NAND Flash文件系统方案及其可靠性设计

NAND Flash具有高存储密度和高存储速率的特点,在嵌入式系统领域得到了广泛应用,如何使其文件系统的性能最优化成为本文讨论的主题.本文首先提出文件系统的设计方法,主要阐述面向嵌入式应用的FAT文件系统;接着,针对NAND开ash存在固有的坏块这一弱点,为了提高整个系统的可靠性,提出一种利用嵌入式文件系统进行坏块处理的策略,核心思想为利用Flash存储器上未使用空间来代替坏块,同时,在FAT表中标记出损坏的坏的信息,避免以后对坏块进行读写.本策略经项目的具体应用证明,具有较高可靠性.     

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。     

基于NAND Flash的转译层的设计

基于NAND Flash的嵌入式存储系统以其轻巧便携、读写速度快等特点成为当前嵌入式存储系统的主流配置.但由于固有坏块以及在擦、写过程中随机产生的坏块影响了NAND Flash的实际应用,所设计的NAND Flash的驱动转译层具有坏块管理机制并实现上层文件系统的连续读写功能.     

基于NAND型闪存的嵌入式文件系统设计

由于具有高密度和良好的存取速率等特点,NAND型闪存在嵌入式系统领域中被广泛应用,但其所固有的擦除－写入更新机制以及高坏块率等特性却又成为其在应用中的障碍。提出了一种基于NAND型闪存的日志结构嵌入式文件系统,用于充分利用NAND型闪存的优势并克服其缺陷。文件系统在嵌入式Linux操作系统中予以实现,并进行了性能测试。     

FAT文件系统在NAND Flash存储器上的改进设计

嵌入式系统的大量数据都存储在其Flash芯片上。根据Flash器件的固有特性,构建一个适合管理NAND Flash存储器的FAT文件系统,并阐述具体的设计思想。该系统改进了FAT表和FRT表的存储方式,延长了存储器的使用寿命,提高了稳定性。     

机载数据加卸载卡的设计与实现

为满足飞机座舱飞行数据加卸载需要,设计了基于NAND Flash的USB2.0接口的机载数据加卸载卡.硬件设计上集成了紧急情况下毁钥功能以确保数据的安全性,软件设计中采用基于NAND Flash的FAT文件系统实现数据管理;通过地址重映射将NAND Flash出厂或使用过程中产生的坏块映射到预留的块中实现坏块管理;按时间标记转移静态信息实现损耗均衡.应用到某型飞机中,结果表明,该机载数据加卸载卡在Windows和VxWorks平台下运行良好,具有保密、便携、抗震性强、无噪声、低功耗等优点.     

基于NAND FLASH的ASIX OS Ⅱ文件系统的设计

文中论述在嵌入式系统中建立文件系统的重要性,采用东南大学自主研发的SEP3203作为主芯片,提出将FAT16文件系统应用于嵌入式操作系统ASIX OSⅡ的方案,提供了ASIX OSⅡ的API接口,便于移植。并对通用FAT文件系统应用于嵌入式设备的不稳定性进行改进,提出改进措施提高文件系统用于NAND FLASH的使用寿命。     

基于Nand Flash的嵌入式文件系统设计

随着嵌入式系统越来越广泛的应用,嵌入式系统中的数据存储和数据管理已经成为一个重要的研究课题.文中克服了Nand Flash存储介质的固有的缺点,在FAT16文件系统的基本原理之上提出了改进方案,较好地解决了以扇区为单位的文件系统和以块为单位的Flash之间的矛盾,使FAT16成为适合嵌入式系统应用的文件系统.文中采用缓存技术,实现了基于Nand Flash K9F2808的嵌入式FAT16文件系统,对外提供了对文件和文件目录操作的各种API函数.本文件系统已应用在嵌入式医疗血液检测设备上,速度性和稳定性都满足应用要求,表明本文件系统的设计的合理性.     

支持Yaffs2文件系统的U-Boot的实现

为了在大容量NAND Flash存储器中运行Yaffs2(yet another flash file system)文件系统,分析了Yaffs2文件系统的结构、原理、性能和嵌入式系统中启动代码U-Boot的功能.在此基础上对U-Boot进行了改进.实现了在嵌入式系统的开发过程中用U-Boot向大容量NAND Flash中写入Yaffs2文件系统,并将其成功应用在正在开发的嵌入式手持设备中,从而可以方便地使用大容量的NAND Flash存储器.     

