JFFS3闪存文件系统的分析与改进①

对Flash的硬件特性和JFFS3文件系统进行了分析和研究。分析了JFFS3中垃圾回收策略存在的问题,在充分结合闪存自身读写特点并且不修改JFFS3基本B+树结构的基础上,对JFFS3文件系统的垃圾回收策略提出了改进方案。     

Yaffs2文件系统中对NAND Flash磨损均衡的改进

针对以NAND Flash为存储介质时Yaffs2文件系统存在磨损均衡的缺陷,通过改进回收块选择机制,并在数据更新中引入冷热数据分离策略,从而改善NAND Flash的磨损均衡性能.实验借助Qemu软件建立Linux嵌入式仿真平台,从总擦除次数、最大最小擦除次数差值和块擦除次数标准差等方面进行对比.实验结果表明,在改进后的Yaffs2文件系统下NAND Flash的磨损均衡效果有明显提升,这有益于延长NAND Flash的使用寿命.     

基于PXA3xx处理器的NAND闪存DMA方案

针对PXA3xx处理器的特性,提出一种DMA控制器系统架构方案,并在此架构上结合嵌入式Linux操作系统实现NAND Flash的底层驱动程序.重点设计了基于JFFS2文件系统的读操作测试方案,测试结果表明,DMA方式能够有效降低CPU处理负载,缓解NAND Flash性能瓶颈.     

一种基于热数据识别技术的UBIFS优化方案

NAND Flash介质具有特殊的物理性质,传统文件系统不能直接对NAND Flash进行管理,容易造成NAND Flash设备性能下降、磨损不均衡等负面影响。闪存文件系统将FTL与文件系统功能有机地结合起来,可更好地发挥NAND Flash的高性能。无序区块镜像文件系统(Unsorted Block Image File System,UBIFS)是一种被广泛使用的闪存文件系统,但其存在着写放大和垃圾回收操作频繁触发等问题。针对UBIFS中存在的问题,提出利用多哈希函数的哈希表对热数据进行识别,以降低热数据识别开销,提高热数据识别的准确率;采用多日志技术,将不同热度的日志、数据分开存放,以减少垃圾回收触发频率;采用热数据日志延迟提交技术来减少UBIFS中日志提交带来的元数据修改,进而减少了写放大产生的次数。测试与分析表明, 与原UBIFS相比,优化后的UBIFS的系统内部写物理块的次数减少5%~10%,垃圾回收操作触发的次数减少了7%~13%,同时系统的IOPS提高了5%~18%,系统性能下降现象得到了有效缓解。     

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。     

μClinux下NAND FLASH的JFFS2文件系统的移植

以K9F2808芯片为例,讨论了在NAND Flash上建立μClinux的JFFS2文件系统的一般步骤,为FLASH上的数据管理提供了一种选择方式.     

NAND FLASH文件系统的设计与实现

本文在现有的Flash文件系统的基础上,设计并实行了一个专门针对于NAND型Flash的文件系统,此文件系统的基本结构类似于YAFFS,但是,此文件系统对数据结点管理,垃圾回收和扫描加载等方面做了改进,使其性能有了很大提高.     

基于嵌入式Linux的JFFS2的研究与实现

JFFS2是基于Flash存储器是日志文件系统，是公认的嵌入式Linux文件系统。MTD驱动程序是专门为Flash设备所设计的，并且支持CFI方式访问Flash存储器。主要研究了JFFS2文件系统下，如何实现CFI方式访问Flash存储器、Flash设备分区等关键技术，并介绍了JFFS2文件系统的内核配置及编译方法。     

Flash存储管理在嵌入式系统中的实现

针对大容量存储管理问题,论述管理NAND Flash系统中直接寻址的算法实现,提出建立节点树、底层节点动态位宽等概念,实现对不同类型闪存进行灵活可变的直接寻址。通过建立页数组增大文件系统的直接寻址范围,根据区块数据不同的更新频率分别设计动态损耗均衡算法和静态损耗均衡算法,用于实现需求块回收和损耗均衡。     

基于嵌入式Linux的JFFS2的研究与实现

JFFS2是基于Flash存储器是日志文件系统,是公认的嵌入式Linux文件系统。MTD驱动程序是专门为Flash设备所设计的,并且支持CFI方式访问Flash存储器。主要研究了JFFS2文件系统下,如何实现CFI方式访问Flash存储器、Flash设备分区等关键技术。并介绍了JFFS2文件系统的内核配置及编译方法。     

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.     

