嵌入式系统中Nand Flash写平衡的研究

由于Nand Flash写之前需要擦除且使用寿命有限,为了提高Nand Flash的使用寿命,需要对Nand Flash存储块进行均衡管理。本文研究了ZLG/FFS,针对其不足,并根据ZLG/FFS设计了一个新的FFS,其最突出的特点是尽可能保证在追加文件内容时不擦除闪存块。     

LK存储介质Nand Flash驱动模块设计与性能优化

在嵌入式系统中,一般采用RAM+Flash的存储模式。在基于C6310Android智能手机实现LK系统基本引导加载功能的基础上,对Nand Flash基本功能的实现提出了一套完整的设计方案。该方案对Nand Flash进行了重新布局,实现了Nand Flash升级模块的功能,并且针对Nand Flash读写速度,提出了一种坏块管理策略和硬件并行ECC校验的设计方案。     

Nand Flash存储管理在DSP系统中的实现

Nand Flash因其体积小、容量大、成本低、掉电数据不丢失等一系列优点已经在嵌入式系统中得以广泛应用,然而,由于Flash读写存储的编程特点以及其生产工艺与使用过程中坏块不可避免的问题,有必要对其进行存储过程管理,以使整个系统性能得以改善.本文介绍以K9F6408U0C为代表的Nand flash的存储管理及基于磨损均衡思想的存储管理算法在DSPTMS320F28x的系统中的程序实现.     

基于Flash的关键变量容错存储技术研究

嵌入式系统中往往需要保存少量复位或掉电后依赖的关键变量,利用处理器片内Flash存储参数已经成为常规选择,但与常规Flash存储器件相比,片内Flash擦除次数更为有限,难以满足系统生命周期要求。研究了如何延长微处理器片内Flash使用寿命以及关键系统变量容错存储技术,针对典型嵌入式系统应用,分析Flash擦写管理机制,基于写磨损均衡算法进行改良,进一步提升系统容错能力。该技术在基于STM32单片机硬件平台进行了测试验证。     

基于FPGA的高速数据存储系统优化设计

针对遥测系统数据记录装置中数据传输速率与存储速率不匹配的问题,提出Flash的并行存储方案,采用交替双平面的编程方式可以使得存储器的存储速率达到单片Flash最高存储速率的2倍,即60 MB/s;对控制单元FPGA内部双端口RAM的逻辑设计进行改进,解决了数据存储异常的现象。在数据回收方面,提出了多备份的设计思想和备用读数接口的设计方案,已在工程应用中得到成功实践,验证了该数据记录装置的可靠性。     

Flash单片机自编程技术的探讨

Flash的可自编程性(Self-Programmability)是指,用Flash存储器中的驻留软件或程序对Flash存储器进行擦除/编程,但是,要求运行程序代码的存储区与待编程的存储区不在同一模块中。因此,只有一个片上Flash存储器模块的微处理器,是不能在进行擦除/编程Flash操作的同时执行程序的。目前,有两种途径可以解决:①在擦除/编程Flash的过程中,将CPU置于空闲状态;②将擦除/编程Flash的指令复制到RAM,再由CPU来执行。TI公司的MSP430系列Flash型单片机内部集成有Flash控制器,可以采用外部编程器进行烧写,也可以利用自己的程序修改Flash的内容,…     

基于Nand Flash的切纸机文件系统的设计

主要介绍了Nand Flash芯片,和切纸机裁切程序在Nand Flash中的存储结构设计.并通过裁切程序编辑实例,介绍基于Nand Flash的切纸机文件系统的设计.     

一种基于Flash增量编程的信息存储设计

目前市场上通用的Flash存储器,每个扇区的循环擦除/编程寿命一般在10 000次左右,超过该寿命后Flash将工作在不稳定状态,甚至造成信息数据读写失效。笔者以设备运行过程中故障日志信息存储的数据结构设计和信息存储流程设计为实例,详细阐述了一种基于Flash增量编程的信息存储设计方案,可以有效缓和设备在工作过程中数据信息频繁存储与Flash循环擦除/编程次数受限之间的矛盾。     

