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。     

基于NOR闪存的嵌入式数控系统文件系统设计*

设计了一个基于NOR闪存、面向嵌入式数控系统应用的文件系统TDNC-FS,给出了文件系统的层次化结构,详细分析了各个层次的功能和实现方法,特别对系统记录区的设计、空闲扇区的管理和flash扇区的均匀磨损的实现进行了深入研究,提出了具体的设计方法.     

基于逻辑区间热度的NAND闪存垃圾回收算法

针对现有的NAND闪存垃圾回收算法中回收性能不高,磨损均衡效果差,并且算法内存开销大的问题,提出了一种基于逻辑区间热度的垃圾回收算法。该算法重新定义了热度计算公式,把连续逻辑地址的NAND内存定义为一个热度区间,以逻辑区间的热度来代替逻辑页的热度,并将不同热度的数据分开存储到不同擦除次数的闪存块上,有效地实现了数据冷热分离,并且节约了内存空间。同时,算法还构造了一种新的回收代价函数来选择回收块,在考虑回收效率的同时,还兼顾了磨损均衡的问题。实验结果表明,该算法与性能优异的FaGC算法相比,总的擦除次数减少了11%,总的拷贝次数减少了13%,擦次数最大差值减少了42%,内存消耗能减少了75%。因此,该算法有利于增加闪存可用空间,改善闪存系统的读写性能,延长闪存使用寿命。     

防护技巧:妙用电脑磁盘配额让黑客无从下手

在大多数情况下黑客人侵远程系统必须把木马程序或后门程序上传到远程系统当中。如何才能切断黑客的这条后路呢?NTFS文件系统中的磁盘配额功能就能帮助用户轻松实现对磁盘使用空间的管理。1.首先右击系统中一个NTFS分区,选择“属性”,可以打开“分区属性设置窗口”,选择其中的“配额”选项。首先勾上“启用配额管理”和“拒绝将磁盘空间给超过配额限制的用户”,这时所有的配额选项将变为可选状态。2.接着选中“磁盘空间限制”选项,这时我们就可以在其中规定系统中用户使用磁     

基于日志翻译层的冗余闪存阵列研究

为了适应在苛刻嵌入式环境下对闪存存储提出的高可用性和高可靠性要求,人们难免想到借鉴RAID的思想设计类似的闪存的冗余存储方案.但是,闪存的物理特性、接入系统的方式等均与磁盘有着较大差异,这就决定了不能在闪存上直接应用RAID机制.为了能在闪存上使用RAID,提出了日志翻译层(journaling translation layer,JTL).JTL通过建立逻辑擦除块到物理擦除块的动态映射来处理闪存芯片特有的物理限制;它引入日志系统到映射管理中,有效减少了对芯片的磨损,延长了其寿命,并提高了系统的鲁棒性.把类似的RAID机制建立在JTL之上,从而实现了冗余闪存阵列.     

基于B+树的闪存文件系统实现方案

随着闪存容量的快速增大,JFFS2文件系统暴露出了挂载时间长、可移植性差等缺点,JFFS3提出将文件索引信息保存在闪存上的设计方法,其中将整个文件系统组织成一个大的B+树是提高文件系统性能和可移植性的关键点。该文给出一种基于JFFS3的设计思想并引入区域管理方式的实现方案。     

基于大容量闪存的嵌入式文件系统

采用以页为单位的文件节点存储形式和综合考虑数据时间局部性与均衡磨损要求的收益成本垃圾回收算法,设计了一种新的文件系统。分析和实验表明,相对于JFFS2,该文件系统在降低内存消耗和闪存磨损倾斜度的同时,提高了垃圾回收效率和系统性能。     

基于闪存YAFFS文件系统的索引机制的改进

在YAFFS文件系统中引入超级块的概念以提升加载速度,设计了静态数据块与动态数据块以实现索引数据的分类存储。定义了锚区间的概念以保证定位超级块的链接区域的磨损均衡,并研究了锚区间的链接区域数目与闪存分区数量的关系,均衡了锚区间的磨损时间。测试表明,改进后的YAFFS索引文件系统能缩短挂载时间,均衡内存消耗。     

一种基于YAFFS2的静态磨损均衡算法设计

针对已有算法大多基于FTL(Flash Translation Layer)闪存存储体系设计,无法直接应用到闪存文件系统的情况,基于YAFFS2闪存文件系统设计了一种静态磨损均衡算法。考虑不同数据冷热属性的差异,设计了两种不同的块分配策略,在减缓最大擦除次数增长速度的同时,加强对冷数据占用块的利用;利用闪存块擦除次数在物理空间上分布的随机性,简化了块分配策略中的搜索过程,降低了算法复杂度;采用不均衡度阈值作为算法触发条件,保证良好的均衡效果。实验结果表明,算法降低了擦除次数方差,提高了闪存磨损均衡度,可有效延长闪存寿命,提高闪存存储系统的可靠性。     

