VDK與嵌入式文件系統(tǒng)的投入使用

Blackfin（BF）系列DSP是ADI公司和Intel公司共同開發(fā)的DSP,采用了一種新型結構MSA.BF系列中的BF537具有較塊的運算速度和豐富的接口資源，長于控制和視頻圖像處理，且其帶有符合IEEE 802.3規(guī)范的以太網(wǎng)控制器，如果在BF537中移植帶有LwIP協(xié)議棧的VDK工程，并利用網(wǎng)絡芯片對537進行擴展，就能便捷地實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)與因特網(wǎng)的通信。

由于低功耗、數(shù)據(jù)非易失、存儲速度快、存儲密度大等優(yōu)點，Nand Flash在閃存行列中脫穎而出，常被用作大容量數(shù)據(jù)的存儲媒質(zhì)。隨著存儲系統(tǒng)容量和存取速度的不斷提升，構建嵌入式文件系統(tǒng)來實現(xiàn)存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的管理。

1 VDK與嵌入式文件系統(tǒng)

1.1 VDK簡介

VDK（Visual DSP Kernel）是ADI公司針對Blackfin系列DSP處理器特別開發(fā)的"小而健壯"的輕量級內(nèi)核，特別適合編寫需要精確控制的代碼，是一個提供了豐富的API函數(shù)庫，同時支持輕量級IP協(xié)議棧（LwIP）的RTOS。

VDK功能全面，具有線程、信號量、事件與事件位、消息、關鍵域與禁止調(diào)度域等特征。內(nèi)核通過協(xié)同多任務和時間片輪轉(zhuǎn)的方式來管理和協(xié)調(diào)線程，這種方式稱為"調(diào)度".VDK運用程序可分為兩部分：線程域和中斷域。線程域中的調(diào)度稱為"軟件調(diào)度",由內(nèi)核完成；中斷域中的調(diào)度稱為"硬件調(diào)度",由中斷控制器完成。后者的優(yōu)先級高于前者，而設備驅(qū)動是兩者溝通的橋梁。

然而VDK只是一個"裸核",不提供文件系統(tǒng)的支持，如果需要基于VDK實現(xiàn)文件系統(tǒng)，用戶必須自己編寫各種接口函數(shù)的代碼。

1.2 基于Nand Flash的嵌入式文件系統(tǒng)簡介

Flash文件系統(tǒng)主要有開源的和商業(yè)的兩類。開源的Flash文件系統(tǒng)，有JFFS、JFFS2、YAFS等。JFFS采用高效的日志文件系統(tǒng)，具有掉電安全、臟塊回收、磨損均衡等特性，主要用于嵌入式Linux.Red Hat公司后來在JFFS基礎上進行升級，發(fā)展出JSSF2.JSSF2采用哈希表的日志節(jié)點結構，加快了節(jié)點的操作速度。YAFFS也是基于日志結構的文件系統(tǒng)，相比JFFS,YAFFS減少了一些功能，但降低了內(nèi)存占用率，提高了訪問速度。

商業(yè)Flash文件系統(tǒng)主要有TrueFFS和TransactiONFFS.前者用于仿真硬盤驅(qū)動，利用冗余數(shù)據(jù)結構保證可靠的數(shù)據(jù)操作，并能均勻使用Flash.后者使用事務記錄方案，運用程序可通過FAL訪問文件系統(tǒng)。

2 嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺

基于BF537的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺的框圖如圖1所示。

圖1 嵌入式系統(tǒng)硬件平臺

LAN8187用于對BF537的以太網(wǎng)控制器進行擴展，使其能夠通過以太網(wǎng)絡與上位機進行通信。

BF537外掛了兩片Nor Flash芯片作為其異步外存。程序Nor Flash用于存儲運行程序代碼，數(shù)據(jù)Flash主要用于存儲文件系統(tǒng)運行所需的數(shù)據(jù)，例如文件目錄表、地址映射表等。XC4VFX100用于處理數(shù)據(jù)流的速度、解析和轉(zhuǎn)發(fā)BF537的命令，配合BF537對存儲陣列進行管理。