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。     

NAND Flash坏块管理研究

在当今数字技术飞速发展的时代,NAND Flash因其非易失性及可擦除性而在数码相机和固态MPEG-4摄像机图像存储及电子硬盘应用方面需求越来越大,也已广泛应用于诸如Appie iPod Nano和SanDisk Sansa等最新媒体播放器的音乐和视频存储.我们主要研究了NANDFlash中坏块出现的原因,对坏块进行了分类,并且提出了相应的管理方案.     

NAND Flash的坏块管理设计

主要介绍了基于嵌入式Linux的NAND Flash坏块管理设计和实现方案,详细阐述了坏块映射表的建立、维护及其相关算法,同时分析了此坏块算法在Linux内核及Bootloader中的具体应用。测试结果表明该算法能够处理NANDFlash的相关坏块问题,具有较高的稳定性。     

基于NiosⅡ的NAND Flash控制器设计

介绍了一种基于NiosⅡ的NAND Flash控制器,对三星公司的K9WAG08U1A型NAND Flash芯片的坏块的查询方法进行了讨论.提出了一种基于FPGA的坏块处理方法,并对硬件系统进行了比较详细的介绍.论文系统采用Altera公司的FPGA（现场可编程门阵列）进行开发,通过USB进行数据的传输,通过NiosⅡ对系统进行整体调度,实现了屏蔽对坏块的操作,实现对Flash的可靠存储.     

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 Flash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。     

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：     

长寿命星载NAND Flash自适应坏块管理策略

针对长期在轨运行设备的存储可靠性问题,提出了一种自适应坏块管理策略。首先对星载NAND Flash存储系统建立马尔可夫可靠性模型,其次根据使用情况预估设备产生的坏块数量,并设置数据存储空间的大小;然后根据设备实际在轨坏块数量动态调整数据存储空间,在确保一定时间内有稳定的存储空间的基础上保持较高的空间利用率;最后对自适应坏块管理策略进行了仿真分析。结果表明,在某一写入速率下,该自适应坏块管理策略的空间利用率不低于85%。     

大容量NAND Flash文件系统中的地址映射算法研究

随着Flash芯片容量的日益增长,如何设计低空间复杂度的Flash管理算法已经成为RAM空间受限的嵌入式存储系统的一个关键问题.本文根据文件在Flash介质上连续存放的特性,引入区段的概念,提出基于极大映射区段的地址映射算法,并使用简单的数据结构和高效的算法来维护映射中的区段,大大减小了Flash文件系统的RAM用量.最后,通过不同应用负载的实验验证了该算法的有效性.在部分应用负载下,可降低高达95%的RAM使用量.     

基于SEP0718的Linux Nand Flash驱动设计

随着消费电子的发展,消费者对便携式电子产品的存储量要求不断增长.硬盘作为一种大容量的存储设备虽然能满足用户对存储量的要求,但是由于其体积功耗等缺点限制了其实际的应用,而Nand Flash具有体积小、功耗低、速度快及抗震等优异特性,使得采用Nand Flash作为便携式产品的存储介质成为可能,随着Nand Flash容量的不断增大,目前Nand Flash已广泛应用于便携式产品中.介绍了Nand Flash的硬件特点,分析了Linux MTD层(Memory Technology Device)的特性.并基于东南大学国家ASIC中心自主设计的嵌入式ARM11微处理器芯片SEP0718,针对Linux嵌入式操作系统,设计和实现了Nand Flash驱动,就其一些功能如读、写、擦做出了详细的描述,并给出了Nand Flash驱动在非DMA和DMA下的实验结果.     