基于FPGA的NAND Flash坏块处理方法

针对NAND Flash在存储数据时对可靠性的要求,分析传统坏块管理方式的弊端,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的坏块处理方案,采用在FPGA内部建立屏蔽坏块函数的方法屏蔽坏块。该方法彻底屏蔽对坏块的操作,可以实现对Flash的可靠存储。实际工程应用证明其具有较高的可靠性。 关键词：     

大容量存储设备在嵌入式系统的应用研究

分析了在嵌入式系统中采用的flash存储器的使用特点,并论述了如何对NAND FLASH进行有效全面管理的解决方案,包括如何设计文件系统,进行坏块管理等,如何垃圾回收及均衡各个NAND FALSH块的使用问题也进行了较详细论述。     

基于STM32的Flash存储器坏块自动检测

针对Nand Flash存储器存在坏块的问题, 提出一种基于STM32的Flash存储器坏块自动检测方法, 通过STM32内部可变静态存储控制器, 发出相应的数据、地址、控制信号, 在不增加外部器件的情况下, 快速访问Flash存储器, 并给出了部分硬件电路和C语言编写的程序代码. 该设计已成功实现自动检测Flash坏块的功能; 操作简单、检测速度快、准确率高; 并能读取Flash的ID号检测Flash性能, 同时能够存储和读取2GB数据.     

NAND闪存存储文件系统

NAND闪存已经成为便携式设备的主要存储介质。由于闪存自身的物理特性,需要在现有文件系统层与闪存的存储物理层之间引入闪存转换层。但是,现有文件系统主要针对磁盘存储系统设计的,没有考虑NAND闪存物理特性。这种方法效率低、影响便携式设备的性能。本文概述了NAND闪存的存储文件系统,分析比较了其中三种主要文件系统,为基于NAND闪存存储介质的便携式系统设计提供了参考意见。     

嵌入式系统中Nand闪存文件系统Yaffs的实现

Yaffs文件系统及Nand闪存在嵌入式系统中得到了广泛的应用。文章分析了Yaffs文件系统的原理、存储机制和U—B00t,在此基础上阐述了一个对U—Boot命令的改进方法,使U-Boot具有了对Nand闪存写入Yaffs映像文件的功能。     

结合容量伪装和双文件系统的文件隐藏方法

针对现有基于通用串行总线(USB)移动存储设备的文件隐藏方法存在的鲁棒性差及隐藏强度低的问题,提出一种结合容量伪装和双文件系统的文件隐藏方法。在分析Nand flash芯片的特点及其管理机制的基础上,该方法通过篡改命令状态包(CSW)中的设备容量值,实现容量伪装,达到欺骗主机的目的;利用闪存转换层(FTL)存储管理机制,通过在物理块冗余区标记不同的内容把物理块分成两部分,划分隐藏区和普通区,利用格式化功能建立双文件系统;用户通过写特定数据发送切换文件系统请求,设备进行用户认证后完成文件系统切换,实现隐藏区的安全访问。理论分析和实验结果表明,该方法实现了对操作系统透明的文件隐藏;相对于挂接应用程序编程接口(API)、基于文件分配表(FAT)的修改以及加密等实现的文件隐藏方法,该方法不受系统对设备操作的影响,具有更好的鲁棒性和更高的隐藏强度。     

μC/FS文件系统在Nand Flash上的实现

以嵌入式文件系统μC/FS为实例,从API层、文件系统层、逻辑块层及设备驱动层四个方面描述μC/FS文件系统,并且实现了μC/FS文件系统在K9F1208U0M Nand Flash上的移植。     

基于分级缓存加速的高可靠高速星载固存设计

星上模块在模式切换过程会因为星载固态存储器启动过程缓慢而导致无法快速访问固存。分级缓存系统设计采用片内缓存结合小容量非易失存储器(MRAM)的硬件架构,通过在MRAM中存储文件对象头索引以及Nand Flash块元数据区索引等流程优化来加速文件系统启动操作。本设计通过数据建模和仿真实验来分析性能,并在硬件板卡上进行算法实现和测试验证,以对象为索引的启动方式耗时3.12 ms,以块元数据区为依据的启动方式耗时143.47 ms。对比传统设计架构下的耗时170.35s的启动操作,基于分级缓存加速的系统具有高可靠性同时大大缩短了固存启动时间。其系统性能提升为卫星在轨管控优化提供技术基础。     

基于B+树的闪存文件系统实现方案

随着闪存容量的快速增大,JFFS2文件系统暴露出了挂载时间长、可移植性差等缺点,JFFS3提出将文件索引信息保存在闪存上的设计方法,其中将整个文件系统组织成一个大的B+树是提高文件系统性能和可移植性的关键点。该文给出一种基于JFFS3的设计思想并引入区域管理方式的实现方案。     

基于FLASH存储器的嵌入式安全文件系统

Flash存储器具有存储密度高、容量大、价格低廉等优点，因而在嵌入式系统中广泛采用，在嵌入式系统中的数据同样存在着防止数据被非法使用和数据丢失的安全问题。本文将在Hash存储器的基础上实现安全文件系统。在嵌入式环境中实现数据的安全保护。