NandFlash在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著智能電器、移動(dòng)手持設(shè)備和各種專(zhuān)用設(shè)備的廣泛應(yīng)用以及嵌入式處理器、嵌入式軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前的一項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)。特別是隨著嵌入式技術(shù)在各種消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題。F1ash型存儲(chǔ)器具有速度快、容量大、體積小、功耗微、成本低等很多優(yōu)點(diǎn)，因此在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用[1]。 論文分析了Flash閃存的研究現(xiàn)狀，探討了NandFlash的功能特性，研究了嵌入

2、式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的相關(guān)技術(shù)。NorFlash和NandFlastl是目前市場(chǎng)上兩種最主要的非易失性閃存技術(shù)，Nand技術(shù)在設(shè)計(jì)之初主要是為了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之用，Nor技術(shù)則主要是為了系統(tǒng)引導(dǎo)和只讀性程序代碼的高速訪問(wèn)。論文在基于ARM的引導(dǎo)加載技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用多級(jí)引導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于NandFlash的系統(tǒng)直接引導(dǎo)加載，并解決了引導(dǎo)程序基于NandFlash存儲(chǔ)引發(fā)的壞塊管理問(wèn)題和多級(jí)引導(dǎo)引發(fā)的中斷重映射問(wèn)題。 同時(shí)，論文也研究

3、了如何利用基于NandFlash的MTD技術(shù)以實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)上的標(biāo)準(zhǔn)的、可靠的文件系統(tǒng)。在強(qiáng)調(diào)了MTD模塊需要解決的訪問(wèn)均衡、壞塊管理和掉電保護(hù)等問(wèn)題后，介紹了傳統(tǒng)的MTD算法的架構(gòu)和設(shè)計(jì)，重點(diǎn)分析了現(xiàn)有MTD算法的實(shí)現(xiàn)原理和存在的缺陷，并提出了改進(jìn)的分組堆疊MTD算法，詳細(xì)探討了分組堆疊MTD算法的實(shí)現(xiàn)原理及改進(jìn)點(diǎn)。 根據(jù)NanldFlash的特性，提出了基于堆排序算法實(shí)現(xiàn)的訪問(wèn)均衡策略、按塊進(jìn)行地址映射的壞塊管理策略和寫(xiě)入時(shí)

4、進(jìn)行雙重映射的掉電保護(hù)策略。改進(jìn)后的MTD算法在保障原有的訪問(wèn)均衡、壞塊管理和掉電保護(hù)特性的前提下，大幅度減少數(shù)據(jù)塊的擦除操作及無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)的搬移操作，而這兩種操作都是NandFlash，尤其是MLC型NandFlash，特別耗時(shí)的操作，所以通過(guò)該算法可以明顯地提高文件系統(tǒng)的訪問(wèn)效率。 經(jīng)過(guò)軟硬件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析比較：改進(jìn)后的MTD算法在大文件的存取性能上和傳統(tǒng)的MTD相差無(wú)幾。但是，對(duì)于大量小文件寫(xiě)入的狀況，改進(jìn)后的MTD