MLC型NAND闪存的比特翻转译码算法研究

随着闪存编程/擦除循环次数的增加,多级单元(Multi-Level Cell,MLC)的氧化隔离层被破坏,进而导致闪存的可靠性急剧降低。针对这种情况,在深入分析MLC闪存信道模型和数据保持噪声模型的基础上,提出了一种MLC型NAND闪存的比特翻转译码算法。仿真结果表明,在MLC闪存信道下,该方法既可保证闪存单元的可靠性,又具有较短闪存单元的读取时间,从而实现了译码复杂度和性能间的良好折衷。     

大容量NAND Flash文件系统转换层优化设计

针对基于NAND Flash转换层(NFTL)架构的Flash文件系统在大容量NAND Flash设备上存在的性能不足,本文分析了NFTL的存储管理机制,基于vxworks嵌入式系统平台提出了对NFTL模块的优化设计方法并进行了具体实现。实验表明,优化后的NFTL模块有效提高了文件系统的读写性能,缩短了加载时间。     

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。     

NAND flash的并行调度算法

通过对SSTF和SCAN等磁盘调度算法的分析,根据NAND flash的存储特性以及DMA的传输特性,提出一种兼容NVMHCI协议,结合时间相邻和空间相邻的快速调度算法.通过利用FPGA上的可配置处理器核,以定制指令形式成功实现了该调度算法.算法的性能在自行设计的存储系统中得到验证,存储系统的峰值吞吐量可以达到10Gbps.与类似存储系统相比,系统的灵活性和存储性能均有大幅提高.     

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。     

基于NAND Flash的嵌入式文件系统的改进与优化

以NAND Flash为介质的嵌入式文件系统主要存在两方面的不足：启动加载过长、对磨损平衡考虑不足。针对这两点不足，实现了一个新的NAND Flash文件系统，它通过改变数据节点的管理，将文件的控制信息和数据信息分开存储，缩短了启动加载时间；通过在垃圾回收时使擦除块交替存储冷热数据，实现了各擦除块间的磨损平衡。     

基于缓存机制的NAND FLASH XIP存储系统

NAND闪存存储器已经成为嵌入式系统中非常重要的组成部分,在各种嵌入式产品中有广泛的应用前景,但NAND闪存存储器目前主要用来数据存储,并不能像NOR FLASH一样以XIP(execute-in-place,芯片内执行)方式执行代码.针对目前3G应用通讯的特点,通过引入缓存机制实现了具有XIP功能的NAND FLASH存储系统,这样大降低了系统的成本,最后根据实验得出结果与其它的存储架构作了比较.     

NAND Flash的驱动程序设计

以三星公司K9F2808UOB为例,设计了NAND Flash与S3C2410的接口电路,介绍了NAND Flash在ARM嵌入式系统中的设计与实现方法,并在U-Boot上进行了验证。所设计的驱动易于移植,可简化嵌入式系统开发。     

基于权重堆排序的NAND Flash静态磨损均衡机制

磨损均衡机制作为闪存转换层的基础机制之一,其主要功能是延长闪存块使用寿命和提高存储数据的可靠性。现有的磨损均衡机制着重于减少闪存块的擦除次数,忽略了在磨损均衡操作过程中选择擦除脏块的不合理所带来的不必要数据迁移开销,从而影响了固态硬盘的整体读写性能。针对该问题,提出了一种基于权重堆排序的 NAND Flash静态磨损均衡机制WHWL。首先,提出一种基于页数据访问频率和块擦除次数的权重的热度计算方法,有效地提高擦除次数少（冷块）且数据访问频率低（冷数据）的目标块命中率,避免了多余的数据迁移操作;其次,提出了一种基于权重的堆排序目标块选择算法,以加快目标块的筛选。实验结果表明,与现有的PWL和BET算法相比,在使用相同映射机制的条件下,WHWL能够分别提升固态硬盘寿命1.28、5.83倍,数据迁移次数也有明显的降低。     

基于ARM和NAND Flash的FPGA加载配置在TD-LTE中的实现

提出一种基于ARM和NAND Flash的FPGA加载配置的设计。选取Virtex-5系列的XC5VSX95T和ARM11系列的S3C6410处理器作为硬件平台,研究了利用NAND Flash自启动、以8 bit的SelectMAP模式配置FPGA的流程及实现。介绍了其配置原理、软硬件实现过程以及实现结果分析,重点分析了ARM+NAND的控制方法。该方案已在TD-LTE无线综合测试仪表中成功应用,是一套灵活和高效的FPGA配制方法。