一种小型数据存储设备设计方法与流程

本发明涉及嵌入式数据存储
技术领域：
，具体为一种小型数据存储设备设计方法。
背景技术：
：在嵌入式领域，随着科学技术的发展，需要采集和记录的数据越来越多，因此就要求记录设备具有大容量存储能力、快捷的数据下载能力，同时要求记录设备要性能高、尺寸小、功耗低、价格便宜。传统的大容量记录设备大都采用磁盘、电子盘等存储器，这些存储器虽然存储容量大，但体积大、重量大、功耗大等特点也限制了它们的使用范围，尤其不适合便携式、小型记录设备的使用。对于野外操作来说，小型、便携式、即插即用记录设备使用需求很大。因此，我们提出一种小型数据存储设备设计方法。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种小型数据存储设备设计方法，以解决上述
背景技术：
提出的传统的大容量记录设备大都采用磁盘、电子盘等存储器，这些存储器虽然存储容量大，但体积大、重量大、功耗大等特点也限制了它们的使用范围，尤其不适合便携式、小型记录设备的使用。对于野外操作来说，小型、便携式、即插即用记录设备使用需求很大的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型数据存储设备设计方法，其设计的小型数据存储设备包括硬件设计电路、接口驱动软件以及数据存储格式定义三部分，所述硬件设计电路采用stm32单片机具有丰富的接口，其中fsmc总线接口可以外接sdram、norflash，nandflash、cf卡，设计cf卡插槽，实现cf卡即插即用，插槽外部通过紧固螺钉固定，既保证cf卡稳定，又方便拆卸；数据记录完成后，将cf卡拔下，通过读卡器直接在pc机上进行数据下载。优选的，所述接口驱动软件为了实现单片机对cf卡的读写操作，cf卡接口驱动采用trueide模式，采用16位宽以获取更高的读写速率。优选的，所述cf卡的存取模式有三种，包括pccardmemory模式，pccardi/o模式以及trueide模式，基于trueide的存取模式，首先，选择trueide模式接口的开发库；其次进行trueide开发库在stm32f103的移植；根据cf卡协议，在stm32f103上进行cf卡接口驱动的开发。优选的，所述数据存储格式定义为自定义数据存储格式，实现单片机对cf卡的正常读写操作之后，将数据按照自定义数据结构写入存储器。优选的，所述自定义数据结构包括状态包和数据包，状态包存储位置固定，用来标识数据记录的时间、数据在存储器中记录的位置以及数据是否覆盖等信息，供每次数据包记录时查询所用；数据包是根据实际应用定义的数据类型，每次记录数据包时更新状态包。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、该方法采用stm32系列单片机，该系列单片机具有高性能、低成本、低功耗、接口丰富等特点，目前在嵌入式领域使用非常广泛；2、由于cf卡可以方便插拔，数据记录完成后，只需将cf卡拔下，用读卡器直接在pc机上进行数据读取，无需携带记录设备，特别适合野外操作或者是对插拔有要求的小型记录设备；3、cf卡的存取方式有三种：pccardmemory模式，pccardi/o模式以及trueide模式，三种模式相比，在trueide模式下，cf卡与主机通信信号量最少，硬件接口最简单，软件易于实现，因此单片机与cf卡接口采用trueide模式，缩短研发周期，降低研发难度，fc卡驱动软件方便向其他型号移植；4、自定义数据格式，屏蔽了文件系统，大大缩短了研发周期，由于没有文件系统，存储器在使用过程中可靠性更高。附图说明图1为本发明stm32与cf卡插槽的的交联关系；图2为本发明cf卡插槽原理框图；图3为本发明cf卡插槽原理框图；图4为本发明cf卡接口驱动软件开发流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一机构实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种小型数据存储设备设计方法，包括硬件设计电路、接口驱动软件以及数据存储格式定义三部分，所述硬件设计电路采用stm32单片机具有丰富的接口，其中fsmc总线接口可以外接sdram、norflash，nandflash、cf卡，利用fsmc总线接口，设计cf卡插槽，实现cf卡即插即用，插槽外部通过紧固螺钉固定，既保证cf卡稳定，又方便拆卸；数据记录完成后，将cf卡拔下，通过读卡器直接在pc机上进行数据下载，stm32的fsmc接口与cf卡信号交联关系见图1所示，cf卡插槽的原理设计框图见图2和图3所示。为了实现单片机对cf卡的读写操作，需要开发cf卡接口驱动软件，cf卡的存取模式有三种，包括pccardmemory模式，pccardi/o模式以及trueide模式，基于trueide的存取模式，采用16位宽以获取更高的读写速率，cf卡与主机通信信号量最少，硬件接口最简单，软件易于实现，因此采用trueide接口模式，编写基于命令的cf卡接口驱动，首先，选择trueide模式接口的开发库；其次进行trueide开发库在stm32f103的移植；根据cf卡协议，在stm32f103上进行cf卡接口驱动的开发，stm32f103下cf卡接口驱动开发流程图见图4所示。所述数据存储格式定义为自定义数据存储格式，实现单片机对cf卡的正常读写操作之后，将数据按照自定义数据结构写入存储器，所述自定义数据结构包括状态包和数据包，状态包存储位置固定，用来标识数据记录的时间、数据在存储器中记录的位置以及数据是否覆盖等信息，供每次数据包记录时查询所用；数据包是根据实际应用定义的数据类型，每次记录数据包时更新状态包，状态包格式见表1所示，数据包格式见表2所示。表1自定义数据结构状态包格式表表2自定义数据结构数据包格式名称长度（字节）意义1framelable2数据包起始标志：0x55aa2framecode2帧操作符，用于区分帧类型3timehour2帧时间：小时4timemin1帧时间：分5timesec1帧时间：秒6powercount4上电次数，与状态包中的上电次数保持一致7pkgseq2包序号，一次上电时间内，创建的数据包序号8datalen2数据长度（仅为databuf部分的长度）9databuf494帧数据,具体数据内容10frametail2帧尾：0x33cc综上，本发明针对当前小型、大容量、便携、即插即用记录设备使用需求，设计了一种小型数据存储设备设计方法，在stm32单片机的fsmc总线上挂接cf卡，在stm32开放软件库的基础上开发cf卡接口驱动软件，利用自定义数据存储格式，从而实现了基于单片机的大容量存储技术，该方法基于stm32单片机和cf卡实现数据存储，以实现在较短时间内、较低研发成本的基础上，开发一种大容量、快速插拔、快速读写的数据存储设备。当前第1页12