基于嵌入式Linux的Flash轉(zhuǎn)換層的分析與優(yōu)化.pdf

1、NAND閃存是一種非易失性存儲(chǔ)器，具有體積小、功耗小、抗震動(dòng)及速度快等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種嵌入式消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。隨著微細(xì)化的發(fā)展，閃存的容量和存儲(chǔ)密度不斷變大，但是其可靠性和產(chǎn)品的壽命卻在不斷減少。閃存的損耗均衡成為當(dāng)前一個(gè)熱點(diǎn)研究課題。
　　FTL(Flash Translation Layer)是為了在閃存存儲(chǔ)器上實(shí)現(xiàn)塊設(shè)備類文件系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的一種軟件中間層，其主要作用是將閃存設(shè)備模擬成為虛擬塊設(shè)備，從而向上層文件系統(tǒng)隱藏底

2、層實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)。FTL的實(shí)現(xiàn)主要分為地址映射、垃圾回收、損耗均衡等等幾個(gè)方面。SEP6200微處理器是本實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)的基于國(guó)產(chǎn)Unicore32架構(gòu)的高性能SOC處理器。SEP6200的FTL采用基于鏈接表的空閑塊組織形式來進(jìn)行損耗均衡。但是這種動(dòng)態(tài)損耗管理是基于隨機(jī)性空閑塊分配的，并且不能管理那些被靜態(tài)數(shù)據(jù)占據(jù)的數(shù)據(jù)塊。本文以SEP6200 FTL為基礎(chǔ)，基于熱點(diǎn)數(shù)據(jù)判別思想，引入基于熱點(diǎn)塊的多路哈希熱點(diǎn)判別算法。通過數(shù)據(jù)訪問的頻率來

3、進(jìn)行熱點(diǎn)塊和惰性塊的區(qū)分，然后通過數(shù)據(jù)遷移來均衡物理塊的使用。同時(shí)引入基于列排列的內(nèi)存分布算法來進(jìn)一步降低衰減操作所花費(fèi)的時(shí)間。
　　本文采用隨機(jī)工作負(fù)載模型模擬損耗壓力并進(jìn)行分析。通過對(duì)SEP6200 FTL優(yōu)化前后的讀寫性能對(duì)比測(cè)試來分析熱點(diǎn)塊判別程序?qū)τ谔幚砥餍阅艿挠绊?。統(tǒng)計(jì)物理塊的擦除次數(shù)，并通過計(jì)算均方差來分別比較YAFFS與SEP6200FTL，和SEP6200FTL優(yōu)化前后的損耗情況。當(dāng)總擦除次數(shù)為19000時(shí)，其均