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[嵌入式]FileX 文件系统基于STM32平台下 fault tolerant 容错模块(掉电保护) 在SD卡上的测试

本文描述了FileX文件系统在STM32平台下, 在SD卡上使用,不适用操作系统(定义FX_STANDALONE_ENABLE)时的一些测试情况; fx_user.h中涉及功能模块宏定义均不自定义,使用默认值;

1. 内存消耗

以下两个主要内存消耗的结构体:

typedef struct FX_MEDIA_STRUCT {
	...
} FX_MEDIA;

typedef struct FX_FILE_STRUCT {
	...
} FX_FILE;

各主要结构体、数组内存消耗情况(byte):

变量类型禁用容错模块使能容错模块
FX_MEDIA935210408
FX_FILE480488
media_memory[512]512512
fault_tolerant_memory[3072]-3072
共计1034414480

2. 时间消耗

2.1 容错模块

当容错模块启用时,必须在fx_media_open()之后立即调用fx_fault_tolerant_enable()函数对SD卡进行扫描, 以读取日志进行相关恢复工作。

在stm32f103(72Mhz主频,SPI接口,SPI速率18MHz)下:

卡容量初次耗时非初次耗时读取扇区数量
2GB(无牌)16k2.854s936 (6318-7254)
4GB(SanDisk)4k32.451s7539 (9496-17035)
8GB(SanDisk) 2k85.118s30192(5150-35342)
8GB(SanDisk) 4k42.999s42.852s15128(2510- 17638)
8GB(SanDisk) 8k21.232s7572(1238-8810 )
8GB(SanDisk) 16k10.475s4088 (314-4402)
8GB(SanDisk) 32k5.243s1894 (4402-6296)
8GB(SanDisk) 64k2.564s947(6296-7243)
8GB(SanDisk) 满文件41.552s15127 (2575-17702)
8GB(TOSHIBA) 32k5.864s1845(12692-14537)
8GB(Kingston) ?5.526s1861(12660–14521)
8GB(Kingston)4k14875(3016–17891)

在stm32f407(168Mhz主频,SDIO四数据线接口,SDIO速率24MHz)下:

卡容量初次耗时非初次耗时读取扇区数量
2GB(无牌)16k0.536s
4GB(SanDisk) 4k4.202s
8GB(SanDisk)5.7s
8GB(SanDisk) 满文件6.48s4.948s
8GB(TOSHIBA) 32k1.337s
8GB(Kingston)1.008s

存疑:容错模块日志存储区占扇区大小是否与卡格式化选项有关。
继续测试发现一个有趣的现象,容错模块日志所占扇区大小与格式化单元大小有关, 单个文件操作速度也与此有关(见下2.2),但还需测试文件大小与单元大小的相对关系。

2.2 文件读写

open-write-close流程耗时,单次追加写入1024字节,SanDisk 8GB卡内仅一个大小为36MB的dat文件:

格式化单元大小使能容错模块下耗时禁用容错模块下耗时
64KB53ms
32KB67ms
16KB99ms
8KB162ms
4KB288ms
2KB543ms

3. 掉电测试

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加:2021-07-05 20:25:18  更:2021-07-05 20:25:21 
 
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