昂科技術（股票代碼：873207）作為業內領先的編程器廠家，率先跟國內優秀芯片原廠全志科技和聯發科深入合作，支持全志的開發的UBI文件系統離線燒錄，極大的提高了智能音箱的生產燒錄效率；在昂科手動燒錄器AP8000、高質量全自動燒錄器IPS7000、高性價比EAP3000、EAP5000全面支持燒錄全志R328、MTK聯發科MTK8516、MTK8167智能音箱Nand Flash燒錄算法；

图一：AP8000

UBI文件系統簡介

在linux-2.6.27以前，談到Flash文件系統，大家很多時候多會想到cramfs、jffs2、yaffs2等文件系統。它們也都是基於文件系統+mtd+flash設備的架構。 linux-2.6.27後，內核加入了一種新型的flash文件系統UBI(Unsorted Block Images)。這裡簡單介紹下UBI文件系統加入的原因，及使用方法。我也是剛接觸到這個文件系統，可能有理解不對的地方，也請指正。

一、產生的背景

FLASH具有的“先擦除再寫入”、壞塊、“有限的讀寫次數”等特性，目前管理FLASH的方法主要有：

1、採用MTD+FTL／NFTL（flash 轉換層／nand flash轉換層）＋ 傳統文件系統，如：FAT、ext2等。 FTL／NFTL的使用就是針對FLASH的特有屬性，通過軟件的方式來實現日誌管理、壞塊管理、損益均衡等技術。但實踐證明，由於知識產權、效率等各方面因素導致本方案有一定的局限性。

2、採用硬件翻譯層+傳統文件系統的方案。這種方法被很多存儲卡產品採用，如：SD卡、U盤等。這種方案對於一些產品來說，成本較高。

3、採用MTD+ FLASH專用文件系統，如JFFS1／2，YAFFS1/2等。它們大大提高了FLASH的管理能力，並被廣泛應用。

JFFS2、YAFFS2等專用文件系統也存在著一些技術瓶頸，如：內存消耗大，對FLASH容量、文件系統大小、內容、訪問模式等的線性依賴，損益均衡能力差或過渡損益等。在此背景下內核加入了UBI文件系統的支持。

二、用法

環境：omap3530處理器、 (128MByte 16 位NAND Flash) 、linnux-2.6.28內核

1、配置內核支持UBIFS

   Device Drivers --->Memory Technology Device (MTD) support --->UBI - Unsorted block images --->Enable UBI

       配置mtd支持UBI接口

       File systems --->Miscellaneous filesystems --->UBIFS file system support

       配置內核支持UBIFS文件系統

2、將一個MTD分區4掛載為UBIFS格式

   ● flash_eraseall /dev/mtd4 //擦除mtd4

       ● ubiattach /dev/ubi_ctrl -m 4 //和mtd4關聯

       ● ubimkvol /dev/ubi0 -N rootfs -s 100MiB //設定volume 大小（不是固定值，可以用工具改變）及名稱

       ● mount -t ubifs ubi0_0 /mnt/ubi或mount -t ubifs ubi0:rootfs /mnt/ubi

3、製作UBIFS文件系統

在製作UBI鏡像時，需要首先確定以下幾個參數：

   MTD partition size; //對應的FLASH分區大小

       flash physical eraseblock size; // FLASH物理擦除塊大小

       minimum flash input/output unit size; //小的FLASH輸入輸出單元大小

       for NAND flashes - sub-page size; //對於nand flash來說，子頁大小

       logical eraseblock size.//邏輯擦除塊大小

參數可以由幾種方式得到

1）如果使用的是2.6.30以後的內核，這些信息可以通過工具從內核獲得，如：mtdinfo –u。

2）之前的內核可以通過以下方法：

   ● MTD partition size：從內核的分區表或cat /proc/mtd獲得

       ● flash physical eraseblock size：從flash芯片手冊中可以得到FLASH物理擦除塊大小，或cat /proc/mtd

       ● minimum flash input/output unit size：

           1）nor flash:通常是1個字節

           2）nand falsh：一個頁面

       ● sub-page size：通過flash手冊獲得

       ● logical eraseblock size：對於有子頁的NAND FLASH來說，等於“物理擦除塊大小-1頁的大小”

3）也可以通過ubi和mtd連接時的產生的信息獲取，如：

#modprobe ubi mtd=4 //ubi作為模塊加載

或

#ubiattach /dev/ubi_ctrl -m 4 //通過ubiattach關聯MTD

    UBI: attaching mtd4 to ubi0

    UBI: physical eraseblock size: 131072 bytes (128 KiB)

    UBI: logical eraseblock size: 129024 bytes

    UBI: smallest flash I/O unit: 2048

    UBI: sub-page size: 512

    UBI: VID header offset: 512 (aligned 512)

