适用于电力二次设备的快速录波文件系统的建立方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种适用于电力二次设备的快速录波文件系统的建立方法，属于电力系统技术领域。
【背景技术】
[0002]现有嵌入式文件系统根据文件系统的层次结构，可以将该文件系统分成四大功能块:API接口模块、中间转换模块、磁盘分区模块、设备驱动模块。API接口模块主要完成文件的基本操作，包含有文件的生成、删除、打开、关闭、文件读、文件写等；中间转换模块主要完成对存取权限的检查、介质的选择、逻辑到物理的转换;磁盘分区模块主要完成对几个主要数据结构的初始化，设置文件系统的总体分区信息以及每个分区的几部分:空闲块管理、弓丨导区、FAT区、文件存储区等;设备驱动模块主要完成存储介质的驱动程序，包含有一个驱动程序函数表和介质读、介质写、检查状态、执行特定命令等驱动程序。
[0003]现有嵌入式文件系统由于中间结构复杂，在文件操作上不仅效率低，而且在掉电或突发情况后，自恢复文件系统过程很缓慢，甚至无法恢复而损坏。
[0004]目前嵌入式文件系统方面的研究主要解决文件系统的可靠性和可移植性方面，这些研究使文件系统更加标准化，扩大了其应用范围及普遍性。而在电力二次行业应用过程中，对文件的存储速度要求越来越高，是普通嵌入式文件系统所无法满足的;尤其是对异常断电的测试，边界条件的发生增加了文件系统崩溃的风险，给电力二次系统设备运行的稳定性造成了障碍。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于电力二次设备的快速录波文件系统的建立方法，采用本建立方法可建立一种占用资源少、高可靠、可循环、可恢复的快速录波文件系统。
[0006]为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:适用于电力二次设备的快速录波文件系统的建立方法，包括如下步骤:
步骤一:最大化定义文件最小单元值，确保每个文件只占用一个存储单元；
步骤二:建立最小单元编码表，采用FIFO方式来回收、分发最小单元；
步骤三:采用循环存储技术，对电力二次设备录波文件进行历史数据管理；
步骤四:设计掉电安全恢复机制，对文件的新建、删除、覆盖进行处理:覆盖或新建文件时，先向最小单元编码表申请新的最小单元并写入，在操作成功后，再更新文件管理列表，最后删除文件管理表中原有链接最小单元；
步骤五:设计最小单元碎片管理机制，扫描并回收被释放过的最小单元，处理后更新最小单元状态。
[0007]步骤一中，最小单元尺寸的选取原则参照以下两点:FLASH芯片的block大小;录波文件的大小。
[0008]步骤二中所述分发最小单元的具体方法为:当文件大小小于最小单元值时，只需分配一个最小单元给指定文件；当文件大小大于最小单元值时，根据其是最小单元值倍数分配最小单元。
[0009]每个所述最小单元的动态分配是通过编码表实现的，分为删除、插入和替代三种操作，每次上电扫描所有最小单元状态，建立最小单元与文件对应及彼此之间的链接关系。
[0010]步骤三中所述循环存储技术是指:每个录波文件记录2个时间，一是当前装置时间，随着外部对时而改变;另一个是本地上电后的世纪秒计数器，不依赖于外部时间；
通过两个时间的结合判断录波文件生成的先后，在磁盘空间满的情况下，文件系统自动删除最早期的录波文件，确保新录波文件的正确存储。
[0011]步骤四中新建文件的过程是:先申请最小单元，之后写入数据、记录时间，最后置链接有效标志。
[0012]步骤四中删除文件的过程是:清楚链接有效标志，释放最小单元。
[0013]步骤四中覆盖文件的过程是:保持原最小单元链接不变，申请新的最小单元并执行建立新文件过程，当新文件写入成功并置链接有效时发生异常情况会造成2个链接同时有效，此情况系统会在重新上电或扫描时，根据链接时间进行判断取最近一次的有效链接，删除过期的链接。
[0014]步骤五的具体步骤为:建立一个优先级相对较低的任务，对剩余最小单元进行扫描，未格式化进行格式化，更新状态后将其加入最小单元编码表中，实现碎片的回收和利用；当某个最小单元写入、格式化或状态检测操作失败且次数超过3次，证明其已损坏不可恢复，将此最小单元置为无效，扫描时将不再对其处理。
[0015]与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是:本发明定义了文件最小单元值，通过对最小单元的操作和碎片的整理，提升文件存储速度，加强文件系统的可靠性和稳定性；同时采用父子继承方式管理最小单元号，可动态添加、删除任意节点，让文件系统更加灵活;而循环存储技术的引入，使录波存储单元不必再担心磁盘空间维护问题，使整个文件系统更加简洁、高效。
【附图说明】
[0016]图1是最小单元编码表与文件管理链接结构图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0018]适用于电力二次设备的快速录波文件系统的建立方法，包括如下步骤:
步骤一:最大化定义文件最小单元值，确保每个文件只占用一个存储单元;最小单元尺寸的选取原则参照以下两点=FLASH芯片的block大小;录波文件的大小。针对FLASH芯片，典型格式化的单位为BL0CK( 128KBytes)，而嵌入式文件系统面向的文件是不分大小的，因此其选择擦除的最小单元是SECT0R(4KBytes)，每次读写、擦除时都需对原有内容进行搬移和重新组合，耗时严重的同时增加了文件系统出错的风险，尤其在搬移整合数据时发生掉电等异常，会造成数据的丢失甚至文件系统的崩溃。电力二次设备装置集成后，录波文件的大小可确定，根据单个录波文件的大小是FLASH芯片格式化单位的倍数，来确定最小单元值，通常最小单元值等于BLOCK的大小，即一个BLOCK对应一个文件，因此即可减少文件系统搬移时间，又使擦除效率达到最优。
[0019]步骤二:建立最小单元编码表，采用FIFO方式来回收、分发最小单元。最小单元编码表与文件管理链接关系见图1所示。当文件大小小于最小单元值时，只需分配一个最小单元给指定文件，如图1中namel链接关系；当文件大小大于最小单元值时，根据其是最小单元值倍数分配最小单元，如图1中name2链接关系，且多个最小单元之间链接不需要空间上的连续。每个最小单元的动态分配是通过编码表实现，分为删除、插入和替代三种操作，每次上电扫描所有最小单元状态，建立最小单元与文件对应及彼此之间的链接关系，此种重构方式具有占用资源小、启动速度快的特点，使整个文件系统更加简洁与实用。
[0020]步骤三:采用循环存储技术，对电力二次设备录波文件进行历