向硬盤中寫入一個(gè)文件首先要做的就是在根目錄下建立文件的文件目錄項(xiàng)，無論文件目錄項(xiàng)的存儲(chǔ)位置還是文件本身的存儲(chǔ)位置，都需要由系統(tǒng)在硬盤上查找空閑簇。找到這些空閑簇之后需要在FAT1中建立一個(gè)鏈表，并且在FAT2中備份。
因?yàn)镕AT32文件系統(tǒng)管理的硬盤空間一般都比較大，所以如果從頭至尾逐個(gè)查詢每一簇是否空閑將浪費(fèi)很多時(shí)間。這里對(duì)FAT32特有的“文件系統(tǒng)信息”扇區(qū)加以利用：從BPB參數(shù)中可以找到該扇區(qū)在保留扇區(qū)中的位置，通常為第1扇區(qū)。該扇區(qū)中有一個(gè)重要的參數(shù)：起始空閑簇號(hào)，在該扇區(qū)的偏移量為1ECH，共占用4 B。其中的內(nèi)容為硬盤中被占用的簇的最大簇號(hào)，如果該值是FFFFFFFFH，則表示系統(tǒng)對(duì)最大簇號(hào)不知情，那么尋找空閑簇只好從頭找起。當(dāng)然寫完文件后，要將這個(gè)參數(shù)的內(nèi)容變?yōu)楫?dāng)前值，并且在BPB參數(shù)的備份區(qū)中也要更新此參數(shù)。
寫文件子程序所需變量除了已經(jīng)獲知的參數(shù)外，還定義了：當(dāng)前簇號(hào)(4 B)，用于存儲(chǔ)寫入過程中當(dāng)前簇的簇號(hào)；空閑簇號(hào)(4 B)，用于存儲(chǔ)查找到的空閑簇號(hào)；m(4 B)，n(4 B)，分別用來計(jì)數(shù)。由于程序結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以這里將這個(gè)子程序分為兩部分加以說明，分別是：利用起始空閑簇號(hào)和FAT查找空閑簇、在根目錄中建立目錄項(xiàng)和文件寫入。
利用起始空閑簇號(hào)和FAT查找空閑簇，將空閑簇號(hào)和當(dāng)前簇號(hào)作為參數(shù)傳遞給子程序的后續(xù)部分，具體程序流程為圖2所示。在根目錄中建立目錄項(xiàng)和文件寫入的程序流程圖如圖3所示。
3．3 刪除文件
刪除文件比較簡單，只需要找到文件目錄項(xiàng)所在位置將第一個(gè)字節(jié)變?yōu)?EH，然后將FAT中對(duì)應(yīng)的鏈表中各項(xiàng)清零即可。
4 TMS320F206對(duì)IDE硬盤的讀寫
4．1 電氣接口
硬盤IDE接口用一條40線的電纜來轉(zhuǎn)接信號(hào)，包括16根數(shù)據(jù)線(D0～D15)，3根地址線(DA0～DA2)以及接口控制線(CS0，CS1，DIOW，DIOR，IORDY，INTRQ，IOCS16，DMARQ，DMACK，RESET)［3］。將16根數(shù)據(jù)線同TMS320F206芯片的數(shù)據(jù)線相連；CS0，CS1與地址線分別同DSP芯片的低5位相連；控制信號(hào)可以由時(shí)序電路產(chǎn)生。
4．2 直接讀寫IDE硬盤
前文中講到了許多讀取硬盤的操作，對(duì)于怎樣具體直接讀寫IDE硬盤，這里只做一個(gè)簡單的介紹。
IDE硬盤尋址 IDE硬盤是通過磁頭、柱面和扇區(qū)組織起來的，可以通過這3個(gè)參數(shù)來惟一的確定一個(gè)扇區(qū)，這種尋址方式叫作物理尋址(CHS方式)。另外，為了尋址簡便，每一個(gè)扇區(qū)都有其對(duì)應(yīng)的邏輯地址(LBA)，F(xiàn)AT32文件系統(tǒng)中的扇區(qū)地址都是采用的邏輯地址。
PIO方式讀寫硬盤 對(duì)硬盤的操作是通過向硬盤的命令寄存器組中的寄存器寫入命令來實(shí)現(xiàn)的。硬盤控制器命令長度為7 B。其中前6 B為參數(shù)，最后1 B為命令碼［3］�！ �
讀命令的執(zhí)行 在硬盤驅(qū)動(dòng)器空閑的情況下，TMS320F206把操作碼發(fā)送到命令寄存器中，然后等待硬盤驅(qū)動(dòng)器發(fā)出的DRQ數(shù)據(jù)請求信號(hào)，檢測到DRQ后，將DIOR和IOCS16信號(hào)置低，檢測IORDY信號(hào)是否有效，如09有效，則從數(shù)據(jù)線上讀取當(dāng)前數(shù)據(jù)，然后繼續(xù)檢測IORDY信號(hào)，再讀數(shù)據(jù)，直到請求扇區(qū)的所有數(shù)據(jù)讀取完畢。
寫命令同讀命令類似，只是在檢測到IORDY命令后將要寫入的數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)線上。
5 本設(shè)計(jì)中的幾點(diǎn)技術(shù)細(xì)節(jié)
(1)由于FAT中的所有數(shù)據(jù)的組織都是低位在前、高位在后，而DSP系統(tǒng)中處理數(shù)據(jù)恰好相反，所以在向硬盤讀取數(shù)據(jù)之后和寫入數(shù)據(jù)之前要進(jìn)行高低位的轉(zhuǎn)換。
(2)雖然在FAT32的FAT中每個(gè)簇號(hào)都是由4 B共32位來表示，但是真正有效的只是低28位，所以在進(jìn)行簇號(hào)判斷之前最好先屏蔽高4位。
(3)由于讀取硬盤數(shù)據(jù)的最小單位是扇區(qū)，所以文中提到的提取某字節(jié)的內(nèi)容時(shí)，要先將該字節(jié)所在扇區(qū)讀入，再取其內(nèi)容。
以上幾點(diǎn)技術(shù)細(xì)節(jié)是筆者在實(shí)驗(yàn)中的體會(huì)，在程序設(shè)計(jì)中這幾點(diǎn)不容忽視，否則會(huì)造成判斷錯(cuò)誤或程序繁瑣。
6 結(jié)語
本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了DSP芯片基于FAT32對(duì)IDE硬盤的文件操作，使得硬盤作為大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)器件運(yùn)用到嵌入式系統(tǒng)并且實(shí)現(xiàn)了同PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)兼容。由于建立文件系統(tǒng)的工作由Windows系統(tǒng)完成，所以大大減少了DSP芯片的工作量，主程序采用子程序調(diào)用的模式，使得程序結(jié)構(gòu)簡單且易于維護(hù)。
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參考文獻(xiàn)
［1］FAT：GeneraloverviewofOn－disk format［M］．Microsoft Corporation，1999：8-25．
［2］李剛．TMS320F206 DSP結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用［M］．北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002．
［3］［德］Friedhelm Schmidt．SCSI總線和IDE接口：協(xié)議、應(yīng)用和編程［M］．北京：中國電力出版社，2001．
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