鉴于您可以实现一个平面文件系统并且有这么小的空间可以使用，我会考虑像Apple DOS 3.3 filesystem 这样的东西，而不是像FAT16 这样的分层文件系统。即使是 FAT16 的平面文件系统前身 FAT12，对于您的目的来说也过于复杂。
我建议您将 2 kiB 的卷分成 256 字节的“轨道”和 16 字节的“扇区”，以使用 Apple DOS 3.3 命名法。在您自己的实现中称它们为您喜欢的名称。如果您在设计阶段重复使用相同的术语，它只会帮助您映射概念。
您不需要 DOS 引导映像，也不需要担心移动磁盘驱动器磁头的 seek time，因此不要留出磁道 0-2 并将 VTOC 磁道放在在磁盘中间，让我们将 VTOC 放在磁道 0 上。VTOC 包含空闲扇区位图、第一个目录扇区的位置以及其他信息。
如果我们为 VTOC 保留整个磁道 0，我们将剩下 16 字节扇区中的 112 个。这些将只打包成位图的 14 个字节，这表明我们真的不需要整个轨道 0。
让我们将磁道 0 的前两个扇区放在一边，并将磁道 0 包含在空闲扇区位图中。这会导致一定程度的冗余，因为我们总是将前两个扇区映射为“已使用”，但它使实现更简单，因为现在没有特殊情况。
让我们将 Apple DOS 3.3 的 VTOC 概念分为两部分：卷标扇区 (VLS) 和无卷扇区位图 (VFSB)。
我们将把 VLS 放在磁道 0 扇区 0。
让我们为magic number 留出VLS 的前2-4 个字节，以将此卷文件标识为属于您的文件系统。没有这个，你的卷文件的唯一识别特征是它们的大小是 2 kiB，这意味着你的代码可能会被诱导丢弃一个大小相同的无辜文件。您需要更多的保险来防止数据破坏。
VLS 也应该命名这个卷。 Apple DOS 3.3 只使用了一个卷号，但也许我们想用几个字节来代替 ASCII 名称。
VLS 还需要指向第一个目录扇区。为此，我们至少需要 2 个字节。我们有 128 个轨道，这意味着我们至少需要 7 位。让我们使用两个字节：轨道和扇区。这是您了解设计选择细节的地方。我们现在可以考虑通过定义 256 个轨道来移动到 4 kiB 的卷大小。或者，也许此时我们认为 16 字节的扇区太小，并增加它们以便我们以后可以超过 4 kiB。不过，现在让我们坚持使用 16 字节扇区。
VFSB 只需要一个扇区：2 kiB 容量 ÷ 每扇区 16 字节 = 128 扇区 ÷ 每字节 8 位 = 16 字节。但是，考虑到上述想法，我们可能会考虑在 VLS 中为 VL 之后的 VFSB 扇区数留出一个字节，以允许更大的容量。
Apple DOS 3.3 目录扇区的想法应该可以直接转化为这个新的文件系统，除了每个扇区只有 16 个字节可以使用，我们不能描述每个扇区 7 个文件。我们需要 2 个字节作为指向下一个目录扇区的指针，剩下 14 个字节。每个文件都应该有一个用于标记的字节：已删除、只读等。这意味着我们可以为每个目录扇区的 1 个文件设置一个 13 字节的文件名，或者为每个目录扇区的 2 个文件设置两个 6 字节的文件名。我们可以做 7 个单字母的文件名，但这很糟糕。如果我们采用您的 3 字符文件名的想法，那么在考虑每个文件的标志字节后，每个目录扇区 3 个文件，留下 2 个额外字节来定义。不过，我会在每个扇区使用 1 或 2 个文件。
这正是您所需要的。剩下的就是实施和扩展了。
另一种扩展思路：如果我们想将其用作可引导磁盘介质怎么办？这样的事情通常确实需要引导加载程序，所以我们是否需要将 VLS 和 VFSB 扇区向下移动 1，以便将磁道 0 扇区 0 留作引导映像？或者，VLS 可能包含指向第一个目录扇区的指针，该指针描述了包含启动映像的文件。