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。     

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。     

A high performance NAND array file system based on multiple NAND flash memories

The existing NAND flash memory file systems have not taken into account multiple NAND flash memories for large-capacity storage. In addition, since large-capacity NAND flash memory is much more expensive than the same capacity hard disk drive, it is cost wise infeasible to build large-capacity flash drives. To resolve these problems, this paper suggests a new file system called NAFS for large-capacity storage with multiple small-capacity and low-cost NAND flash memories. It adopts a new cache policy, mount scheme, and garbage collection scheme in order to improve read and write performance, to reduce the mount time, and to improve the wear-leveling effectiveness. Our performance results show that NAFS is more suitable for large-capacity storage than conventional NAND file systems such as YAFFS2 and JFFS2 and a disk-based file system for Linux such as HDD-RAID5-EXT3 in terms of the read and write transfer rate using a double cache policy and the mount time using metadata stored on a separate partition. We also demonstrate that the wear-leveling effectiveness of NAFS can be improved by our adaptive garbage collection scheme.     

闪存文件系统的快速挂载机制设计与实现

基于嵌入式文件系统CFFS提出一种快速挂载机制。该机制引入“静态超级块”、“引用节点”以及“页位图”等数据结构并采取相应算法,避免了在文件系统挂载过程中进行的全芯片扫描。测试表明,这种快速挂载机制减少了闪存文件系统在大容量NAND芯片上的挂载时间。     

一种基于NAND FLASH的文件快速定位和搜索方法

本文讨论了一种基于NAND FLASH的文件快速定位和搜索方法,该方法充分利用NAND FLASH作为内存备份的有效载体,在系统初始化时建立一个有序的FAT表格来实现文件名的拼音排序。最后以福州瑞芯开发的ROCK2608A芯片为基础实现了嵌入式多媒体电子产品文件的拼音排序。     

基于NAND Flash的FFS设计与实现

NAND Flash以其大容量低价格等优势迅速成为嵌入式系统存储的新宠,因此研究其上的文件系统也日益重要。本文先分析了：NAND Flash上FFS的功能结构,然后给出了一个在无OS支持的嵌入式系统中,可与Windows文件系统完全兼容的FFS的设计和实现方案。     

YAFFS文件系统的研究与改进

通过对NAND Flash硬件特点和YAFFS文件系统的分析与研究,在遵循NAND Flash“只写一次”限制的基础上,提出改进删除页操作的新策略,给出改进的实现过程,重点涉及实现中的难点及相应的解决策略。在一款龙芯开发板上的测试表明,该改进策略能够把改写、删除和截短文件等文件系统基础操作的性能提高约40%,具有很高的实用价值。     

Design and implementation of MLC NAND flash-based DBMS for mobile devices

Recently, Multi-Level Cell (MLC) NAND flash memory is becoming widely used as storage media for mobile devices such as mobile phones, MP3 players, PDAs and digital cameras. MLC NAND flash memory, however, has some restrictions that hard disk or Single-Level Cell (SLC) NAND flash memory do not have. Since most traditional database techniques assume hard disk, they may not provide the best attainable performance on MLC NAND flash memory. In this paper, we design and implement an MLC NAND flash-based DBMS for mobile devices, called AceDB Flashlight, which fully exploits the unique characteristics of MLC NAND flash memory. Our performance evaluations on an MLC NAND flash-based device show that the proposed DBMS significantly outperforms the existing ones.     

Next high performance and low power flash memory package structure

In general, NAND flash memory has advantages in low power consumption, storage capacity, and fast erase/write performance in contrast to NOR flash. But, main drawback of the NAND flash memory is the slow access time for random read operations. Therefore, we proposed the new NAND flash memory package for overcoming this major drawback. We present a high performance and low power NAND flash memory system with a dual cache memory. The proposed NAND flash package consists of two parts, i.e., an NAND flash memory module, and a dual cache module. The new NAND flash memory system can achieve dramatically higher performance and lower power consumption compared with any conventionM NAND-type flash memory module. Our results show that the proposed system can reduce about 78% of write operations into the flash memory cell and about 70% of read operations from the flash memory cell by using only additional 3KB cache space. This value represents high potential to achieve low power consumption and high performance gain.