.NET Micro Framework 模擬器詳解（二）：記憶體配置與持久化存儲

對嵌入式設備而言，存儲空間大小是關鍵參數，但調試時難以便捷測試不同記憶體規格的設備。模擬器成為理想選擇。本文介紹如何在 .NET MF 中透過代碼與 XML 配置兩種方式設定模擬器的 RAM 與 Flash Memory，並實現持久化存儲能力。

記憶體管理架構

.NET MF 提供 MemoryManager 類型（Microsoft.SPOT.Emulator.Memory 命名空間）描述與模擬 RAM/FLASH。該類型不直接提供配置屬性，而是透過兩個屬性暴露：

• RamManager：管理 RAM
• FlashManager：管理 Flash

兩者均為模擬器組件，由 MemoryManager 根據配置動態創建。可在 Emulator.config 中完成配置。

RAM 配置

RamManager 唯一可設定屬性為 Size（單位 byte）。配置文件中需先在 <Types> 區域宣告類型映射（如 C# 的 using），再在 <EmulatorComponents> 設定數值。以下範例以十六進位 0x2000000 設定 32MB RAM：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<Emulator>
  <Types>
    <MemoryManager>Microsoft.SPOT.Emulator.Memory.MemoryManager</MemoryManager>
    <RamManager>Microsoft.SPOT.Emulator.Memory.RamManager</RamManager>
  </Types>
  <EmulatorComponents>
    <MemoryManager>
      <RamManager type="RamManager">
        <Size format="HexNumber">2000000</Size>
      </RamManager>
    </MemoryManager>
  </EmulatorComponents>
</Emulator>

注意：模擬器預設 RAM 僅 1MB。曾在帶 VGA (640x480) 的 LCD 模擬器顯示大圖時遇到 System.OutOfMemoryException（分配 51205 區塊、614460 bytes 失敗），將 RAM 擴至 32MB 後問題解決。原因在於預設 1024KB 不足以容納 640*480*16/8=600KB 圖片加應用程式本身。

Flash 配置

FlashManager 同樣作為 MemoryManager 屬性配置。Flash 存儲單位為扇區，一或多扇區組成功能不同的段，段再組成分區（MF 設備目前僅支援單分區，故只有一個根目錄，無盤符）。FlashManager 管理扇區，每對 FlashSector 標籤對應一結構：

public struct FlashSector {
    public uint Length;
    public FlashSectorUsage Usage;
    public FlashSectorPartition Partition;
    public FlashSectorBlock Block;
    // 建構函式...
}

與 RamManager 不同，FlashManager 無需指定 Size（由扇區自動計算），可設定屬性包括：

• IsReadOnly (bool)
• MaxSectorEraseTime (uint)
• MaxWordWriteTime (uint)

扇區配置規則：第一個扇區 Partition 與 Block 必須設為 Start（或 StartEnd 若為唯一扇區）；最後一個扇區必須設為 End。Start 與 End 必須成對存在，否則 VS 會拋出異常。

FlashSector Usage 列舉說明

這些描述資訊將被 .NET MF 用於優化與校驗程式。對應 XML 配置範例：

<Types>
  <FlashManager>Microsoft.SPOT.Emulator.Memory.FlashManager</FlashManager>
  <FlashSector>Microsoft.SPOT.Emulator.Memory.FlashSector</FlashSector>
</Types>
<MemoryManager>
  <FlashManager type="FlashManager">
    <FlashSectors>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>Bootstrap</Usage><Partition>Start</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>Config</Usage><Partition>None</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>Code</Usage><Partition>None</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>Deployment</Usage><Partition>None</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>Log</Usage><Partition>None</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>StorageA</Usage><Partition>None</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
      <FlashSector><Length format="HexNumber">10000</Length><Usage>StorageB</Usage><Partition>End</Partition><Block>StartEnd</Block></FlashSector>
    </FlashSectors>
  </FlashManager>
</MemoryManager>

總計 1024KB Flash 空間，參考：相關文章

真正的 Flash 模擬：持久化存儲

前述 Flash 非嚴格意義的 Flash，模擬器關閉後資料會丟失。SDK 的 EWRSampleEmulator（位於 ExtendedWeakReferences 目錄）展示了持久化機制：關閉時將 Flash 內容寫入本地檔案，下次啟動時從檔案初始化。以下繼承自 FlashManager 的類別實現此過程：

public class PersistentFlashManager : FlashManager {
    private readonly string flashPath;
    public PersistentFlashManager() {
        string emulatorPath = Assembly.GetEntryAssembly().GetModules()[0].FullyQualifiedName;
        this.flashPath = Path.ChangeExtension(emulatorPath, ".flash");
    }
    public override void InitializeComponent() {
        base.InitializeComponent();
        if (File.Exists(this.flashPath)) {
            using (FileStream stream = File.OpenRead(this.flashPath)) {
                if (stream.Length == this._size)
                    stream.Read(this._memory, 0, (int)this._size);
            }
        }
    }
    public override void UninitializeComponent() {
        using (FileStream stream = File.OpenWrite(this.flashPath))
            stream.Write(this._memory, 0, (int)this._size);
        base.UninitializeComponent();
    }
}

使用時需在 <Types> 宣告該類別與組件名稱，將預設 FlashManager 宣告替換為：

<FlashManager>MyNameSpace.PersistentFlashManager, MyAssemblyName</FlashManager>