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Flash的高速大容量固态存储系统设计

介绍一个高速大容量固态存储系统的组成机制和实现技术.特点是使用固态存储芯片Flash(闪存)阵列作为存储介质,采用多级流水线和并行总线技术存储高速数据.通过FPGA(现场可编程门阵列)产生控制时序和进行数据缓冲,成功实现了4×4片Flash阵列对30 MB/s高速数据的实时存储,并可通过扩展Flash阵列满足更高速度和更大容量的存储要求.系统通过USB2.0与计算机进行数据通信.     

多核DSP的Nand Flash启动软硬件设计

多核处理器片内一般具有容量较大的动态RAM,其程序代码存储在片外Flash中,或者通过主机下载程序。多核DSP的启动和单核启动区别较大,本文以8核DSP芯片TMS320C6678为应用平台,介绍了多核DSP的启动方法。通过I2 C总线芯片存储一级启动程序,应用程序存储到容量较大的Nand Flash芯片,文中详细介绍了该启动方法的软硬件设计。     

STM32的Flash轻量级坏块管理算法设计与应用

为解决配网终端Flash文件管理耗用资源大、使用寿命短、数据存储效率低的问题,设计出一种基于坏块标记法的轻量级管理算法.该算法采用软件编程,抛弃了高硬件资源和复杂的Flash文件管理系统依赖,快速实现了轻量级坏块管理、掉电存储功能.经过软件测试及配电终端故障指示器汇集单元验证,此算法使得Flash的成本降低20％,有效寿命提高80％,数据存储效率提高20％.     

提高Nand Flash性能的方法

在嵌入式系统中,Nand Flash因具有写入速度快、密度大的特点,因此特别适合用作大容量数据存储。但是在系统处理一些大量的视频数据和其他高分辨率数据存储的时候,Nand Flash的擦除和写性能难以满足要求。分析并实现了一种利用多片编程来提高Nand Flash擦、写性能的方案。实验中采用4片编程技术,结果表明,该方案可以将Nand Flash的写速率提高75.60%,擦除速率提高74.95%。     

Flash在存储测试系统中的应用

本文设计了一种基于Flash的大容量存储测试系统,控制电路采用单片机和CPLD相结合,可以实现高速数据采集、存储.两片闪存交替使用,不仅提高了系统的采样频率,还扩大了存储容量.     

基于STR71x的记录存储系统的设计与实现

数据存储是数据采集终端必须解决的一个问题.本文分析了数据采集终端采集的数据的特点,有针对性地设计一个记录存储系统,用于存储采集的数据.阐述了该记录存储系统基于STR71x系列微控制器片上Flash的实现方法.     

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。     

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。