非易失存储器NAND Flash及其在嵌入式系统中的应用

文中介绍了NAND Flash的芯片内部组织结构、主要的外部引脚及其功能、NAND Flash的类型、NAND Flash所支持的文件系统、与微处理器的连接和NAND Flash的固有特性，并对比了NAND和NAND Flash的异同。最后简述了闪存固件程序架构和如何在Linux操作系统中加入对NAND Flash的支持。     

支持多种闪存启动的U-Boot实现方法的改进

标准的U-Boot目前不支持从NAND Flash启动,而现有的修改U-Boot实现从NAND Flash启动的方法无法识别新的大页NAND Flash,也没有进行坏块检测。针对上述问题,提出获取NAND Flash页大小和块大小信息的通用方法,并实现了坏块检测功能。此外,对现有的上电后自动识别系统是从NOR还是从NAND Flash启动的方法进行了改进。将U-Boot-2010.09修改并移植到基于S3C2440A处理器的mini2440开发板上,运行结果表明,实现了U-Boot从NOR和NAND Flash的双启动,扩展了U-Boot的功能。     

支持多种闪存启动的U-Boot的实现

分析U-Boot 在 S3C2440A处理器上的引导过程,根据S3C2440A处理器支持Bootloader从NOR Flash和NAND Flash启动的特性和U-Boot从NOR Flash和NAND Flash启动过程的差异,提出一种同时支持NOR Flash和NAND Flash双启动的U-Boot的实现方法。实现的源代码在ARM-Linux交叉编译环境中编译通过,并在基于S3C2440A处理器的开发板上稳定运行。     

支持多种NAND Flash的驱动程序研究与实现

NAND Flash具有存储密度高、成本低等优点,非常适合于手持设备的数据存储。该文介绍了在WINCE平台如何实现支持多种类型的NAND Flash的驱动程序,采取分层驱动的体系架构,提高代码复用的程度,便于维护和扩展。添加一种新的类型的NAND Flash,只需用加入很少的代码。     

TKScope嵌入式仿真开发平台讲座(42) TKScope增强型Flash组件支持任意Flash在线编程

TKScope近期推出增强型Flash组件,支持任意外部NAND Flash、NOR Flash、SPI Flash、I2C EEPROM等常用Flash/EEPROM器件的在线编程,支持数量高达5000多种MCU和15000多种Flash器件任意组合编程,并可完美支持Flash配置的编程。界面设置简单,傻瓜式的操     

基于NAND Flash的CPU安全启动设计与实现

NAND Flash存储器以其容量大、成本低和速度快的优势,在嵌入式系统中得到广泛的应用。但是,由于NAND Flash固有的器件特性,必须要有驱动才能对其进行读写,存储于其上的代码不能直接执行,因此其并不适合作为系统启动代码的存储介质。一般采用NOR Flash存储启动代码并直接执行,然后再引导存储于NAND Flash中的操作系统镜像,这增大了系统成本和功耗。设计并实现了一种基于NAND Flash的CPU安全启动方法。该方法首先通过软硬件结合的方式,在片内NAND Flash控制器中增加块映射表结构,并由NAND Flash中第1块空间存储的代码进行好块寻找和块映射表填写,使NAND Flash的一部分存储空间可以直接映射为硬件可访问的内存空间,从而使得NAND Flash可以作为系统启动的存储介质,实现仅需NAND Flash存储的系统。还提出了一种扩展BootROM的方案,结合NAND Flash地址映射结构,将片内BootROM的一部分扩展到NAND Flash的第1块存储空间中,并通过Hash比对验证BootROM,从而有效降低了片内BootROM的设计复杂度,减少了代码量。通过提出的方法,可以有效地实现单NAND Flash系统的安全启动,降低了系统成本,提高了系统的安全特性。     

