news 2026/2/6 21:29:35

FSKV:给嵌入式设备一个“不会失忆的大脑”

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张小明

前端开发工程师

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FSKV:给嵌入式设备一个“不会失忆的大脑”

FSKV是LuatOS系统专为嵌入式设备设计的键值对(Key-Value)存储库,其作用是在Flash存储器中持久化存储键值对数据,允许开发者以键值对的形式存储和检索数据,并且这些数据会被持久化存储在Flash存储器上,确保设备断电后数据不会丢失。

适用于多种物联网应用场景,例如:

  • 保存设备配置参数(如Wi-Fi密码、服务器地址)

  • 记录传感器采集数据

  • 存储设备运行状态与历史信息等等

一、FSKV核心库主要特性

相比于传统的FDB库,FSKV在性能方面有显著提升,同时保持了API的简洁易用。通过均衡擦写机制,FSKV还能有效延长Flash存储器的使用寿命,确保在设备整个生命周期内数据的可靠存储。

1.1 核心特点:

  • 持久化存储:
    数据写入Flash,断电后不丢失;

  • 功能丰富:
    提供初始化、设置、获取、删除等完整API,如:
    fskv.init():初始化
    fskv.set(key, value):存储数据
    fskv.get(key):读取数据
    fskv.del(key):删除数据

  • 稳定高效:
    读写速度恒定,不受 “脏数据” 影响,最高10万次均衡擦写;

  • 优化数据长度限制:
    如value最大4096字节,key最大63字节。

1.2 实现原理:

FSKV核心库原理是在模组片上Flash单独开辟了一个总可用空间是64K的小区域,跑了个小文件系统,单独操作,实现类似于微型数据库的功能,只支持操作芯片自身的Flash文件系统,不支持操作通过IF核心库或者SFUD核心库挂载的文件系统。

简单来说——FSKV核心库就是一个 “嵌入式设备里的小数据库”,专门用来安全、稳定地存放配置或业务数据,断电也不会丢。

▼ 关于KV键值对数量 ▼

FSKV一共64K,16个块,每块大小4K。

初始化时会分配2个块用于小型数据,所以大型数据最多只能存储14对,每对KV数据占据一个块。

  • 小型数据(Value ≤ 255 字节)

    当Value长度≤ 255字节时,所有KV对会复用初始分配的8192字节空间,极限最多存储812对,此时V值只有1字节。

  • 大型数据(Value ≥ 256 字节)

    当Value长度 ≥ 256字节时,每次写入都会触发新块分配(4096字节),每对KV数据占据一个块,所以大型数据最多存储14对。

1.3 FSKV与其他存储区域的区别:

与其他掉电不丢失的存储区域(如OTP、IMEI、SN)不同,FSKV具有其独特的适用场景和操作特性:

  • FSKV:
    可以在LuaTools烧录程序时进行清除,轻量快速,适合零散配置,频繁读写效率高,比如存储串口波特率、服务器IP等用户的应用数据。

  • OTP:
    加锁后不可篡改,安全性高,适合固定关键数据,比如存储射频校准数据、密钥等。

    具体使用可以参考OTP核心库:
    https://docs.openluat.com/osapi/core/otp/

  • IMEI:
    国际移动设备识别码,每个设备全球唯一,永久只读不可修改,是设备入网的 “身份证”,用于蜂窝模组入网、合规认证等需求。

    具体使用可以参考mobile核心库:
    https://docs.openluat.com/osapi/core/mobile/#mobilesn

  • SN:
    设备序列号,合宙内部唯一,默认只读,可快速关联生产/售后信息,方便设备管理,常用于设备售后报修、生产追溯等。具体使用可以参考mobile核心库。

1.4 特别说明

针对社群工程师朋友应用开发中的疑问,这里特别说明一下10万次均衡擦写的相关问题。

▼ 10万次均衡擦写 ▼

10万次均衡擦写——是指Flash存储的单个单元最多能承受10万次 “擦除 - 写入” 循环,再通过均衡擦写技术将数据分散到所有单元,避免个别单元提前损坏,从而延长整体设备寿命。从原理上来说,依靠均衡擦写技术,设备能持续的稳定使用。

均衡2个词如何解读? 另外, 读是不限次数的,对吧?

简要解答:
就是同一个地址,只能擦写10万次;

读的次数不限制。

我们每次写fskv,不一定是在同一个地址,fskv的实现,会尽量在不同的地址擦写,提升我们的使用次数,这就叫做擦写均衡。

二、FSKV核心库应用示例

提供FSKV核心库API的参考示例及demo实操教程,帮助开发者快速上手,实际应用中可结合具体业务需求灵活调整。

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