1. Nội dung thiết kế tốt nghiệp:
4.1 Lý thuyết về định dạng FAT [7]
FAT format systems gồm các loại: FAT12, FAT16, FAT32 tương ứng với 12, 16 và 32 bit đánh địa chỉ các khối cơ bản Cluster.
Trong phạm vi đồ án, nhóm tác giả chỉ nghiên cứu với định dạng FAT16 và định dạng này cũng gần tương đương về cấu trúc so với FAT32. Kích cỡ tối đa cho Partition FAT16 là 2 GB (ứng với 1cluster = 64 sectors). Bảng 4.1 minh họa khả năng lưu trữ của các định đạng FAT.
63
4.1.1 Đơn vị dữ liệu
Sectors: Là một khối dữ liệu trong FAT, đơn vị nhỏ nhất có thể tác động tới, thông thường một sector có giá trị là 512 Byte.
Clusters: Là lớp quản lý lưu trữ file cơ bản, ứng với một Cluster có thể là 1,2,4,8,16,32 hoặc 64sectors tương ứng với. Tùy theo mỗi thiết bị nhớ được định dạng, với kích thước một cluster lớn thì khả năng hỗ trợ kích thước một phân vùng lớn. Cluster đầu tiên được đánh địa chỉ là 2, liền ngay sau các vùng FAT, Root Directory và vùng Boot Sector.
4.1.2 Cấu trúc dữ liệu [8]
Cấu trúc phân vùng trong định dạng FAT được minh họa trên Hình 4-1.
Hình 4.1 Cấu trúc phân vùng trong định dạng FAT
Reserved Area (boot sector): Là sector đầu tiên của cấu trúc FAT. Nó chứa một số thông tin giúp xác định định dạng của FAT. Như OEM name, Bytes per sector (512, 1024, 2048, or 4096), Sectors per cluster, Number of FATs, Size of reserved area...vv (Bảng 4.2)
64
Bảng 4.2 Các thành phần trong boot sector
FAT Area: Thông thường có hai bảng FAT, mỗi file sẽ được lưu trong một hoặc nhiều cluster. Sẽ có cluster đầu tiên và có thể có cluster thứ 2, 3, 4 (có thể không theo thứ tự trên vùng nhớ)… Bảng FAT sẽ chỉ ra đâu là cluster tiếp theo từ cluster trước đó của dữ liệu file được lưu trữ. Dữ liệu trong bảng FAT được đóng gói thành hai Entry cluster chỉ ra liên kết giữa các cluster.
Root Directory: Tiếp theo bảng FAT là Root Directory lưu trữ thông tin về các trường header của các Entries. Cluster đầu tiên của Entries lưu trữ kích thước của file.
Data Area: Vùng lưu trữ dữ liệu của các Entries theo từng cluster. Cluster đầu tiên có địa chỉ là 2.
Ví dụ về cách tổ chức lưu trữ của 2 file tyui.jpg và mes.doc được minh họa trên Hình 4.2.
65
Vùng Boot Sector chỉ ra các thông tin cần thiết cho quá trình đọc file như định dạng FAT, kích thước của sector – cluster, vị trí bảng root, kích thước bảng root – bảng FAT, số sector bị ẩn của bộ nhớ trong phân vùng..vv
Vùng Root Directory chỉ ra vị trí các file lưu trữ trong các khối bộ nhớ phân vùng. Nó chứa các thông tin cần thiết như tên file, vị trí của cluster bắt đầu dữ liệu, kích thước của dữ liệu.
Bảng FAT thông thường gồm hai bảng: một bảng chính và một bảng phụ, cung cấp vị trí cluster tiếp theo lưu trữ dữ liệu của file tạo sự liên kết dữ liệu của file mà được lưu trong các cluster không liên tiếp nhau (đối với cluster cuối cùng của file giá trị tiếp theo là 0xff).
Hình 4.2 Lƣu trữ của một file trong FAT [8] 4.1.3 LBA và CHS
LBA (Logical Block Addressing) là địa chỉ sector đánh theo số tuần tự với các vùng có thể lưu trữ trên vùng nhớ bắt đầu từ sector 0 (trừ các vùng nhớ thực tế bị ẩn “hidden sector”).
66
CHS (Cylinder/Header/Sector) được xác định bởi các thành phần lưu trữ cylinder, header, sector.
Thông tin về các địa chỉ được nêu trong Boot Sector được nêu dưới dạng LBA.
4.2 Giao tiếp thẻ nhớ SD/MMC
4.2.1 Sơ đồ chân
Cấu tạo chân thẻ nhớ SD được mô tả trên Hình 4.3
Hình 4.3 Cấu tạo chân thẻ nhớ SD
Thẻ nhớ SD gồm chín chân giao tiếp bao gồm : ba chân nguồn, chân lệnh, chân xung nhịp và bốn chân dữ liệu hoặc “chip select” (Bảng 4.3)
Bảng 4.3 Mô tả các chân SD/MMC Card [9]
Chân SD mode SPI mode
Tên Mô tả Tên Mô tả
1 CD/DAT3 Card detect/Data line[Bit 3]
CS Chip Select
2 CMD Command/Response DI Data in 3 VSS1 Supply voltage ground VSS Supply voltage
ground 4 VDD Supply voltage VDD Supply voltage
5 CLK Clock SCLK Clock
67
ground 7 DAT0 Data line[Bit 0] DO Data out 8 DAT1 Data line[Bit 1]
9 DAT2 Data line[Bit 2]
4.2.2 Các thanh ghi
Thanh ghi ORC (32bit): (operation conditionsregister) lưu thông tin về trạng thái của thẻ.
Thanh ghi SID (128bit): lưu các thông tin để nhận dạng Card.
Thanh ghi CSD(128 bit) : lưu các thông tin về bộ nhớ như độ dài 1 block.