一种基于逻辑页平均更新频率的NAND闪存垃圾回收算法

针对NAND闪存的特点,提出一种基于逻辑页平均更新频率的NAND闪存垃圾回收算法。该算法采用无效页年龄和作为回收块选择策略。同时,在FaGC和GCbAH算法基础之上,重新定义数据热度计算公式,采用逻辑页平均更新频率取代固定阈值作为冷热数据的判定依据,实现了更准确的冷热数据判定和分离。实验结果表明,相较于GR、CB、CAT、FaGC和GCbAH算法,该算法在垃圾回收代价和磨损均衡方面均取得了更好的效果。     

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。     

基于逻辑页冷热分离的NAND闪存磨损均衡算法

针对现有的NAND闪存垃圾回收算法对磨损均衡考虑不足的问题,提出了一种基于逻辑页冷热分离的NAND闪存磨损均衡算法。算法同时考虑了无效页的年龄、物理块的擦除次数以及物理块更新的频率,采用混合模式选择回收符合条件的物理块。同时,推导了一种新的逻辑页热度计算方法,并将回收块上有效页数据按照逻辑页的热度进行了冷热分离。实验结果表明,与GR算法、CB算法、CAT算法以及FaGC算法相比,该算法不仅在磨损均衡上取得了很好的效果,而且总的擦除次数与拷贝次数也有了明显减少。     

Android存储系统中NAND闪存性能的改进

针对Android存储系统在闪存管理上存在较差的磨损均衡效果和较高的垃圾回收额外开销的缺陷,引入冷热数据分离策略,将文件按照不同热度写入对应热度的物理存储单元,同时改进垃圾回收策略,以达到良好的磨损均衡效果并减少垃圾回收额外开销。基于Android平台的实验结果表明,改进后的策略在有效减少NAND闪存垃圾回收额外开销的同时,还能有效改善其磨损均衡效果。     

基于NAND型闪存的嵌入式文件系统设计

由于具有高密度和良好的存取速率等特点,NAND型闪存在嵌入式系统领域中被广泛应用,但其所固有的擦除－写入更新机制以及高坏块率等特性却又成为其在应用中的障碍。提出了一种基于NAND型闪存的日志结构嵌入式文件系统,用于充分利用NAND型闪存的优势并克服其缺陷。文件系统在嵌入式Linux操作系统中予以实现,并进行了性能测试。     

一种基于NAND闪存的嵌入式Linux文件系统

本文分析了NAND闪存的独特属性和它对嵌入式Linux文件系统提出的新要求,在此基础上提出了一个基于NAND闪存的嵌入式Linux文件系统。     

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。     

考虑操作时间局部性的NAND闪存脏块回收算法

在闪存存储系统的脏块回收过程中,按照对数据操作的时间,将脏块中的有效数据分拣成"热"数据和"冷"数据,分别写入到当前"热"写入块和"冷"写入块中,减少在回收过程中多次对"冷"数据的无意义重复拷贝;同时在挑选脏块进行回收时,利用脏块中的有效数据量、块的最近更新时间、以及块的磨损程度构造代价函数,选整体效果最优的脏块进行回收操作.实验表明,与当前各种主要脏块回收算法相比,有较好的回收操作效率,降低了总体的块磨损程度,并有较好的块磨损均衡度.     

磨损均衡算法在NAND Flash管理中的改进

由于Flash具有擦除次数有限、先擦后写的特点,会带来使用寿命有限的缺陷。为延长其预期使用寿命,普遍采用磨损均衡算法对各存储单元进行管理。该算法核心在每次写操作时将新数据写入到最少被使用的物理块中。本文对该算法在垃圾回收策略和对静态文件管理方式做出改进。垃圾回收时在遵照磨损均衡原则的前提下提高写入数据效率,同时增强该算法对不同类型的文件存储单元管理能力,从而达到更加有效的磨损均衡。     

一种基于功能表的高效FTL算法

FTL用于将闪存模拟成标准的块设备以屏蔽其写前进行擦除的特性。传统的FTL算法采用扫描冗余区的方式建立映射表,初始化速度慢,并通过单纯的映射表实现地址转换,只能部分改善空间利用率,有的甚至提高了块回收代价,使运行效率变得低效。本文提出了功能表的思想,通过状态表寻址直接建立块映射表和块信息来提高启动速度,降低空间复杂度。通过将映射表与块信息相结合来实现读写操作中地址的查找,均衡了空间利用率和回收代价。     

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。     

NAND Flash文件系统的研究与改进

NAND Flash因非易失、抗震、低功耗等特点被广泛应用于嵌入式系统的大容量数据存储中。虽然随着JFFS3文件系统的提出,理论上解决了初始化文件系统时需扫描整个闪存分区、挂载时间过长、占用内存过多的缺陷,但并未解决NAND Flash本身随机读写严重不均衡的问题。在对JFFS3文件系统研究的基础上提出采用FDTree索引结构的SFFS文件系统,以解决在数据频繁更新的环境里NAND Flash数据管理问题,给出了考虑损耗均衡兼顾回收效率的垃圾回收机制。     

针对Flash存储介质的数据恢复技术研究

针对Flash存储介质的数据恢复技术是信息安全领域中一个非常重要的研究课题。Flash存储介质有其独特的、不同于磁存储介质的存储特性,所以在数据存储方式上也与磁存储介质有所不同。针对Flash存储介质的存储特性而设计的闪存文件系统通过闪存转换层来实现数据的读写和芯片的管理。因此从文件系统级和芯片级两个方面对Flash存储介质的数据恢复技术进行了研究,并提出了下一步工作方向。     

NAND Flash存储控制器的软硬件划分设计

介绍了现代数码产品中NAND Flash Memory控制器的基本控制和4种软硬件划分不同的控制器设计。作者用Verilog HDL语言分别实现了这4种不同的控制器的,并进行了硬件面积、DSP占用率和接口灵活性的量化比较,指出了各种方案适用的范围。通过对一个SOC项目的需要分析,设定了基准函数,从而选出了合适的软硬件划分方案。     

面向NAND Flash存储的纠错编码技术概述

对面向NAND Flash存储的纠错编码技术进行综述。首先,介绍NAND Flash的内部结构及其出错机制。然后,对目前常用的4种纠错编码技术（Hamming码、RS码、BCH码以及LDPC码）原理及现状进行详细介绍。最后,对比分析这4种纠错编码技术的优缺点以及未来的发展趋势。     

一种闪存文件系统的数据恢复机制

基于面向大容量NAND闪存的嵌入式文件系统CFFS,结合其对芯片上数据的索引方式,在CFFS中引入引用节点和页位图等数据结构和相应算法,提出一种数据恢复机制。该机制在数据遭到破坏时将闪存文件系统恢复到一个一致的历史状态,保证芯片上数据的一致性和可用性。     

大容量NAND Flash文件系统中的地址映射算法研究

随着Flash芯片容量的日益增长,如何设计低空间复杂度的Flash管理算法已经成为RAM空间受限的嵌入式存储系统的一个关键问题.本文根据文件在Flash介质上连续存放的特性,引入区段的概念,提出基于极大映射区段的地址映射算法,并使用简单的数据结构和高效的算法来维护映射中的区段,大大减小了Flash文件系统的RAM用量.最后,通过不同应用负载的实验验证了该算法的有效性.在部分应用负载下,可降低高达95%的RAM使用量.     

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.