NAND Flash的存储管理设计

NAND Flash的存储管理设计

论文摘要

随着信息技术的发展和数字产品的普及,嵌入式系统已经成为当今计算机技术研究与应用的热点。但随着嵌入式系统的复杂性的不断提高,在嵌入式系统中也需要存储和管理大量数据。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。在大量应用NAND Flash的手机行业,功能越来越齐全,越来越多的应用程序可供安装,而且随着多媒体的发展,类型越来越多且品质越来越高的多媒体文件将在手机中存储和使用,所有的一切都将导致系统需要管理的文件数量和存储空间越来越大,而作为一个手持设备,它的资源又是非常有限的,需要一个成熟的文件系统来存储相关的程序文件,而微软公司推出的FAT (File Allocation Table)文件系统是一个相当成熟的文件系统,它以其简洁有效的特点被广泛应用于资源有限的嵌入式系统。所以如何把FAT和NAND Flash有效结合起来,就成为一个很有意义的研究课题。NAND Flash固有的擦除机制和存在有坏块这一致命弱点,成为其在应用中的主要障碍,由于NAND Flash的硬件特殊性,FAT文件系统格式并不适合直接应用。本课题设计实现了一个基于NAND Flash的嵌入式文件系统,采用文件系统格式为FAT,它非常好地解决了上述问题,对其FAT作了些改进,以便更适合于嵌入式设备的使用,比如增加了映射表等。同时还对坏块管理和磨损平衡等问题的解决作了详细的阐述。目前这个设计已经应用于多款上市手机,大量的用户以及长时间的运行证明了它的可靠性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题来源
  • 1.2 课题主要研究内容
  • 第二章 课题技术背景
  • 2.1 闪速存储器技术背景
  • 2.1.1 NOR技术
  • 2.1.2 DINOR技术
  • 2.1.3 NAND技术
  • 2.1.4 UltraAND技术
  • 2.1.5 AND技术
  • 2.1.6 由EEPROM派生的闪速存储器
  • 2.1.7 Flash发展趋势
  • 2.1.8 NOR技术与NAND技术比较
  • 2.2 当前流行的文件系统
  • 2.2.1 FAT
  • 2.2.2 NTFS
  • 2.2.3 Ext2和Ext3
  • 2.2.4 TrueFFS
  • 2.2.5 JFFS和JFFS2
  • 2.2.6 YAFFS
  • 2.2.7 各种文件格式的比较
  • 2.2.8 FAT文件系统的原理
  • 2.2.9 FAT16存储原理
  • 2.2.10 FAT32存储原理
  • 第三章 NAND Flash的存储设计
  • 3.1 标题块
  • 3.2 值域树
  • 3.3 标题块的日志管理
  • 3.4 多种FAT机制共存
  • 3.5 缓存机制
  • 3.6 坏块处理
  • 3.7 掉电保护
  • 3.8 磨损平衡
  • 第四章 NAND Flash的存储设计实现
  • 4.1 Flash参数初始化
  • 4.2 FlashDev初始化
  • 4.3 映射表的初始化与地址转化
  • 4.4 分区表的读取与加载
  • 4.5 读操作
  • 4.6 写操作
  • 第五章 总结
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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