基于MPC8315的U-Boot在Nand Flash上的移植

以MPC8315E搭建开发平台,介绍Freescale的32位微处理器MPC8315的特点及硬件平台结构,并给出U-Boot、内核以及文件系统的物理映射结构。Nand Flash比Nor Flash容量大,将U-Boot在Nand Flash中启动能够使Bootloader、内核以及文件系统都存储在Nand Flash中,从而从硬件上省略Nor Flash。本文重点阐述U-Boot在Nand Flash上的裁剪和移植过程,通过对U-Boot中硬件复位字的配置以及与Nand启动相关程序的分析与修改,最终实现U-Boot在Nand Flash上的移植。通过修改Makefile对软件实现选择性编译,并给出Linux下交叉编译链接的过程,对如何生成可执行文件做了详细的介绍。     

面向Flash Memory的高性能数据存储引擎的研究

传统的数据存储引擎对Flash Memory数据的修改是通过页内更新技术实现的,这将导致FlashMemory的性能下降及其磨损加剧。针对该问题,文章提出了一种面向Flash Memory的采用页外更新技术的多版本数据存储引擎MV4Flash。该数据存储引擎采用多版本存储和垃圾回收机制,所有数据的更新和修改都通过文件追加的方式进行,适应了Flash Memory先擦除后写入的特点,延长了设备寿命。采用NDBBench对该数据存储引擎进行测试的结果表明,MV4Flash与传统的InnoDB相比,事物处理性能有较大的提升,更适合于数据规模大、实时性要求高的应用系统。     

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。     

基于堆排序的片上Nor Flash损耗均衡硬件快速实现

传统的Flash损耗均衡的实现大部分都是针对Nand Flash,且基本都是通过文件系统进行的。针对Nor Flash损耗均衡的研究较少,而且对于无法植入操作系统或者植入代价过大的情况,文件系统的方法将不再适用。在硬件层面实现了Flash损耗均衡算法,以满足上述应用条件,同时大大减少了芯片软件层面的开销。通过Verilog语言实现了损耗均衡、地址映射、垃圾回收、Flash接口等四个模块,每次写操作到来时通过堆排序寻找擦写次数最小的块,将其物理地址与虚拟地址对应并更新到地址映射表,并在垃圾块达到一定数量时进行回收操作,从而实现Flash的损耗均衡。实验结果表明,硬件实现的损耗均衡算法在初始化、堆删除、读操作的时间消耗上分别比软件算法最多快了14、16.4、17.8倍,获得了较大的速度提升。     

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ARM的Nand Flash启动分析与移植

为了使嵌入式引导程序(Bootloader)更加灵活、支持更多的储存介质引导嵌入式系统启动,降低嵌入式系统开发成本,针对目前大多数Bootloader程序只能从Nor Flash引导系统启动的局限性,提出了嵌入式引导系统支持从Nand Flash引导启动的解决方案.通过对比U-boot与Vivi的引导启动流程,具体的分析了引导程序的引导机制以及Nand Flash 与Nor Flash引导的异同,完成整个方案的修改.并且借助S3C2410开发平台给予验证,表明了其可行性和有效性.     

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.     

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。     

基于AMBA APB总线的Nand Flash控制器的设计

介绍了基于AMBA APB总线Nand Flash控制器的设计,首先简单介绍了Nand Flash的一些特点,然后详细介绍了Nand Flash控制器的整体框架、具体功能及其内部的数据通路。该控制器通过ModelSim进行了仿真及FPGA板级验证,结果证明能够满足Nand Flash时序要求。     

基于IS015765的电动汽车诊断系统设计

为了更加便捷地对电动汽车进行程序更新和故障诊断,开发了符合ISO15765的底层刷写协议栈;参考BOSCH ECU在线刷写流程拟定XC2000刷写流程,包括初始化、密钥认证、Flash分区擦除、Flash分区写入等过程;开发XC2000 Flash驱动,实现Flash按地址进行块擦除和写入,开发Bootloader,实现硬件资源初始化以及ISO15765协议栈的装载;开发了符合ISO15765的底层故障诊断协议栈,实现故障码读取、故障码清除、数据流读取、执行器测试等故障诊断功能;开发了电动汽车诊断上位机系统,并通过硬件在环仿真测试平台进行测试;测试结果表明,设计的电动汽车诊断系统利用CAN总线能够实现ECU在线刷写及故障诊断功能。