基于NAND闪存存储器的一种超级块闪存翻译层机制研究

NAND闪存的存储系统中,软件中间层闪存翻译层通常被用来隐藏写前必须先擦除的NAND闪存特性。介绍一种新的闪存翻译层机制,它会将相邻的逻辑块合并为一个块,称之为超级块,该超级块在闪存翻译层机制下是粗颗粒度映射,而其中的页是被细颗粒度映射到物理块的任意位置。为了减少额外的存储和闪存操作,细颗粒度映射信息被保存在NAND闪存的空闲区域。使用该混合映射技术不仅具有细颗粒度的灵活性而且只需要占用粗颗粒度的存储空间。实验结果研究表明,与其他闪存翻译层技术相比,该闪存翻译层机制减少了多达40%的垃圾回收操作。     

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。     

支持ONFI和Toggle模式的NAND Flash PHY设计

论文设计了一种能支持ONFI2．1与Toggle1．0模式的NAND Flash PHY,完成了其读写通道、地址与控制逻辑的设计,并采用读门控电路消除DQS读前后的毛刺。功能仿真与静态时序分析结果表明,PHY的设计达到了ONFI与Toggle标准时序要求。NAND Flash PHY面积为45245．5μm^2,动态功耗为1．16mW,静态功耗为95．8μW。     

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。     

NAND Flash内存设备的读写控制设计

针对NAND Flash闪存设备在嵌入式系统中的应用,详细分析了Flash闪存设备的接口设计方法。根据NANDFlash的读写特性,采用Hynix半导体公司的Flash H27U1G8F2B,设计一种闪存数据读写控制方法和驱动流程。该方法能够应用于各种NAND Flash的读写控制,具有良好的程序结构和较高的代码运行效率。     

一种适用FADEC的NAND Flash文件存储系统

NAND Flash具有容量大、存取数据快的优点.但是,在使用过程中NAND Flash会产生坏块,且坏块是随机分布的.因此,操作NAND Flash需要相当的技巧,不能往坏块里写入数据.同时,NAND Flash更容易发生位翻转,需要使用ECC算法确保信息的正确性.在航空发动机上NAND Flash主要用来记录发动机控制(FADEC)的历史数据.FADEC的历史数据记录要求大容量、实时性和正确性.提出的适用FADEC的NAND Flash的文件存储系统(FFS_N)可以有效地解决NAND Flash使用上的问题,同时满足航空发动机控制历史数据记录要求.     

嵌入式Linux中NAND Flash设备驱动研究

NAND Flash作为一种非易失性的存储介质,它具有速度快、体积小、存储密度高和容量大等优点,适用于大量数据的存储,因此在嵌入式领域中的应用也越来越广泛。分析了MTD(内存技术设备)与NAND Flash驱动的关系,总结了典型的NAND Flash驱动程序的总体架构。针对PXA270RP平台,设计和实现了嵌入式Linux下的NAND Flash驱动程序。为编写基于嵌入式Linux系统下的NAND Flash设备驱动程序提供了技术指导。     

嵌入式平台S3C6410的U-Boot分析与移植

详细分析基于S3C6410的嵌入式平台的U-Boot源代码和启动过程.在此基础上成功移植了U-Boot软件,实现了S3C6410处理器时钟初始化、串口通信、内存初始化、MMU初始化、NAND Flash初始化.通过移植NAND Flash驱动,实现读写NAND Flash和从NAND Flash启动的功能,使得整个系统能够正常运行.     

Real-time emulation and analysis of multiple NAND flash channels in solid-state storage device

NAND Flash is the most prevalent memory technology used today in data storage systems covering a wide range of applications, from consumer devices to high-end enterprise systems. In this work, we present a modular and versatile FPGA-based platform that achieves accurate emulation of multiple NAND Flash channels. The NAND Flash emulator is based on an expandable and reconfigurable architecture that can be used for developing and testing new NAND Flash controllers and for analysing the behaviour of existing NAND Flash controllers and/or host device drivers. The presented NAND Flash emulator is based on PCIe-based FPGA boards attached to a high-end server, supports standard memory interfaces, responds to all memory commands in proper time and has the capability to emulate memory space in the range of a few TBs. The NAND Flash emulator has been prototyped and tested, and experimental results demonstrate that all timing requirements are satisfied under maximum read/write workloads. The NAND Flash emulator also includes a hardware tracer unit that records information of all commands exchanged at the NAND Flash interfaces along with high resolution timestamps. The recorded information can be used to analyse higher level functions, like wear leveling and garbage collection, and combined with other software tools for analysing cognitive functions. Experimental results demonstrate the advantage of using this emulator for analysing how host device drivers implement wear leveling and garbage collection functions.