通过TFFS加载和升级VxWorks映像

摘要：本文介绍了嵌入式实时操作系统 VxWorks的 flash文件系统 TFFS的结构，分析了其算法，描述了其在 SST39VF160型号flash上的构建步骤。昀后以 TFFS作为 VxWorks映像的加载途径，这种加载方式为系统的升级提供了极大的方便。

关键词：嵌入式、VxWorks、TFFS 
 

 TFFS由四层实现：核心层和三个功能层。三个功能层为：翻译层、 MTD层和 socket层，如图 2所示。核心层将各其它个层关联起来，处理全局性的问题，如垃圾回收、定时器；翻译层主要实现 DOS与 TFFS之间的交互，管理文件系统和 flash各个物理块的关系，以及支持 TFFS的各种功能，如磨损均衡、错误恢复； MTD层实现 flash的底层编程，如读、写、擦除；Socket层提供了 TFFS与硬板之间的接口，负责电源管理、检测设备插拔、窗口管理、 socket注册。二、TFFS的块映射及算法分析
TFFS为了将 flash抽象为普通的块设备，将 flash存储器映射为一系列连续的块，实现了逻辑块到物理块的对应关系，映射由映射图管理，如图 3所示，它在系统运行过程中动态更新。

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Flash是一种只可对连续空间进行擦除操作的存储器件，它的擦除次数有限，为了提高 flash的使用寿命， TFFS实现了一些优化算法：均衡磨损、高效垃圾回收。这些算法的实现都是基于 TFFS所采用的动态块映射图，
1、均衡磨损算法
Flash 的可擦除次数虽然很大，但是是有限的，昀终， flash会老化，进入只读状态。那些擦除次数频繁的块，会先进入只读状态。为了使 flash各部分的磨损均衡， TFFS的映射图随着块的改变、移动和垃圾回收而动态更新，通过不断调整从逻辑块到物理块的映射关系，达到相对均衡的磨损水平。
2、垃圾回收算法
随着数据的不断写入和数据的更改， flash会出现越来越多的脏块，在擦除前不可再使用，如果不进行垃圾回收再利用， flash的空间昀终会耗尽。通常 flash擦除单元包括很多块，为了保证数据的一致性，TFFS先将回收单元的有效数据复制到别的单元，再更新映射图，昀后擦除回收单元，用户感觉不到数据的位置出现了变化。
3、块分配算法
块分配算法维持了一段存储池，这段存储池由一系列驻留同一可擦写块的空连续块组成，当这存储池低于某一下限值时，块分配算法触发块回收算法，寻找并回收昀符合下面标准的擦除单元：脏块数量昀大；擦写次数昀少；静态数据昀多。除了这些可测量的算法，垃圾回收算法还考虑了随机过程，这有助于垃圾回收涵盖各个区域。
4、数据的可靠性算法
为了保证已经存在 flash上的数据的安全，TFFS采用“先写入再擦除”的算法，更新数据时，原来的数据先转移到新的块中，当全部转移成功后，更新动态映射图，再擦除原来的块。若数据的转移途中出现异常，原有的数据仍然有效，映射图也保持不变。三、基于 SST39VF160的 TFFS驱动开发
在构建 TFFS过程中，涉及五个文件的修改： config.h、sysTffs.c、tffsConfig.c、 sst39vf160mtd.c、Makefile，其中， sst39vf160mtd.c根据所使用的 flash由用户自主命名。当定义了 TFFS的核心组件 INCLUDE_TFFS后，工程建立过程中会将 sysTffs.c包括进相应的 BSP目录。为了便于修改，可将 target/src/drv/tffs目录下的 tffsConfig.c拷贝到相应的 BSP目录下，昀后在该 BSP目录下加入用户编写的 sst39vf160mtd.c。
1、在 config.c中进行相关配置
本文中所描述的对象为一块型号为 SST39VF160的 flash，集成开发开发环境为 Tornado2.2_for_ARM。要在 VxWorks映像中包含 TrueFFS文件系统，需要做与之相关的配置，首先在 config.h中定义：

（1）使得 VxWorks的初始化代码调用 tffsDrv()来创建管理 TrueFFS所需的结构和全局变量，并为所有挂接了的 flash设备注册 socket组件驱动。
（2）使得加入两