嵌入式Linux下NAND存储系统的设计与实现

讨论嵌入式Linux下与NAND闪仔存储设备相关的Linux MTD子系统、NAND驱动，并就与NAND闪存相关的文件系统、内核以及NAND闪存存储没计所关注的问题如坏块处理、从NAND启动、当前2．4和2．6内核中NAND通用驱动所存在的缺陷进行讨论并给出解决方案。以Omap161x H2开发板为例，给出了NAND闪存存储实现实例并指出设计中需要关注的问题。     

一种高效的星载高速固态存储器坏块管理算法

随着卫星技术的发展和功能的多样化,星载固态存储器需要存储的数据量越来越大,存储速率越来越高,在轨寿命越来越长。基于NAND Flash的星载固态存储器的并行存储方案得到广泛应用。但是由于NAND Flash存在初始坏块,且Flash芯片中坏块分布离散性较大。当固态存储器存储速率较高,并行存储的Flash芯片数增多,坏块经叠加映射后,使固态存储器有效容量损失较大。针对高速固态存储器的坏块问题,提出了一种高效的坏块管理算法,通过对坏块进行地址映射和替换,使固态存储器初始有效容量与装机容量的比值在高速并行存储的情况下仍能保持在97%左右,提高了Flash芯片存储容量的利用率,延长了大容量星载高速固态存储器的使用寿命。     

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％.     

如何修复硬盘的坏区

Ｑ 最近我的电脑出了问题,硬盘出现了很多坏区,请问 怎么办？ （天津刘宜）Ａ 硬盘坏块分为“硬”坏块和“软”坏块两类。 “硬”坏块是由以下原因产生的：（１）硬盘由于受到 碰撞等原因使内部读写装置受损从而产生坏块（２）硬盘在 读写过程中,遇到震动、突然停电等突发事件时,磁头 也很容易划伤介质,产生坏块。 “软”坏块是由于磁头长时间在同一地方读写数据或由 某些病毒产生的。 对于“硬”坏块一般是放弃修理,对于“软”坏块则可 以自己动手来修,用Ｎｏｒｔｏｎ中的Ｗｉｐｅｉｎｆｏ ８．０可以很好地 修复“软”坏块。 使用…     

基于NAND FLASH的多路并行存储系统中坏块策略的研究

大规模固态闪存系统可以引入多路并行技术来支持高速数据传输,但随着闪存存储容量增加也需要采取有效的坏块处理机制来解决严重的坏块访存问题.面向NAND FLASH多路并行固态存储系统,提出了一种高效坏块管理策略,采取并行存储坏块编码技术来节约坏块表存储空间,减少坏块处理功耗,同时采取坏块表重构处理技术有效解决了系统中的同位置坏块难题.针对四路并行的NAND FLASH存储系统,实验结果表明:该策略节约了25%的坏块表RAM存储空间,提高了约1.5倍的查询效率,降低了约30%的坏块处理功耗,并对并行存储数量具有良好的可扩展性.     

一种存储芯片的坏块识别与管理分析

存储芯片是测量仪器的重要组成部分,如果水中兵器装备中选用的存储芯片如NANDFLASH存储芯片因加工工艺而存在坏块,那么坏块就可以导致数据记录的不连续性。本文对NANDFLASH存储芯片的特性进行了分析,定义了坏块类型,提出了一种通过坏块识别处理坏块的方法,可以实现对FLASH的可靠存储,实际工程应用表明具有较高的存储可靠性。     

基于VCS的固存坏块仿真系统设计与应用

NAND Flash固态存储器(固存)广泛应用于航天工程,受限于微电子特性及制造工艺,固存在出厂及使用过程中均会产生坏块,通常由固存控制FPGA(现场可编程门阵列)来管理并标记坏块_]。为保证固存控制FPGA对坏块管理的正确性、健壮性,必须对其进行严格验证。提出了基于VCS的固存坏块仿真验证系统,为固存控制FPGA提供了所需的外围接口,特别是提供了固存坏块反馈机制,令固存坏块产生时机受控;实时向FPGA反馈固存读写过程及产生的坏块信息;将坏块表建立、维护和固存响应过程记录到数据文件;实现了坏块分布的可配置性和仿真系统的闭环性、可记录性。仿真系统可有效发现坏块管理的设计缺陷,进而优化设计,提高航天固存产品可靠性。     

基于ARM9的无人机多通道数据记录仪

为了对无人机内多路数据进行实时准确记录,采用嵌入式Linux技术设计了一个记录多路动态数据的数字记录仪.以S3C2440芯片为微处理器,采用SC16C554D芯片扩展了8个串口,针对NANDFlash的坏块处理与数据校验问题,移植YAFFS2文件系统来管理NAND Flash,以保证数据的正确存取.实验结果表明,此方法...     

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%。     

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：     

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。     

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。     

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。     

基于ARM的引导加载技术的研究与实现

为了减小嵌入式系统的体积和价格,对嵌入式中两种主要的闪存：NOR Flash and NAND Flash进行了研究。由于NOR Flash存在布线多、成本高、存储容量小、擦写速度慢等缺点,根据嵌入式系统可裁减可移植的特点,在对ARM处理器的启动方式进行分析和比较的基础上,裁掉NOR Flash芯片,仅用NAND Flash芯片引导和启动系统。并着重阐述了采用有效的存储结构提供可靠的坏块管理机制,采用多级引导方式,实现基于NAND Flash的引导。从而节省NOR Flash芯片,降低了成本。     

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.     

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。     

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。