はじめに TOPPERS プロジェクトより配布されているファイルシステム FatFs for TOPPERS について解説しますこれまでファイルシステムがサポートされていないことを理由に TOPPERS カーネルの採用を見送っていた方はこれを機会にぜひご検討下さい 2007/11/15 TOP

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あつのいまいだ
7 years ago
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1 組込み向けファイルシステム FatFs for TOPPERS のご紹介 TOPPERS プロジェクト宮城県産業技術総合センター今井和彦 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 1

2 はじめに TOPPERS プロジェクトより配布されているファイルシステム FatFs for TOPPERS について解説しますこれまでファイルシステムがサポートされていないことを理由に TOPPERS カーネルの採用を見送っていた方はこれを機会にぜひご検討下さい 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 2

3 発表内容開発の経緯 FatFs(FAT File System) FatFsの特徴 FatFsのAPI FatFs for TOPPERS 移植作業デモシステムのご紹介 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 3

4 TOPPERS プロジェクトの目的 TOPPERS プロジェクトは組込みシステム構築の基盤となる各種のソフトウェアを開発し良質なオープンソースソフトウェアとして公開することで組込みシステム技術と産業の振興を図ることを目的としたプロジェクトです 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 4

5 TOPPERSプロジェクトのこれまでの成果物ステップ 1 カーネル μitron 仕様 RTOS:TOPPERS/JSPカーネルなど OSEK 仕様 RTOS:TOPPERS/OSEKカーネルステップ 2 ミドルウェア通信分野 TCP/IPプロトコルスタック :TINET CAN, LIN, FlexRay 通信ミドルウェア次は当然ファイルシステム 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 5

6 開発の経緯 (1) 目標 TOPPERS カーネル上で動作するファイルシステム (FAT16/32) を TOPPERS ライセンスで公開する TOPPERS ラインセンスとは BSD ライセンスをベースとした独自ライセンス自由な利用 ( 使用複製改変再配布 ) 機器に組み込んで利用する際には元のライセンス文を掲載するまたは TOPPERS プロジェクトに報告する ( レポートウェア ) 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 6

7 開発の経緯 (2) 既存の実装からの流用を検討 FreeBSD 自作するしかないのかライセンスが緩い TINETもFreeBSDがベース. 非常に複雑汎用的 : あらゆるファイルシステムに対応するためファイルシステム単体で切り出しにくいすべてのデバイスをファイルとして扱う文化 OSの基幹部分であり分離するのは困難そのとき FatFs が公開されたその他のフリーソフトウェア Linux, mtools, MINIX, Freedos 等 GPL ライセンスばかりで TOPPERS ライセンスには変更できない FFS: 再配布禁止 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 7

8 FatFs(FAT File System) フリーソフトウェアのファイルシステムライセンス : 使用改変再配布に一切制限なし URL 作者 : 赤松武史氏サポートされる機能 FAT12/16/ 形式ファイル名とNT 小文字フラグに対応 FDISKフォーマット ( 基本区画 ) およびSFDフォーマットに対応 (512byte/sectorのみ) 未サポートの機能 VFAT( ロングファイルネーム ) 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 8

9 FatFs の特徴 2 種類の構成フルセット版 :FatFs 省メモリ版 :Tiny-FatFs 移植性が優れている OS なしでも動作可能様々なプロセッサで動作実績あり AVR, H8/300H, TLCS-870/C, V850ES デバイス依存部を明確に分離記録メディアとタイマ (RTC) デバイスドライバを追加するのみセクター単位のリード / ライト用意されているサンプルドライバ» MMC» Compact Flash (CF)»ATA HDD 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 9

10 FatFs の API(1) (1) f_mount - ワークエリアの登録削除 (2) f_open - ファイルのオープン作成 (3) f_close - ファイルのクローズ (4) f_read - ファイルの読み込み (5) f_write - ファイルの書き込み (6) f_lseek - ファイルR/Wポインタの移動 (7) f_sync - キャッシュされたデータのフラッシュ (8) f_opendir - ディレクトリのオープン (9) f_readdir - ディレクトリの読み出し 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 10

11 FatFs の API(2) (10) f_getfree - ディスク空き領域の取得 (11) f_stat - ファイルステータスの取得 (12) f_mkdir - ディレクトリの作成 (13) f_unlink - ファイルまたはディレクトリの削除 (14) f_chmod - ファイルまたはディレクトリ属性の変更 (15) f_rename - ファイルまたはディレクトリの名前変更移動 (16) f_mkfs - ディスクのフォーマット 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 11

