许多物联网设备都需要使用小型且具有弹性的文件系统，这对于这些设备来说至关重要。然而，目前在MCU上运行的文件系统并不多见。大家应该都知道一个叫做FatFS的文件系统，它被广泛使用在嵌入式领域。今天，我将介绍FatFS和LittleFS这两种文件系统，以及它们之间的一些不同之处。

一、文件系统FatFS

FatFs是一个通用的文件系统(FAT/exFAT)模块，用于在小型嵌入式系统中实现FAT文件系统。

网址：

http://elm-chan.org/fsw/ff/00index_e.html

FatFs组件的编写遵循ANSI C(C89)，完全分离于磁盘 I/O 层,因此不依赖于硬件平台。它可以嵌入到资源有限的微控制器中，如 8051, PIC, AVR, ARM, Z80, RX等等，不需要做任何修改。

—来自百度百科

特征

a.DOS/ Windows兼容的FAT/exFAT文件系统。

b.平台无关，容易移植。

c.程序代码和工作区的占用空间非常小。

d.支持以下各种配置选项：

• ANSI / OEM或Unicode中的长文件名。
• exFAT文件系统，64位LBA和GPT可存储大量数据。
• RTOS的线程安全。
• 多个卷（物理驱动器和分区）。
• 可变扇区大小。
• 多个代码页，包括DBCS。
• 只读，可选API，I / O缓冲区等…

如果你会使用STM32CubeMX，想要使用FatFS非常容易，轻松几步就能将STM32“变成”一个U盘。

二、文件系统Littlefs

知道Littlefs文件系统的人相对比较少，但是如果使用过Mbed OS系统的人绝大部分都应该知道。

Mbed OS是Arm公司针对Cortex-M系列处理器，面向IoT开发的一套免费、开源开源嵌入式操作系统，专门为物联网中的“things”而设计。

而Littlefs只是Mbed其中的一部分内容，如下框图：

源码地址：

https://github.com/armmbed/mbed-littlefs

Littlefs特点：

• 占用资源小：物联网设备受到ROM和RAM的限制。
• 断电恢复能力：要求文件系统保持一致，并将数据刷新到底层存储。
• 平均磨损：通常情况下，存储支持每块数量有限的擦除，因此使用整个存储设备对于可靠性非常重要。

用法也挺简单，参看官方例程：

#include "LittleFileSystem2.h"
#include "SPIFBlockDevice.h"

// Physical block device, can be any device that supports the BlockDevice API
SPIFBlockDevice bd(PTE2, PTE4, PTE1, PTE5);

// Storage for the littlefs
LittleFileSystem2 fs("fs");

// Entry point
int main() {
    // Mount the filesystem
    int err = fs.mount(&bd);
    if (err) {
        // Reformat if we can't mount the filesystem,
        // this should only happen on the first boot
        LittleFileSystem2::format(&bd);
        fs.mount(&bd);
    }

    // Read the boot count
    uint32_t boot_count = 0;
    FILE *f = fopen("/fs/boot_count", "r+");
    if (!f) {
        // Create the file if it doesn't exist
        f = fopen("/fs/boot_count", "w+");
    }
    fread(&boot_count, sizeof(boot_count), 1, f);

    // Update the boot count
    boot_count += 1;
    rewind(f);
    fwrite(&boot_count, sizeof(boot_count), 1, f);

    // Remember that storage may not be updated until the file
    // is closed successfully
    fclose(f);

    // Release any resources we were using
    fs.unmount();

    // Print the boot count
    printf("boot_count: %ld\n", boot_count);
}

三、文件系统对比

每一种产物都有它存在的价值，文件系统也同样如此，各有各的优缺点，下面简单罗列几点它们的区别。

1.资源RAM / ROM大小

Littlefs是Mbed OS中的高完整性嵌入式文件系统，经过优化可与RAM和ROM有限的MCU一起使用。

Littlefs高度集成的嵌入式文件系统使用比FAT少的13K ROM和少于4K的RAM。

2.失电恢复能力

littlefs具有强大的copy-on-write保证，并且磁盘上的存储总是保持有效状态，可能有随机电源故障的系统适合该文件系统。

3.磨损均衡

嵌入式设备使用的大多数存储芯片都支持每个扇区有限的擦除集，如果没有均衡，则嵌入式设备的寿命可能会受到影响。

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