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随着嵌入式系统应用的不断深入和产业化程度的不断提升,新的应用环境和产业化需求对嵌入式系统软件提出了更加严格的要求。在新需求的推动下,嵌入式操作系统是否性能稳定,实时性强,源码开放,价格低廉,功能完善,成为选择操作系统时考虑的重要因素。嵌入式操作系统μC/OS-II具有以上优点,因而获得广泛应用。但μC/OS-II只是实时内核,不具备系统时钟管理、文件管理、图形用户接口(GUI)等功能。要想实现一个相对完整、实用的嵌入式实时多任务操作系统,还必须进行功能扩展。然而由于嵌入式系统产品的硬件资源,运行环境和应用需求的客制性,这些功能扩展常常需要量身定做。本文在μC/OS-II良好的扩展性基础之上,对μC/OS-II的文件管理功能进行了扩展,设计实现了一个相对可靠、高效、灵活的文件管理模块。此文件管理功能的扩展既丰富和强化了嵌入式操作系统的功能,也大大增强了嵌入式系统的数据管理和处理能力,同时还可以对其他应用软件的开发起支撑和促进的作用,具有很高的现实意义。本文首先分析了嵌入式系统的应用需求,论述了在嵌入式操作系统中引入文件管理功能的必要性;之后对通用桌面文件系统和当前主流的嵌入式文件系统的特点、性能、使用领域等进行了分析与对比,提出了嵌入式文件系统的设计目标;同时通过重点研究嵌入式文件系统的实现技术,阐述了嵌入式文件系统常见的体系结构、组织方法和实现方式;最后在基于S3C2410和μC/OS-II的平台上,借鉴Minix文件系统设计实现了一个具备创建、删除、读写以及文件和目录管理等功能的基于NAND FLASH的文件管理模块。该文件管理模块是在μC/OS-II任务级上实现的一个独立的自包含的整体。它使用了清晰的分层结构设计,使每一层的实现相对独立,并且通过符合POSIX标准的API接口来实现文件和目录的管理功能,进而便于该文件管理模块进一步的改进和移植。同时它使用了设备驱动表来自动选择驱动,使文件系统与设备无关,进而能适用于不同的系统资源。另外它还采用了块高速缓存来减少对存储介质的访问次数,从而提高了文件系统效率。该文件管理模块在智能电表、汽轮机保护仪表等系统中的应用实践证明其满足嵌入式系统多任务和实时性的要求,具有一定的通用性和推广价值。