NandFlash在嵌入式系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、隨著智能電器、移動手持設備和各種專用設備的廣泛應用以及嵌入式處理器、嵌入式軟硬件系統(tǒng)的發(fā)展，嵌入式技術已經成為當前的一項熱門技術。特別是隨著嵌入式技術在各種消費類電子產品中的廣泛應用，嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據存儲和管理已經成為一個重要的研究課題。F1ash型存儲器具有速度快、容量大、體積小、功耗微、成本低等很多優(yōu)點，因此在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛應用[1]。 論文分析了Flash閃存的研究現(xiàn)狀，探討了NandFlash的功能特性，研究了嵌入

2、式系統(tǒng)中的數(shù)據存儲和管理的相關技術。NorFlash和NandFlastl是目前市場上兩種最主要的非易失性閃存技術，Nand技術在設計之初主要是為了數(shù)據存儲之用，Nor技術則主要是為了系統(tǒng)引導和只讀性程序代碼的高速訪問。論文在基于ARM的引導加載技術的基礎上，采用多級引導技術實現(xiàn)基于NandFlash的系統(tǒng)直接引導加載，并解決了引導程序基于NandFlash存儲引發(fā)的壞塊管理問題和多級引導引發(fā)的中斷重映射問題。 同時，論文也研究

3、了如何利用基于NandFlash的MTD技術以實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)上的標準的、可靠的文件系統(tǒng)。在強調了MTD模塊需要解決的訪問均衡、壞塊管理和掉電保護等問題后，介紹了傳統(tǒng)的MTD算法的架構和設計，重點分析了現(xiàn)有MTD算法的實現(xiàn)原理和存在的缺陷，并提出了改進的分組堆疊MTD算法，詳細探討了分組堆疊MTD算法的實現(xiàn)原理及改進點。 根據NanldFlash的特性，提出了基于堆排序算法實現(xiàn)的訪問均衡策略、按塊進行地址映射的壞塊管理策略和寫入時

4、進行雙重映射的掉電保護策略。改進后的MTD算法在保障原有的訪問均衡、壞塊管理和掉電保護特性的前提下，大幅度減少數(shù)據塊的擦除操作及無關數(shù)據的搬移操作，而這兩種操作都是NandFlash，尤其是MLC型NandFlash，特別耗時的操作，所以通過該算法可以明顯地提高文件系統(tǒng)的訪問效率。 經過軟硬件設計、實現(xiàn)和實測數(shù)據分析比較：改進后的MTD算法在大文件的存取性能上和傳統(tǒng)的MTD相差無幾。但是，對于大量小文件寫入的狀況，改進后的MTD