来源：微计算机信息   作者：王凯 宋华伟 杭德全

[摘 要]： VxWorks操作系统提供文件系统来访问和管理Flash 存储器，这种方式不能满足实时写入和系统可控的要求。本文提出一种通过接管系统时钟中断来控制Flash Memory读写操作和基于管理区的简单可控文件管理方案，实现移动通信系统在不影响业务模块运行的前提下，满足对实时性和可控性要求。

[关键词]：闪存；系统时钟；中断；文件系统；

1． 引言
cdma2000 1x移动通信系统的基站主处理机采用WindRiver公司VxWorks嵌入式实时操作系统，选用FLASH 存储器(以下简称FLASH)作为外部存储设备保存系统参数和业务数据。

FLASH与普通磁介质存储器最大的差异在于写操作方式不同，其写操作相对于普通磁盘是比较慢的过程，消耗掉大量的CPU资源。FLASH基于命令字的写操作方式导致的写入错误，虽然几率很小但实际上是存在的。而商用VxWorks操作系统提供的dosFs文件系统和专用TrueFFS文件系统对该情况处理不足，并且用户没有相应的源码，系统一旦出现写操作错误，将不可控制，降低了系统的可控性。所以，有必要对FLASH的存取操作加以改进或控制，并设计一套相对应的专用FLASH文件管理方案，满足系统可控性的要求。

2． 存取设计
FLASH写操作基于命令字方式完成，分为擦除(erase)和编程(program)两个阶段。由于FLASH的编程指令只能使“1”改为“0”，擦除指令只能使“0”改为“1”，而且，擦除操作不能在字节或任意数据区域进行，而必须是一个完整的扇区，所以向FLASH某位置写入数据时，要先擦除目标位置所在扇区的所有数据，然后才能进行编程操作。实际上，只须向特定的寄存器写入标准的指令序列，具体的擦除和编程过程就可由内部嵌入的算法执行。
                                                                           
2．1 设计思想
通常，FLASH写操作指令下达后，由驱动程序完成命令字的设置。此时，数据被临时存储于FLASH的锁存器中，但系统仍需要保持数据总线直到写入操作终止或完成才释放。一个扇区的擦除是十几毫秒的时间，一个字节的写入是几微秒的时间，可以看到，数据总线的占用过程消耗了大量的CPU时间。这部分资源的节约对于嵌入式实时系统来说是必要的。操作系统完全可以在设置写操作命令字后释放数据总线，退出FLASH操作，把擦除/编程过程的CPU时间用来执行其他指令，等当前命令字执行完毕后，通过某个事件的触发，使CPU跳转回来设置下一个命令字。这就是改进FLASH操作过程的设计思想。

2．2 实现过程
触发事件选择和跳转周期长短的控制是问题解决的关键，即在一个命令字操作完成后，选用什么方式来触发下一个命令字操作。可以考虑的方式主要有扫描方式和中断方式。

通过扫描方式，当应用程序完成一次完整的处理周期时，扫描某个标志状态，判断FLASH写入操作是否进行完成。如果完成，则再次设置命令字进行操作。由于程序处理周期取决于应用层业务处理时间，这种方式会导致触发周期不固定。

采用中断方式，可以通过设置中断频率来控制触发周期。但必须选择合适的中断源，使其精度达到要求并且对系统没有额外的影响。由于基站系统采用外部GPS时钟，系统的单板时钟闲置，其精度对于FLASH操作是足够的，所以可以考虑选择CPU时钟中断。问题在于VxWorks对该中断是否有使用。实际上，VxWorks通过该时钟中断完成系统记数器，从而在其基础上实现系统定时器，看门狗定时器，任务分时调度等功能组件。因此，接管时钟中断，必须在修改时钟频率同时，保证操作系统所需的系统记数器频率不变。
 
VxWorks提供sysClkConnect()函数允许时钟中断发生时，根据指定参数挂接用户定义的中断处理程序，中断处理完成后由用户程序返回。VxWorks提供的usrClock()函数是系统缺省时钟中断处理函数，用来调用计数器函数tickAnnounce()，实现系统计数器的作用。时钟中断频率