随着技术的发展，音视频相关的应用逐渐普及，类似行车记录仪的便携式多媒体存储系统更多的深入人们的生活。便携式嵌入式设备多使用SD卡、U盘等可移动存储设备，以方便与PC机交换数据。由于FAT文件系统在各个操作系统上良好的兼容性，目前大多数便携式嵌入式设备均使用FAT文件系统来存储数据。但是，FAT文件系统在进行音视频多媒体存储特别是多路并发存储时，会产生严重的碎片，影响读写性能。多媒体文件通常具有很大数据量，容易形成文件碎片。在并发存储情况下，顺序查找空闲簇并分配的策略使得不同文件的数据簇交织存储，恶化了文件碎片情况。FAT文件系统的另一不足是对FAT表的严重依赖，文件的读写过程中对FAT表频繁访问的IO开销一定程度上影响了读写效率。多媒体文件存储与传统文本存储不同，它具有一次写入多次读取，顺序访问，大数据量等特点，而FAT文件系统作为一种通用文件系统并不能很好地适应这些特点。本文将结合多媒体文件的存储特性，在保持兼容性的前提下对FAT文件系统进行改进，使之更适合多媒体的存储。改进工作包含两个方面，一方面是在内存中建立FAT表的位图索引完成空闲簇的搜索，以便减少系统IO负荷；另一方面是在位图索引基础上，提出一种基于簇组的可变大小块分配机制，用于扩展空闲块分配单元大小。论文通过测试表明，以上改进提升了FAT文件系统在多路并发存储条件下对于大文件的读写性能。