基于地址映射的NAND Flash控制器设计

针对嵌入式数据采集系统对NAND Flash进行读写控制时出现的坏块问题和磨损失衡问题,对数据采集系统的工作特点进行分析,借鉴闪存转换层的思想,提出了一种基于地址映射的NAND Flash控制方法,通过建立、维护、查询NAND Flash存储块逻辑地址与物理地址之间的映射关系表,实现NAND Flash的坏块管理和磨损均衡功能,同时介绍了使用地址映射方法的NAND Flash控制器设计过程;仿真测试和实际应用结果表明,基于地址映射方法设计的NAND Flash控制器能够识别、管理出厂坏块和突发坏块,均衡存储块的磨损,提高嵌入式数据采集系统的可靠性;该方法实现过程简单,无需移植文件系统,硬件资源要求低,为嵌入式数据采集系统中NAND Flash的读写控制提供了新的思路。     

嵌入式平台S3C6410的U-Boot分析与移植

详细分析基于S3C6410的嵌入式平台的U-Boot源代码和启动过程.在此基础上成功移植了U-Boot软件,实现了S3C6410处理器时钟初始化、串口通信、内存初始化、MMU初始化、NAND Flash初始化.通过移植NAND Flash驱动,实现读写NAND Flash和从NAND Flash启动的功能,使得整个系统能够正常运行.     

嵌入式Linux中NAND Flash设备驱动研究

NAND Flash作为一种非易失性的存储介质,它具有速度快、体积小、存储密度高和容量大等优点,适用于大量数据的存储,因此在嵌入式领域中的应用也越来越广泛。分析了MTD(内存技术设备)与NAND Flash驱动的关系,总结了典型的NAND Flash驱动程序的总体架构。针对PXA270RP平台,设计和实现了嵌入式Linux下的NAND Flash驱动程序。为编写基于嵌入式Linux系统下的NAND Flash设备驱动程序提供了技术指导。     

基于NAND Flash的FFS设计与实现

NAND Flash以其大容量低价格等优势迅速成为嵌入式系统存储的新宠,因此研究其上的文件系统也日益重要。本文先分析了：NAND Flash上FFS的功能结构,然后给出了一个在无OS支持的嵌入式系统中,可与Windows文件系统完全兼容的FFS的设计和实现方案。     

YAFFS嵌入式文件系统应用研究

本文介绍了NAND闪存设备的特点和针对NAND闪存设计的YAFFS（Yet Another Flash File System）嵌入式文件系统,并且详细探讨了在ARM处理器3SC2410和嵌入式Linux平台上建立基于NAND闪存的YAFFS根文件系统的方法步骤,同时给出了详细的代码。     

SA-YAFFS:支持交换系统的YAFFS闪存文件系统

LINUX交换系统不支持在闪存（NAND flash）上直接建立交换区域。虽然可以使用NFTL／FTL层或者FASS闪存交换系统实现在闪存上建立交换分区。然而,这两种方法都采用静态分配交换区域,将交换系统的读写磨损限制在了闪存固定的某个区域,可能会造成闪存局部过度磨损。提出的SA-YAFFS系统,将交换系统的支持性和闪存文件系统有机统一,在闪存上动态分配交换区域,避免了将交换系统的读写磨损限制在闪存固定的区域,并利用文件系统中大量的空闲空间分担交换系统带来的磨损,避免了局部过度磨损。实验表明,当“文件系统逻辑配额的剩余空闲空间＋交换系统逻辑配额”增加到n倍,交换系统导致的磨损为原来的1／n。     

闪存文件系统的快速挂载机制设计与实现

基于嵌入式文件系统CFFS提出一种快速挂载机制。该机制引入“静态超级块”、“引用节点”以及“页位图”等数据结构并采取相应算法,避免了在文件系统挂载过程中进行的全芯片扫描。测试表明,这种快速挂载机制减少了闪存文件系统在大容量NAND芯片上的挂载时间。     

Next high performance and low power flash memory package structure

In general, NAND flash memory has advantages in low power consumption, storage capacity, and fast erase/write performance in contrast to NOR flash. But, main drawback of the NAND flash memory is the slow access time for random read operations. Therefore, we proposed the new NAND flash memory package for overcoming this major drawback. We present a high performance and low power NAND flash memory system with a dual cache memory. The proposed NAND flash package consists of two parts, i.e., an NAND flash memory module, and a dual cache module. The new NAND flash memory system can achieve dramatically higher performance and lower power consumption compared with any conventionM NAND-type flash memory module. Our results show that the proposed system can reduce about 78% of write operations into the flash memory cell and about 70% of read operations from the flash memory cell by using only additional 3KB cache space. This value represents high potential to achieve low power consumption and high performance gain.     