12 FatFs for TOPPERS FatFs を TOPPERS/JSP 上に移植ソフトウェア構成ファイルシステム :FatFs(R0.04) カーネル :TOPPER/JSP カーネル Release1.4.2 デバイスドライバ : PC カードドライバ ATA ドライバハードウェア構成プロセッサ ( 型番 ):SH3(SH7727) ソフトウェアハードウェア JSP カーネル Solution Engine (SH3) ボード ( メーカ名 ):MS7727CP01( 日立超 LSI システムズ ) PC カードコントローラ :MR-SHPC-01 V2T-F( 丸文 ) PC カードアダプタ :PCCF-ADP(I/O DATA) 記録メディア : コンパクトフラッシュカード CF CF 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 12

13 基本方針移植作業 (1) なるべくオリジナルのFatFsに手を加えない ( 本家のバージョンアップに対応しやすくする ) 1.FatFs 本体データ型の定義エンディアンの定義 2. 下位レイヤ I/F 基本的にセクタ単位のリードライト関数を用意すればOK 今回のターゲットボードでは PCカードイネーブラ ATAドライバ 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 13

14 移植作業 (2) 1.FatFs 本体データ型の定義 FatFsでは移植性を考慮して処理系依存のデータ型を定義する typedef UB BYTE; /* 符号なし8ビット整数 */ typedef UB UCHAR; /* 符号なし8ビット整数 */ typedef B CHAR; /* 符号付き8ビット整数 */ typedef UH WORD; /* 符号なし16ビット整数 */ typedef UH USHORT; /* 符号なし16ビット整数 */ typedef H SHORT; /* 符号付き16ビット整数 */ typedef UW DWORD; /* 符号なし32ビット整数 */ typedef unsigned long ULONG; typedef long LONG; 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 14

15 移植作業 (3) 1.FatFs 本体エンディアンの定義マクロ _MCU_ENDIAN で FAT 構造にアクセスする方法を定義する 1: ワードアクセス可能 2: ワードアクセス不可能プロセッサが以下のいずれかに該当する場合は _MCU_ENDIANを2に定義する必要がある該当しない場合はこのマクロを1に定義すればよくその場合コードサイズを削減できるプロセッサのバイトオーダーがビッグエンディアンであるアラインに合っていないメモリアクセスが禁止されている 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 15

16 2. 下位レイヤ I/F 移植作業 (4) 基本的にセクタ単位のリードライト関数を用意すればOK 用意するAPI 一覧 1. disk_initialize ディスクドライブの初期化 2. disk_status ディスクドライブの状態取得 3. disk_read ディスクからの読み込み 4. disk_write ディスクへの書き込み 5. get_fattime 日付時刻の取得 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 16

17 デモシステムのご紹介ファイルシステムを用いた Web サーバ JSPカーネル1.4.0+FatFs0.04+TINET1.3 JSPとTINETはボード付属のバージョンを使用 ( 開発工数を削減 ) ボード : 北斗電子 HSB7727ST( プロセッサ SH7727) 記録メディア :CompactFlash(CF) アプリケーション : 神社のおみくじシステム Ethernet シリアル SH3 割込み賽銭箱 PC ターゲットボード 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 17

18 全体像デモシステムの概観ターゲットボード CF 賽銭箱賽銭センサークリアボタン 2007/11/15 TOPPERSプロジェクト 18

19 デモシステムの動作説明 (1) CompactFlash からユーザープログラムをブートブートローダ自体も JSP+FatFs を用いて実現ブートローダのログ表示起動時に転送 SH3 CF S レコードファイルを予め格納 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 19

20 デモシステムの動作説明 (2) センサーによりお賽銭の投入を感知しおみくじを Web 上でアニメーション表示する CF にログを書き込む賽銭箱底のセンサーで感知ログ書き込み CF Web コンテンツ読み出し ( 画像ファイル ) 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 20

21 デモシステムの動作説明 (3) CF からログファイルを読み出し Web 上で表示するログ読み出し CF 2007/11/15 TOPPERS プロジェクト 21

22 ご興味をお持ちになった方へ ET 会場内 TOPPERS パビリオン (F-28) にてデモ展示中! 本日ご紹介した FatFs for TOPPERS は TOPPERS 公式サイトからダウンロードできますぜひお試し下さい URL: /11/15 TOPPERS プロジェクト 22

SDC_SDIO_STM32F4 の説明 2013/09/17 SDIO インターフェースで SD カードをアクセスするプログラムのプロジェクトサンプルです FAT でファイルアクセスするために FatFs( 汎用 FAT ファイルシステムモジュール ) を使用しています VCP(USB 仮想 C

SDC_SDIO_STM32F4 の説明 2013/09/17 SDIO インターフェースで SD カードをアクセスするプログラムのプロジェクトサンプルです FAT でファイルアクセスするために FatFs( 汎用 FAT ファイルシステムモジュール ) を使用しています VCP(USB 仮想 COM ポート : 非同期シリアル通信 ) を使用して SD カードのアクセスを試験することができます