数据存储系统设计

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1、基于FatFS的水动力试验数据存储系统设计丁力，宋志平，徐萌萌，陶灿辉（中国船舶重工集团第七O二研究所，江苏无锡214082）摘要:针对在水动力实验研究中数据量集中、数量多的需求，提出了一种基于FatFS文件系统的SD卡存储系统设计。该系统以ST公司的STM32F103为核心，通过SDIO接口实现大量数据文件存储。详细讲解了系统的USB模块、RTC模块等硬件设计之后，探讨了在系统上移植FatFS文件系统的要点，并在SD卡上实现了FAT文件的读写功能。该系统传输速度块，可靠性强，具有广阔的应用价值。关键词：STM32F103；数据存储；SD卡；FatFS中图分类号：TP316D

2、esignofDataStorageModuleBasedonFatFSSystemforHydrodynamicExperimentsDINGLi,SONGZhiping,XUMengmeng,TAOCanhui(Institute702ofChinaShipIndustryCorporation,Wuxi214082,China)Abstract:AnewdesignofSDmemorysystembasedonFatFSFilesystembasedontheapplicationbackgroundandrequirementofthemassandhugequant

3、ityexperimentsdatainwaterdynamicresearch.ThedatastoragesystemchoosesSTM32F103ascorecontrolchipfromSTCorporationandrecordsmassdatafileviaSDIOinterface.ItisintroducedthehardwaredesignincludingUSBmodule,RTCmoduleindetail.ThemainpointofproperlytransplantingFatFSfilesystemispresented.Atlast,itis

4、realizedFatFSFileSysteminSDmemorysystem.Thememorymodulehasahightransmissionspeedandreliability,soithasalargevalueofapplication.Key:STM32F103;DataStorage;SDCard;FatFS引言写操作。在水动力的实验中，通过改变模型外形设计、迎水USB接口MicroSD角度、水流速度等参数观察空化现象对模型的影响。参STM32F103ZET数变化对应记录一组实验数据，而整个实验过程，共有RS232接口RTC电池几十组实验数据需要分别采集、

5、记录；同时，实验中空图1大容量数据存储系统结构图化产生到溃灭过程最好都能记录下来以供后续研究。因2硬件结构此，对实验中采用的数据采集系统提出了数据量短时集2.1微控制处理器中、文件数量多的要求。STM32是意法半导体推出的基于Coretex-M3内核本文采用了以SD卡为存储体，采用FAT文件系统的32位ARM芯片系列，本系统选用了STM32F103ZET6[1]记录数据的架构来处理数据。SD卡的核心是NAND作为主控MCU，这个芯片属于STM32F103系列的高容Flash，由于体积小、功耗低的优点被广泛应用于各类电量芯片，片内Flash容量为512KB，片内SRAM容量为子

6、产品中。采用文件系统能够对大容量存储媒介进行高64KB，LQFP144封装，72M主频。具备完整的FSMC效的管理，并且适合于主流的Windows操作系统。文件总线，26位地址线和16位数据宽度，即支持各种类型系统采用开源的FatFS，实现了使用FAT文件系统的数的SD接口。[2]据存储系统。FatFs是专门为嵌入式系统设计的FAT2.2SD模块文件系统模块，它是免费开源的，完全用标准C语言编STM32F103ZET6处理器的SDIO单元在AHB外设写，具有良好的硬件平台独立性，可以移植到多种嵌入总线和SD卡设备间提供了操作接口，支持不同的数据式处理器上。总线模式。SD规范协

7、议中定义了对SD卡的两种访问模1系统结构式：SD模式和SPI模式。SD卡模式允许4线的高速数数据存储系统框架如图1所示。该数据存储系统以据传输。SPI模式允许简单的通过SPI接口来和SD卡ST公司的STM32F103为核心控制芯片，与上位机通过通信，这种模式同SD卡模式相比就是丧失了速度。在串行通信接口发送数据，或者USB接口直接写数据，本系统中，采用了SDIO接口来访问SD卡，即SD卡模控制芯片以FAT文件的形式存储在SD卡中。其自带的式。RTC单元将存储的数据文件以实时的系统时间命名，并在文件内容中