基于uTenux的fatfs文件系统移植本科毕业论文设计(论文).doc

PAGE \* MERGEFORMAT1 本科毕业论文(设计） 题目： 基于uTenux操作系统的 FatFs文件系统移植 学院： 数学与计算机科学学院 基于uTenux操作系统的 FatFs文件系统移植 摘要：随着嵌入式技术的发展，尤其是ARM技术的不断更新，推出了cortex系列芯片，使得嵌入式设备的功能日益壮大，逐渐由单片机的时代过渡到微控制器的时代，对数据的访问量有了显著提高，这就要求数据操作层次清晰、透明度提高、可维护性、接口的标准化、移植性、灵活的操作和数据存储的可靠性等都提出了越来越高的要求，所以有必要引入文件系统来完成数据存储和管理的功能，为用户提供按名存取数据的接口，从而可以避免由程序开发人员直接访问内存所带来的不安全性。本论文基于uTenux操作系统移植FatFS文件系统，详细论述了文件系统的实现原理，通过移植使得FatFS能在uTenux操作系统上运行。实现文件和目录创建、打开、读取、写入、关闭等功能。 关键字：微控制器；uTenux；FatFS；ARM 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 绪论 h 1 1.1 实时操作系统简介 h 1 1.1.1 实时操作系统的概念 h 1 1.1.2 常见的实时微控制器操作系统及其对比 h 1 1.2 嵌入式文件系统简介 h 2 1.2.1 文件系统概述 h 2 1.2.2 嵌入式文件系统一般体系结构 h 3 1.2.3 文件系统概述 h 4 1.3 嵌入式文件系统的必要性 h 5 2 uTenux实时操作系统 h 6 3 FatFS文件系统的移植 h 7 3.1 FAT协议介绍 h 7 3.1.1 FAT协议概述 h 7 3.1.2 FAT 保留区 h 8 3.1.3 FAT表区 h 10 3.1.4 FAT目录区 h 10 3.1.5 FAT数据区 h 11 3.2 FatFS文件系统的配置 h 11 3.3 FatFS文件系统结构分析 h 14 3.3.1 FatFS模块结构 h 14 3.3.2 FatFS定义的结构体 h 15 3.4 SD卡接口 h 17 3.4.1 SD协议 h 17 3.4.2 SD命令 h 18 3.5 FatFS文件系统的移植 h 19 3.5.1 开发环境uT/Stdio h 19 3.5.2 构建移植环境 h 20 3.5.3 初始化 h 21 3.5.4 读写函数 h 23 4 移植结果的测试 h 24 5 总结与展望 h 26 参考文献 h 28 致谢 h 29 1 绪论 1.1 实时操作系统简介 1.1.1 实时操作系统的概念 实时操作系统（Real-time Operation System，RTOS）：系统能够及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致的运行的嵌入式操作系统。 在工业控制、航空航天、实时检测等流程控制要求非常精确的领域，必须要在指定的时间内做出指定的响应，这时就需要实时操作系统来控制。我们常常说的嵌入式操作系统都是嵌入式实时操作系统，比如uTenux、uC/OS-II。 1.1.2 常见的实时微控制器操作系统及其对比 1. uTenux微控制器操作系统 uTenux是一款优秀的开源免费的实时微控制器操作系统，是由大连悠龙软件科技有限公司开发与维护。Tenux是由T-Engine Linux 的缩写构成，Tenux具有（a）T-Engine的开源高实时性内核T-Kernel为内核；（b）Linux上丰富的开源中间件为中间件；（c）Eclipse+GNU开源开发工具为基础工具；（d）打造适合中国电子产品市场的开源嵌入式实时操作系统及方便的集成开发环境。uTenux适用于微控制器(Cortex M/ARM 7,ROM:大于64K)，它的内核是uT-Kernel，具有丰富紧凑的中间件，比如FATFS、LWIP、FLTK。适用产品：小型物联网控制终端，比如机器人、智能仪表、小型数控机床、PLC、相机等。它的特点有： 所有源码公开、完全免费 占有日本60%市场的成熟实时微内核 支持函数和软中断两种方式 抢占式实时多任务操作系统 不需要MMU，占用ROM/RAM少 可以支持所有32位ARM7/9和Cortex M系列的微控制器 可配置任意多个任务、任务的优先级最多255个 2. uCOS微控制器操作系统 uC/OS II (Micro Control Operation System Two)