FAT标准对硬盘逻辑结构作了划分，主要有分区表、BPB表、FAT表、数据区等几部分。在硬盘格式化和分区后，会在0柱面0磁头1扇区建立分区表，此表记载了硬盘在各分区起始和结束所使用的磁头、柱面、扇区号。对于每个分区，逻辑0扇区存放了一个BPB表，该表储存了整个文件系统关键的数据，包括文件系统的类型，每个扇区的字节数（Byte2PerSec），每簇的扇区数（SecPerClus），保留扇区数（RsvdSecCnt），FAT表数目（NumFATs），根目录起始簇（RootClus），以及盘符和卷标等。其中簇（CluSTer）是文件系统在效率原则下管理的最小单位，FAT32标准意味着每簇有8扇区，簇内存贮单元采用32位二进制数。文件系统类型还可以使用FAT12和FAT16标准，表示簇内存贮单元分别采用12位和16位二进制数。在格式化硬盘时，依据硬盘簇的数目判断选用哪种文件系统标准，若簇数小于4085则是FAT12，若在4085和65525之间则是FAT16，大于65525则是FAT32。由于本文所述的系统使用大容量硬盘，因而采用FAT32文件系统。

在原理上，FAT32和其它两种方式是相同的，完全可以移植过去。保留扇区是为BPB表以后扩展保留一段区间，暂且未被使用。

3.2　关于FAT表

FAT表实质上是一系列存放着数据的链接表。

对于FAT32来说，每四个字节（32bit）对应硬盘数据区上的一个簇，它们的数值是当前文件下一个簇的指针。如果这四个字节大于0x0FFFFFF8，则表示当前文件在该簇内结束。若是0x00则表示该簇是空的，没有存放数据，而0xFFFFFF7表示这个簇已经损坏。采用这种方法，在存取数据时只需沿着链接表寻址就行了，不需按顺序存取，也不会因删除文件造成磁盘碎片。FAT表的大小是根据磁盘容量也就是簇的数量来决定，不同磁盘FAT表的大小不同。

出于可靠性考虑，FAT表一般都要冗余它的备份，冗余数量由BPB表的NumFATs来定，通常为2。

这样在突然断电等意外情况下，可以根据备份的FAT表进行修复。

3.3　硬盘数据区

FAT表之后是硬盘的数据区，其开始是根目录（ROOTDirectory），此处存放了FAT表根目录下的文件与子目录。存放格式有两种，一种是长文件名，一种是短文件名（标准的813格式），通过数据中的特征位能分辨出来。长文件名和短文件名格式见参考文献，它包含了文件的名字、属性、大小、起始簇数、建立及写操作的时间。实际上子目录的信息也被当作一个文件存储在根目录区，只是它的属性为目录，大小为0。同样，子目录起始簇内存放了该目录下文件和子目录的信息表。依据这些信息，可以在FAT表找到该文件的链接表，执行对整个文件相应操作。

3.4　资源共享的实现

对于不同的文字平台，为能够实现资源共享，采用UNICODE来存储文件名。在长文件名中，每个字符都是用16bits的UNICODE来表示的，而在短文件名中，采用用户自定义的类型，例如在简体中文Windows下，采用ASC？码和GB2312码。通过U2NICODE与其它码表对比查找程序，用户可以在自己期望的文字平台上进行操作。

图3是读取一个文件的流程，写文件的方法和读文件相类似，只要注意在目录里建立文件时，先把数据写入空白簇后再把FAT表更新，其中包括更新备份部分。

4　结束语

笔者通过USB接口使用S3C44B0X中ARM7TDMI微处理器对20GB以上的硬盘进行接口连接及控制，用FAT32文件系统对硬盘进行数据管理，多个大容量硬盘除了在ARM系统能正常工作外，在WIN98/2000/XP操作系统支持下的PC机上，均能实现数据资源共享。基于ARM系统大容量硬盘管理与控制系统，目前正被使用到远程电力网数据检测系统之中，为嵌入式系统海量数据存储提供一种新的设计思路。