基于闪存设备分区的新型虚拟EEPROM设备的设计与研究

针对当前嵌入式系统对于低成本迫切需求,研究并设计了一种基于闪存设备（NAND FLASH）的新型虚拟EEPROM（Virtual EEPROM）设备。该设备被虚拟为操作系统NAND设备分区使用,使用数据备份机制确保数据信息安全性。针对NAND只支持页面单元的编程操作,使用缓冲区日志更新的方法,高效地解决Virtual EEPROM字节编程问题。最后通过设计损益均衡层实现NAND存储块的统一管理,对坏块和寿命问题进行大幅优化。分析结果表明,Virtual EEPROM具备NAND快速编程特性,擦写寿命较EEPROM有很大优势。该设计架构具备很好的系统兼容性,可以扩展移植于多种嵌入式平台。     

基于FPGA的NAND Flash控制接口电路设计

本文在比较NAND Flash的优、缺点,分析控制接口电路的功能特性的基础上,论述了主控器的设计实现方法,通过写控制字的方式将复杂的NAND Flash接口映射为简单的SRAM接口。并根据ECC算法原理,阐述了ECC校验码生成、查错与纠错的实现方法。本文设计的NAND Flash控制接口电路的操作指令在Xilinx的Spartan-3Board上得到了功能验证,工作频率达到100MHz。     

NAND FLASH编程实现研究分析

以阐明编程支持NAND FLASH的方法为目的。总览了NAND FLASH层次结构;讨论了NAND FLASH的写操作过程,这种写操作的特点也是FLASH有别于其它存储介质的地方,同时也对NAND FLASH的擦除操作做了介绍;在对整体的框架和特点有了了解之后,进一步对编程支持NAND FLASH的过程中会遇到的一些概念和细节给出了具体的说明。对NAND FLASH的编程支持有一定的复杂性,但只要了解了它的工作方式,也并非难事。     

NAND Flash文件系统方案及其可靠性设计

NAND Flash具有高存储密度和高存储速率的特点,在嵌入式系统领域得到了广泛应用,如何使其文件系统的性能最优化成为本文讨论的主题.本文首先提出文件系统的设计方法,主要阐述面向嵌入式应用的FAT文件系统;接着,针对NAND开ash存在固有的坏块这一弱点,为了提高整个系统的可靠性,提出一种利用嵌入式文件系统进行坏块处理的策略,核心思想为利用Flash存储器上未使用空间来代替坏块,同时,在FAT表中标记出损坏的坏的信息,避免以后对坏块进行读写.本策略经项目的具体应用证明,具有较高可靠性.     

基于权重堆排序的NAND Flash静态磨损均衡机制

磨损均衡机制作为闪存转换层的基础机制之一,其主要功能是延长闪存块使用寿命和提高存储数据的可靠性。现有的磨损均衡机制着重于减少闪存块的擦除次数,忽略了在磨损均衡操作过程中选择擦除脏块的不合理所带来的不必要数据迁移开销,从而影响了固态硬盘的整体读写性能。针对该问题,提出了一种基于权重堆排序的 NAND Flash静态磨损均衡机制WHWL。首先,提出一种基于页数据访问频率和块擦除次数的权重的热度计算方法,有效地提高擦除次数少（冷块）且数据访问频率低（冷数据）的目标块命中率,避免了多余的数据迁移操作;其次,提出了一种基于权重的堆排序目标块选择算法,以加快目标块的筛选。实验结果表明,与现有的PWL和BET算法相比,在使用相同映射机制的条件下,WHWL能够分别提升固态硬盘寿命1.28、5.83倍,数据迁移次数也有明显的降低。     

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。     

NAND Flash坏块管理研究

在当今数字技术飞速发展的时代,NAND Flash因其非易失性及可擦除性而在数码相机和固态MPEG-4摄像机图像存储及电子硬盘应用方面需求越来越大,也已广泛应用于诸如Appie iPod Nano和SanDisk Sansa等最新媒体播放器的音乐和视频存储.我们主要研究了NANDFlash中坏块出现的原因,对坏块进行了分类,并且提出了相应的管理方案.     

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。     

NAND Flash的坏块管理设计

主要介绍了基于嵌入式Linux的NAND Flash坏块管理设计和实现方案,详细阐述了坏块映射表的建立、维护及其相关算法,同时分析了此坏块算法在Linux内核及Bootloader中的具体应用。测试结果表明该算法能够处理NANDFlash的相关坏块问题,具有较高的稳定性。     

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。