大地降低了成本，一经推出，迅速被广泛采用。在其上构建TrueFFS文件系统，可以为其他开发者提供有益的借鉴。

二 TrueFFS文件系统介绍

TrueFFS文件系统为种类繁多的flash存储设备提供了统一的块设备接口，它具有可重入性、线程安全等特点。在TrueFFS的支持下，应用程序对flash设备的操作就好像对有DOS文件系统支持的硬盘设备的操作一样。

TrueFFS文件系统包括一个核心层（Core Layer）和三个功能层：转换层（Translation Layer）、驱动层（Memory Technology Driver (MTD) Layer）、套接层（Socket Layer）,共四层。层次结构如图 1所示。

核心层的主要功能是使其他各层互相连接，为其他层的通信提供通道以及完成一些象碎片收集，定时器管理等全局任务。WindRiver公司通常以二进制代码的形式提供核心层模块，开发者不需对核心层进行任何修改。

转换层主要负责维护一个文件系统的逻辑块和flash中删除块之间的映射图。这个映射图主要是用来实现对flash的平衡磨损策略，以及进行错误恢复。所谓平衡磨损是指，flash的寿命通常是有限的，每个块的擦写次数大概在十万次左右（实际上要少的多），因此在擦写时不能一直对某一个块重复擦写，即使是对同一个数据改写时也是这样，一个数据改写前在这个块中存放，改写后可能就存放到另外一块了，而且flash是先写后删，这就可以在写入发生错误时进行错误恢复了。转换层也是以二进制代码的形式提供的。

驱动层是对不同种类的flash提供底层的操作，如映射(map)，读（read），写（write）,删（erase)等。构建TrueFFS文件系统的主要工作就是针对不同类型的flash芯片编写相应的驱动层代码。

套接层是提供TrueFFS和硬件之间的接口，提供访问特定硬件的访问进程。包括套接字注册，电源管理，写保护等。WindRiver公司为开发者提供一个套接层模板，需要针对特定的硬件进行修改。

三 INTEL StrataFlash系列FLASH上构建TrueFFS文件系统

本文以INTEL StrataFlash系列中常用的32Mbit 28F320J3A为例说明构建TrueFFS文件系统的过程。

1 修改相关系统文件

修改config.h文件，此文件一般存放在BSP文件夹中，在此文件中定义支持TrueFFS功能以及其他相关功能的宏，包括：

#define INCLUDE_TFFS

#ifdef INCLUDE_TFFS

#define INCLUDE_DOSFS

#define INCLUDE_SHOW_ROUTINES

#endif

修改sysTffs.c文件，此文件一般存放在BSP文件夹中，此文件定义哪个MTD驱动和转换层模块被包含到TrueFFS中，以及定义flash的基地址和大小，会有以下定义出现：

#define INCLUDE_MTD_I28FJ3A

#define INCLUDE_TL_FTL

#define FLASH_BASE_ADRS 0x10000000

#defineFLASH_SIZE 0x00400000

修改sysLib.c文件，此文件一般存放在BSP文件夹中，在数组sysPhysMemDesc[]中加入FLASH_BASE_ADRS、 FLASH_SIZE所指定的地址段，MMU属性设为VM_STATE_WRITABLE和VM_STATE_CACHEABLE_NOT等。

修改tffsConfig.c文件，此文件一般存放在src\drv\tffs文件夹中，可以拷贝到BSP文件夹中，在 MTDidentifyRoutine mtdTable[]中把定义的宏INCLUDE_MTD_I28FJ3A和MTD识别函数关联起来：

#ifdef INCLUDE_MTD_I28FJ3A

i28fj3aMtdIdentify,

#endif

系统在调用tffsdev（）函数安装flash的MTD驱动时会调用这个表项来查找并识别flash设备。

2 MTD驱动程序组成

在MTD驱动中，最重要的函数是i28fj3aMtdIdentify()函数，可以把它看作是MTD的初始化函数。它负责读取芯片制造商和设备的ID 号，INTEL公司的代码是0x0089，28F320J3A的设备代码是0x0016。然后对FLFlash结构的成员进行初始化。FLFlash结构定义在target\h\tffs\FLFlash.h中：

typedef struct tFlash FLFlash;

struct tFlash {

FlashType type;

long erasableBlockSize;

　　　　long chipSize;

int noOfChips;

int interleaving;

int flags;

void *mtdVars;

FLSocket *socket;

void FAR0 *(*map)(FLFlash *, CardAddress