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Flash是日常使用的存儲(chǔ)之一，對(duì)于Flash，大家多多少少有一些了解。小編對(duì)Flash閃存的類型有所介紹。為繼續(xù)增進(jìn)大家對(duì)Flash的認(rèn)識(shí)，小編將對(duì)Flash盤、Flash盤結(jié)構(gòu)以及Flash讀寫操作予以介紹。

第一、Flash 盤的FAT 結(jié)構(gòu)

Flash 硬盤與普通的磁頭、柱面式介質(zhì)不同。在開發(fā)U 盤的過(guò)程中，使用Flash 作為存儲(chǔ)介質(zhì)。它有其特定的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。以16M 的三星K9F2808U0A-YCB0 Flash 為例，它有1024 個(gè)Block，每個(gè)Block 有32個(gè)Page，每個(gè)Page 有512+16=528 個(gè)字節(jié)。

第二、Flash 結(jié)構(gòu)

Flash的讀寫有自身特征：1)必須以Page 為單位進(jìn)行讀寫;2)寫之前必須先擦除原來(lái)的內(nèi)容;3)擦除操作必須對(duì)Block 進(jìn)行，即一次至少擦除一個(gè)Block 的內(nèi)容。對(duì)于這種情況，將Flash 的一個(gè)Page 定為1 個(gè)扇區(qū)，將其2 個(gè)Block，64 個(gè)扇區(qū)定為一個(gè)簇，這樣，簇的容量剛好為512*64=32K，滿足FAT16 對(duì)簇大小的要求。FAT 分配空間的時(shí)候，是按簇來(lái)分配的，但是其給出的地址卻是LBA(Logical Block Address)，即它只給出一個(gè)扇區(qū)號(hào)，比如對(duì)此Flash 而言，若給出LBA 為0x40，實(shí)代表簇1的扇區(qū)1。因此需要將Logical Block Address 轉(zhuǎn)換為物理地址，這樣，才可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存取操作。根據(jù)我們定義的結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換公式為：

Flash 的Block = Logical Block Address/0x20

Flash 的Page = Logical Block Address %0x20

原則上，如果定義每個(gè)簇為32 個(gè)扇區(qū)是最好的，因?yàn)檫@樣物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)剛好相同。但是這也無(wú)防，因?yàn)椴还躄ogical Block Address 給出什么值，只要按上述公式，總可以得到物理上正確的Block 和Page，再使用Flash 的讀寫命令讀取對(duì)應(yīng)的Block 和Page 就可以了，讀的問(wèn)題復(fù)雜一些，在后面介紹。因此簇和扇區(qū)的概念只是在BPB 中給出存儲(chǔ)介質(zhì)信息的時(shí)候告之系統(tǒng)就可以了，我們只要做好LBA 與物理地址間的轉(zhuǎn)換就行了。

因?yàn)樽鰹閁 盤的Flash 不要求啟動(dòng)，因此可以沒(méi)有MBR 區(qū)，只包含DBR、FAT、DIR

和DATA 四個(gè)區(qū)。因此，F(xiàn)lash 的前兩個(gè)Block 的內(nèi)容如下：

LBA Block/Page 長(zhǎng)度 內(nèi)容說(shuō)明

0 0,0 512 字節(jié) MBR=BPB+Excutable Code+55AA(查看內(nèi)容)

1~2 0,1~0,2 1024 字FAT 區(qū)(第一份FAT)節(jié)

3~4 0,3~0,4 1024字節(jié) FAT 區(qū)備份(第二份FAT)

5~39H 目錄區(qū)(在BPB 中調(diào)整目錄項(xiàng)數(shù)，使其剛好占盡本簇)

40H~ 數(shù)據(jù)區(qū)(因目錄區(qū)占盡一個(gè)簇，故數(shù)據(jù)區(qū)始于新簇首扇)

當(dāng)Host 發(fā)出READ 命令后，F(xiàn)lash 讀寫操作即告開始，Host 首先讀取MBR，得到有關(guān)存儲(chǔ)介質(zhì)的有關(guān)信息，諸如扇區(qū)長(zhǎng)度、每簇扇區(qū)數(shù)以及總扇區(qū)數(shù)等內(nèi)容，以便知道此盤有多大。如果讀取正確，會(huì)接著讀取文件分配表，借以在PC 機(jī)上的可移動(dòng)盤符中顯示文件目錄，并可以復(fù)制、刪除或是創(chuàng)建文件。系統(tǒng)自動(dòng)將這些命令都轉(zhuǎn)換成Read 或Write 兩種命令，通過(guò)USB 的READ 或WRITE 命令塊描述符來(lái)從Flash 中相應(yīng)扇區(qū)讀取數(shù)據(jù)，或是將特定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)寫入Flash 相應(yīng)簇中。

第三、Flash 的讀寫

針對(duì)Flash 讀寫的特點(diǎn)，特別是其可隨機(jī)讀，但無(wú)法隨機(jī)寫的問(wèn)題，需要通過(guò)設(shè)置緩沖區(qū)來(lái)解決。在與USB Host 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中，最小的單位是扇區(qū)：512 字節(jié)。由于Flash在寫之前必須先擦除，而一擦又必須擦一個(gè)Block，因此在擦除某Block 之前必須保存同一個(gè)Block 中有關(guān)扇區(qū)的數(shù)據(jù)。因此，如果每收到一個(gè)扇區(qū)的內(nèi)容就進(jìn)行一次擦、保存、寫的操作，系統(tǒng)任務(wù)將十分繁重，無(wú)法及時(shí)響應(yīng)USB Host 端的請(qǐng)求。

因而，在系統(tǒng)中設(shè)置32K 的緩沖區(qū)(ARM7 系統(tǒng)具有2M SDRAM，因此內(nèi)存足夠，如果在8051 平臺(tái)上，則需要另外想辦法)，每完成一次數(shù)據(jù)傳輸后，記下本次要寫的開始扇區(qū)和總扇區(qū)數(shù)，將本次要寫的數(shù)據(jù)所涉及的扇區(qū)以外的數(shù)據(jù)從Flash 中讀出來(lái)，存放在緩沖區(qū)中對(duì)應(yīng)位置，然后擦除一個(gè)Block，再將緩沖區(qū)中內(nèi)容一次全部重新寫入Flash。