Android存储系统中NAND闪存性能的改进

针对Android存储系统在闪存管理上存在较差的磨损均衡效果和较高的垃圾回收额外开销的缺陷,引入冷热数据分离策略,将文件按照不同热度写入对应热度的物理存储单元,同时改进垃圾回收策略,以达到良好的磨损均衡效果并减少垃圾回收额外开销。基于Android平台的实验结果表明,改进后的策略在有效减少NAND闪存垃圾回收额外开销的同时,还能有效改善其磨损均衡效果。     

NAND Flash文件系统的研究与改进

NAND Flash因非易失、抗震、低功耗等特点被广泛应用于嵌入式系统的大容量数据存储中。虽然随着JFFS3文件系统的提出,理论上解决了初始化文件系统时需扫描整个闪存分区、挂载时间过长、占用内存过多的缺陷,但并未解决NAND Flash本身随机读写严重不均衡的问题。在对JFFS3文件系统研究的基础上提出采用FDTree索引结构的SFFS文件系统,以解决在数据频繁更新的环境里NAND Flash数据管理问题,给出了考虑损耗均衡兼顾回收效率的垃圾回收机制。     

A hybrid flash translation layer design for SLC-MLC flash memory based multibank solid state disk

This paper presents the design of a NAND flash based solid state disk (SSD), which can support various storage access patterns commonly observed in a PC environment. It is based on a hybrid model of high-performance SLC (single-level cell) NAND and low cost MLC (multi-level cell) NAND flash memories. Typically, SLC NAND has a higher transfer rate and greater cell endurance than MLC NAND flash memory. MLC NAND, on the other hand, benefits from lower price and higher capacity. In order to achieve higher performance than traditional SSDs, an interleaving technique that places NAND flash chips in parallel is essential. However, using the traditional FTL (flash translation layer) on an SSD with only MLC NAND chips is inefficient because the size of a logical block becomes large as the mapping address unit grows. In this paper, we proposed a HFTL (hybrid flash translation layer) which makes use of chained-blocks, combining SLC NAND and MLC NAND flash memories in parallel. Experimental results show that for most of the traces studied, the HFTL in an SSD configuration composed of 80% MLC NAND and 20% SLC NAND memories can improve performance compared to other solid state disk configurations, composed of either SLC NAND or MLC NAND flash memory alone.     

一种闪存文件系统的数据恢复机制

基于面向大容量NAND闪存的嵌入式文件系统CFFS,结合其对芯片上数据的索引方式,在CFFS中引入引用节点和页位图等数据结构和相应算法,提出一种数据恢复机制。该机制在数据遭到破坏时将闪存文件系统恢复到一个一致的历史状态,保证芯片上数据的一致性和可用性。     

Design and implementation of MLC NAND flash-based DBMS for mobile devices

Recently, Multi-Level Cell (MLC) NAND flash memory is becoming widely used as storage media for mobile devices such as mobile phones, MP3 players, PDAs and digital cameras. MLC NAND flash memory, however, has some restrictions that hard disk or Single-Level Cell (SLC) NAND flash memory do not have. Since most traditional database techniques assume hard disk, they may not provide the best attainable performance on MLC NAND flash memory. In this paper, we design and implement an MLC NAND flash-based DBMS for mobile devices, called AceDB Flashlight, which fully exploits the unique characteristics of MLC NAND flash memory. Our performance evaluations on an MLC NAND flash-based device show that the proposed DBMS significantly outperforms the existing ones.     

基于NAND Flash的PXA270 Eboot启动技术

Windows CE.net嵌入式操作系统可以使用多种方法实现固化存储启动。该文通过介绍一种基于NAND Flash的Eboot，在Intel公司的PXA270嵌入式处理器上实现了Windows CE.net的固化存储和启动，介绍了Windows CE.net 5.0以NAND Flash为固化存储设备的一类启动方法。该方法启动速度快、成本低，并具有一定的通用性。