基于utenux的fatfs文件系统移植本科毕业论文设计

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1、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完成日期：2013年6月2日基于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

2、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1绪论11.1实时操作系统简介11.1.1实时操作系统的概念11.1.2常见的实时微控制器操作系统及其对比11.2嵌入式文件系统简介21.2.1文件系统概述21.2.2嵌入式文件系统一般体系结构31.2.3文件系统概述41.3嵌入式文件系统的必

3、要性52uTenux实时操作系统63FatFS文件系统的移植73.1FAT协议介绍73.1.1FAT协议概述73.1.2FAT保留区83.1.3FAT表区103.1.4FAT目录区103.1.5FAT数据区113.2FatFS文件系统的配置113.3FatFS文件系统结构分析143.3.1FatFS模块结构143.3.2FatFS定义的结构体153.4SD卡接口173.4.1SD协议173.4.2SD命令183.5FatFS文件系统的移植193.5.1开发环境uT/Stdio193.5.2构建移植环境203.5.3初始化213.5.4读写函数23

4、4移植结果的测试245总结与展望26参考文献28致谢291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-timeOperationSystem，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

5、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-EngineLinux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(CortexM/ARM7,ROM:大于64K)，它的内核是uT-Kernel，具有丰富

6、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：(1)所有源码公开、完全免费(2)占有日本60%市场的成熟实时微内核(3)支持函数和软中断两种方式(4)抢占式实时多任务操作系统(5)不需要MMU，占用ROM/RAM少(6)可以支持所有32位ARM7/9和CortexM系列的微控制器(7)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/OSII(MicroControlOperationSystem30Two)是一个可以基于

7、ROM运行的、可裁减的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，是和很多商业操作系统性能相当的实时操作系统(RTOS)。为了提供最好的移植性能，uC/OSII最大程度上使用ANSIC语言进行开发，并且已经移植到近40多种处理器体系上，涵盖了从8位到64位各种CPU(包括DSP)。uC/OSII可以简单的视为一个多任务调度器，在这个任务调度器之上完善并添加了和多任务操作系统相关的系统服务，如信号量、邮箱等。其主要特点有公开源代码，代码结构清晰、明了，注释详尽，组织有条理，可移植性好，可裁剪，可固化。内核属于抢占式，最多

8、可以管理60个任务。从1992年开始，由于高度可靠性、鲁棒性和安全性，uC/OSII已经广泛使用在从照相机到航空电子产品的各种应用中。3