星载高速大容量存储器文件化坏块管理设计

为保证星载高速大容量存储器高速稳定的存储速率,需对NAND Flash存储芯片中因单粒子翻转或超过擦除极限而在写入时出现的坏块进行管理。文件化坏块管理采用链表的方式将坏块、分流水级未使用块和分有效载荷数据存储块分别链接成不同的文件,并采用四级流水乒乓缓冲机制快速替换写入失败块。运行于型号任务中的文件化坏块管理,解决了因数据写入出现坏块时的存储速率抖动问题,实现了四倍于单流水级的写入速率对多有效载荷数据分文件进行稳定存储,从而保证了载荷数据的正确性和完整性。     

基于USB2.0总线的NAND Flash检测及控制方法

在高速大容量存储装置设计中多采用NAND Flash存储器,针对目前采用串口检测坏块、实现数据读写的方法存在检测速度慢、等待时间长等缺点,提出了基于USB2.0总线的NAND Flash检测与控制方法。利用FPGA逻辑控制功能和高速USB接口芯片设计通信和控制电路,并通过上位机软件实现对Flash的命令、操作控制,由用户通过PC应用程序完成对NAND Flash的读写、擦除检测及坏块标定。经实验应用验证,该方法检测、读写速度快,使用灵活,能准确、有效实现数据的快速读写、擦除及坏块标定,可广泛应用于存储测试装置的设计研制中。     

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.     

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 Flash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。     

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.     

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ARM的引导加载技术的研究与实现

为了减小嵌人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。     

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.     

一种多通道并行固态存储系统的设计与实现

鉴于高速数据采集系统对实时数据存储带宽和容量的要求,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的高速多通道并行固态存储系统。该系统以现场可编程门阵列器件XCV5LX110T为核心,选用大容量高速闪存芯片作为存储介质,通过采用并行总线拓宽技术和流水线缓冲技术,在FPGA片内搭建高速多通道并行存储硬件架构,从硬件角度提高系统的数据吞吐带宽。设计一种基于超级页的地址映射策略,并使用该策略对闪存转换层算法的请求处理机制进行并行加速优化,从软件角度提高系统的存储并行性。测试结果表明,该系统的最大存储速度达到73MB／s,其性能指标能满足高速实时数据存储的需求,证明多通道存储架构和FTL算法具有良好的并行性和可扩展性。     

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。     

A hybrid flash translation layer design for SLC-MLC flash memory based multibank solid state disk

This paper presents the design of a NAND flash based solid state disk (SSD), which can support various storage access patterns commonly observed in a PC environment. It is based on a hybrid model of high-performance SLC (single-level cell) NAND and low cost MLC (multi-level cell) NAND flash memories. Typically, SLC NAND has a higher transfer rate and greater cell endurance than MLC NAND flash memory. MLC NAND, on the other hand, benefits from lower price and higher capacity. In order to achieve higher performance than traditional SSDs, an interleaving technique that places NAND flash chips in parallel is essential. However, using the traditional FTL (flash translation layer) on an SSD with only MLC NAND chips is inefficient because the size of a logical block becomes large as the mapping address unit grows. In this paper, we proposed a HFTL (hybrid flash translation layer) which makes use of chained-blocks, combining SLC NAND and MLC NAND flash memories in parallel. Experimental results show that for most of the traces studied, the HFTL in an SSD configuration composed of 80% MLC NAND and 20% SLC NAND memories can improve performance compared to other solid state disk configurations, composed of either SLC NAND or MLC NAND flash memory alone.     

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。