存储系统介绍

MaixPy 存储系统大致如下图所示:

由上图可知,MaixPy 中的存储介质主要由 FlashSD 卡组成,分为三块区域,分别是 MaixPy.bin 固件区,xxx.kmodel 模型区,文件系统区:Flash 上为 spiffs(SPI Flash File System),SD 卡为 Fatfs(FAT file system)。

1. MaixPy.bin 固件区

用来存储 MaixPy.bin 固件,起始于 0x000000,因为 K210 会从 0x000000 地址开始运行程序。

2. xxx.kmodel 模型区

通常起始于 0x300000,模型文件之所以不烧录在 Flash 的文件系统(文件系统会后续解释)中,原因有下:

  1. Flash 中文件系统拥有的内存并不够大,不足以放入大模型,更大的模型可以放入 SD 卡中。
  2. 直接读取模型文件比经过文件系统读取速率更快。

该区域没有文件系统管理,需要根据烧录时的起始地址操作文件,例如当模型烧录在 0x500000 时的读取方法:

KpuTask = kpu.load(0x500000)

3. 文件系统区

通常从 0xD00000 开始,该区域交由文件系统管理,我们预留了 Flash 末尾的 3MiB 空间,交由 spiffs 管理, 另外也支持 FAT32(Fatfs) 的 SD 卡。这些文件系统提供接口使我们通过 文件名 便可对文件进行读写操作,而不必像模型区那样使用 文件起始地址 操作。同时还能帮助我们有效管理存储介质,例如磨损均衡(Flash 是有磨损寿命的,相关知识请自行搜索)可以充分发挥 Flash 的寿命。

3.1. MaixPy 文件系统的使用

由于 FlashSD 卡的文件系统各不相同,接口不一致,使得操作不同文件系统需要调用不同接口,此时 MaixPy 中的虚拟文件系统(VFS)正是用于解决该问题,VFS 可以挂载多个不同类型文件系统,并为用户操作这些文件系统提供统一接口,用户使用这些接口时可以忽略不同文件系统之间的差异。这些接口在 os 模块中实现,使用示例如下:

import uos

print("files:", uos.listdir("/flash"))

with open("/flash/test.txt", "w") as f:
    f.write("hello text")

print("files:", uos.listdir("/flash"))

with open("/flash/test.txt", "r") as f:
    content = f.read()

print("read:", content)

以上示例中,spiffs 文件系统开机被自动挂载到 /flash 目录,用户只需要在使用 os 的接口时传入 "/flash" 目录名作为参数便可访问该文件系统。

解读:

  • 导入 uos 模块
  • 列出 /flash 目录下所有文件
  • /flash 目录写入一个名为 test.txt 的文件,内容为 hello text,
  • 列出 /flash 目录下所有文件,会发现 test.txt 的存在
  • 读取文件内容到 content 变量
  • 打印 content 变量, 输出 hello text,也就是刚刚写入文件的内容
  • 这个内容在开发板断电之后再上电,仍然能读到正确的内容(Flash 断电后不会丢失内容)

当然也支持 SD 卡, 如果你需要使用, SD 卡需要满足以下几点:

  • 支持 SPI 模式, 市面上大多数正版卡都支持
  • 分区为 MBR (msdos)
  • 格式化为 FAT32
  • 大小测试过最大 128GiB 可用 断电插入 SD 后, 上电,SD 卡会被挂载在 /sd,如果有多个分区,第二个分区名是/sd2

注意/(根目录)不能写入数据,只能往/flash或者/sd写入数据 开机如果有SD卡, 会自动将当前目录切换到/sd, 如果没有,则会自动切换到/flash

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