嵌入式FAT32文件系统设计与实现

第1章数据记录，偷梁换柱：使用变通方法实现文件数据存储1

1.1把SD卡用作一个大容量的ROM1

1.1.1大ROM思想的提出1

1.1.2思想的验证：数据采集与记录实验2

1.2数据“偷梁换柱”——数据替换5

第2章更及核心，文件创建：修改FAT表实现文件创建功能10

2.1文件的创建10

2.1.1文件目录项的构造10

2.1.2文件目录项的“落定”：写入目录簇12

2.2为自己开路：簇链的构造15

2.2.1目录簇的拓展15

2.2.2寻找“路石”：空簇的查找16

2.2.3形同虚设的FSINFO扇区19

2.2.4簇链构造的实现22

2.3目录的创建24

2.3.1目录项的构造24

2.3.2两个特殊的目录项25

第3章

数据写入，细微可见：数据写入的实现28

3.1初步实现28

3.1.1回顾数据读取28

3.1.2从开头写数据29

3.1.3从整簇写数据32

3.2数据写入的实现33

3.3数据写入的典型应用38

3.3.1实例1：数据采集与存储38

3.3.2实例2：简易数码相机41

第4章

巧策良方，数据狂飙：独特算法实现数据高速写入45

4.1迫出硬件性能45

4.1.1连续多扇区驱动45

4.1.2多扇区抽象驱动接口47

4.2为数据作“巢”48

4.2.1预建簇链思想的提出48

4.2.2簇链预建的实现50

4.2.3将多扇区用到极致55

4.3CCCB（压缩簇链缓冲）57

4.3.1CCCB的提出57

4.3.2CCCB的实现60

4.3.3CCCB的争抢与独立63

4.4EXB（扇区交换缓冲）64

4.4.1EXB的提出64

4.4.2EXB的实现65



第5章

模式变换，百花争艳：znFAT与其他FAT的全面PK67

5.1登顶效率之峰67

5.2与强者竞速68

5.2.1国内外优秀FAT方案简介69

5.2.2速度的“较量”71

5.3znFAT的工作模式74

5.3.1缓冲工作模式74

5.3.2自身模式较量75

5.4 znFAT的功能裁减78

5.4.1功能裁减宏78

5.4.2裁减宏的嵌套79

第6章

创新功能，思维拓展：多元化功能特性与数据重定向的实现81

6.1多元化文件操作81

6.1.1多文件81

6.1.2多设备82

6.2数据重定向87

6.2.1数据重定向的提出87

6.2.2数据重定向的实现88

6.2.3数据重定向实现MP3播放89

第7章

层递删截，通盘格空：文件、目录的删除及磁盘格式化91

7.1文件数据的倾倒91

7.1.1何为数据倾倒91

7.1.2数据倾倒的实现92

7.2文件的删除95

7.2.1文件删除的实质95

7.2.2文件删除的实现97

7.3目录的删除99

7.3.1目录删除的难处99

7.3.2目录删除的实现100

7.4格式化101

7.4.1格式化的内涵101

7.4.2格式化的核心工作101

7.4.3格式化的实现105

第8章突破短名，搞定长名：突破8·3短名限制，全面地实现长文件名110

8.1FAT32的长文件名110

8.1.1何为长文件名110

8.1.2长文件名的存储机理111

8.2UNICODE编码113

8.2.1“各自为战”的DBCS113

8.2.2UNICODE带来的问题115

8.2.3编码转换的实现116

8.2.4长名的提取与匹配120

8.3长名的核心是短名121

8.3.1微软长名专利风波121

8.3.2长短名的绑定122

8.3.3用长名打开文件123

8.3.4创建长名文件125

第9章

青涩果实，缤纷再现：套书的第二个实验专题131

9.1数据采集导入EXCEL131

振南点睛131

9.2串口文件“窃取器”134

9.3录音笔136

9.4简易数码相机（51）139

9.5简易数码录像机（AVR）141

9.6简易数码录像机升级版（STM32直接录制AVI视频）144

9.7文件无线传输实验147

9.8嵌入式脚本程序解释器150

振南点睛151

9.9AVI视频播放器152

9.10绘图板实验——基于STM32F4154

9.11MEMS声音传感器录音实验158

9.12各种CPU上的实例汇总（基于第三方实验平台）161

振南点睛164

振南点睛171

第10章

存储设备，闪存解惑：主流存储设备及闪存技术详解173

10.1当前主流存储设备173

10.1.1主流存储设备简介174

10.1.2嵌入式存储设备177

10.2FlashROM上的文件系统179

10.2.1FTL180

10.2.2NFTL180

第11章

物理驱动，深入剖析：SD卡物理驱动183

11.1SD卡的接口与电路183

11.1.1SD卡的接口183

11.1.2SD卡的电路184

11.2振南SD卡驱动移植与测试185

11.2.1振南SD卡驱动简介185

11.2.2振南SD卡驱动移植185

11.2.3SD卡驱动测试187

11.3SD卡驱动原理188

11.3.1通信与命令188

11.3.2SD卡的初始化191

11.3.3SD卡的单扇区读/写194

11.3.4SD卡的多扇区读/写擦除195

第12章

性能提升，底层限制：高性能SD卡物理驱动197

12.1现有SD卡驱动的性能评估197

12.2用DMA为数据传输提速202

12.3高性能SD卡驱动的实现206

附录A

完整工程实例之SD卡MP3播放器211

附录B

完整工程实例之数码录像机（相机）218

附录C主流CPU内核及其典型芯片简介（znFAT移植平台）227

附录D

答网友问233

附录E我的大学系列238

参考文献246

本书是此套书的下册，是上册的延续与拓展。本书详细讲解了FAT32中长文件名的相关技术及其在znFAT中的具体实现。最后，着重介绍了SD卡等存储设备的驱动原理与调试方法。应该说，下册比上册更有技术含量、更有思想，会引发读者更多的思考和灵感。
如果说上册是专注于基础和常规内容的话，那么下册则更加侧重于提高与创新。振南将把一些绝对独特的思想和算法，以及它们在znFAT中表现出来的优异性能呈现在读者面前。
此书谨献给对FAT32、SD卡等嵌入式存储技术感兴趣，以及在这方面有项目应用需求的广大人群。希望此书能够成为此领域内的参考书，对大家的研究与开发工作产生积极意义。

●主攻FAT32的重点难点　　●详述znFAT的独特算法　　●独具匠心的创新思想与数据加速机制　　●深入讲解SD卡等存储设备底层驱动　　●呈现更加精彩的配套实验与工程实例