    UBI: data offset: 2048

    UBI: attached mtd4 to ubi0

更詳細的解釋參見http://www.linux-mtd.infradead.org/doc/ubi.html#L_overhead

#mkfs.ubifs -r rootfs -m 2048 -e 129024 -c 812 -o ubifs.img

    #ubinize -o ubi.img -m 2048 -p 128KiB -s 512 /home/lht/omap3530/tools/ubinize.cfg

-r：制定文件內容的位置

    -m：頁面大小

    -e：邏輯擦除塊大小

    -p：物理擦除塊大小

    -c：大的邏輯擦除塊數量

    對我們這種情況，文件系統多可以訪問卷上的129024*812=100M空間

    -s：小的硬件輸入輸出頁面大小，如：k9f1208為256(上下半頁訪問)

其中，ubinize.cfg的內容為：

[ubifs]

    mode=ubi

    image=ubifs.img

    vol_id=0

    vol_size=100MiB

    vol_type=dynamic

    vol_name=rootfs

    vol_flags=autoresize

4、利用uboot燒寫、啟動UBIFS鏡像

1）燒寫UBIFS鏡像

OMAP3 DevKit8000 # mmcinit

    OMAP3 DevKit8000 # fatload mmc 0:1 81000000 ubi.img

    reading ubi.img

    12845056 bytes read

    OMAP3 DevKit8000 # nand unlock

    device 0 whole chip

    nand_unlock: start: 00000000, length: 268435456!

    NAND flash successfully unlocked

    OMAP3 DevKit8000 # nand ecc sw

    OMAP3 DevKit8000 # nand erase 680000 7980000

    NAND erase: device 0 offset 0x680000, size 0x7980000

    Erasing at 0x7fe0000 -- 100% complete.

    OK

    OMAP3 DevKit8000 # nand write.i 81000000 680000 $(filesize)

    NAND write: device 0 offset 0x680000, size 0xc40000

    Writing data at 0x12bf800 -- 100% complete.

    12845056 bytes written: OK

燒寫過程和燒寫內核鏡像的過程一致，所以UBI文件系統應該不像yaffs文件系統那樣用到了nand的OOB區域。

2）設置UBIFS文件系統作為根文件系統啟動的參數

OMAP3 DevKit8000 # setenv bootargs console=ttyS2,115200n8 ubi.mtd=4 root=ubi0:rootfs

    rootfstype=ubifs video=omapfb:mode:4.3inch_LCD

    OMAP3 DevKit8000 # setenv bootcmd nand read.i 80300000 280000 200000;bootm 80300000

根文件系統的位置在MTD4上

系統啟動時會打印出如下和UBI相關的信息：

Creating 5 MTD partitions on 'omap2-nand':

    0x00000000-0x00080000 : 'X-Loader'

    0x00080000-0x00260000 : 'U-Boot'

    0x00260000-0x00280000 : 'U-Boot Env'

    0x00280000-0x00680000 : 'Kernel'

    0x00680000-0x08000000 : 'File System'

    UBI: attaching mtd4 to ubi0

    UBI: physical eraseblock size: 131072 bytes (128 KiB)

    UBI: logical eraseblock size: 129024 bytes

    UBI: smallest flash I/O unit: 2048

    UBI: sub-page size: 512

    UBI: VID header offset: 512 (aligned 512)

    UBI: data offset: 2048

    UBI: attached mtd4 to ubi0

    UBI: MTD device name: 'File System'

    UBI: MTD device size: 121 MiB

    UBI: number of good PEBs: 970

    UBI: number of bad PEBs: 2

    UBI: max. allowed volumes: 128

    UBI: wear-leveling threshold: 4096

    UBI: number of internal volumes: 1

    UBI: number of user volumes: 1

    UBI: available PEBs: 0

    UBI: total number of reserved PEBs: 970

    UBI: number of PEBs reserved for bad PEB handling: 9

    UBI: max/mean erase counter: 2/0

    昂科技術（股票代碼：873207）是燒錄器（編程器）行業國內首家上市公司，獨立擁有燒錄器（編程器）、自動化燒錄器、自動在線燒錄器的研發、生產、服務能力，同時在深圳、台北、蘇州、揚州、上海設立了研發和生產服務基地，是國內外大型工廠燒錄解決方案的首選品牌，昂科技術擁有編程設備研發、製造以及服務領域10多年的豐富經驗，具有世界領先技術，並致力於為客戶提供創新的編程解決方案和產品。正努力為編程設備的可靠性、安全性以及知識產權保護方面做出傑出貢獻。昂科始終堅信對品質與技術的追求會使越來越多的電子廠商選擇昂科作為他們值得信賴的合作夥伴，新產品持續在發布中，請保持關注。