【摘要】： 由于采用閃存芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì),固態(tài)硬盤繼承了NAND Flash閃存存儲(chǔ)器獨(dú)特的硬件特性。閃存芯片讀/寫(編程)操作以頁(yè)為基本單位,擦除以塊為基本單位,通常塊由若干頁(yè)組成,按頁(yè)寫入時(shí),必須先擦除再寫入,還有對(duì)同一數(shù)據(jù)塊的擦除次數(shù)是有限的,超出規(guī)定的擦除次數(shù)某些塊就會(huì)提前損壞。Flash存儲(chǔ)器的這些硬件特性嚴(yán)重影響了固態(tài)硬盤的寫入速度、壽命和可靠性等主要性能。 固態(tài)硬盤的閃存損耗均衡一直是固態(tài)硬盤研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。根據(jù)閃存的塊擦除方式確定了閃存損耗均衡的性能指標(biāo),在此基礎(chǔ)上從動(dòng)態(tài)損耗均衡策略和靜態(tài)損耗均衡策略兩方面對(duì)閃存損耗均衡進(jìn)行了系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。給出的固態(tài)硬盤閃存損耗均衡策略兼顧動(dòng)態(tài)損耗均衡和靜態(tài)損耗均衡,采用最小擦除次數(shù)塊分配策略、垃圾回收策略及靜態(tài)損耗均衡策略使閃存所有物理塊的擦除次數(shù)趨向一致。 另外,針對(duì)閃存的存儲(chǔ)特性實(shí)現(xiàn)了固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)管理層。固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)管理層可以向上層系統(tǒng)屏蔽閃存的內(nèi)部特性,實(shí)現(xiàn)損耗均衡策略以及標(biāo)準(zhǔn)塊設(shè)備的訪問(wèn)接口。在分析固態(tài)硬盤存儲(chǔ)管理層體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,從地址映射機(jī)制、壞塊管理與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全、快速啟動(dòng)與掉電恢復(fù)等多方面對(duì)固態(tài)硬盤的存儲(chǔ)管理層實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了論述。 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該策略能夠使閃存中的全部塊擦除次數(shù)均勻化,進(jìn)而顯著提高固態(tài)硬盤的使用壽命。
【圖文】：

2.2.2 Flash 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與 I/O 接口本節(jié)以三星公司的 K9LBG08U0M 芯片為例，詳細(xì)介紹此典型 Flash 芯片的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與 I/O 接口等特性。K9LBG08U0M 閃存芯片的存儲(chǔ)容量是 32G-bit 即 4GB，此外還擁有 1G-bit 的備用空間。NAND Flash 的特殊存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)使得此芯片擁有極大的存儲(chǔ)容量以及可以接受的價(jià)格，因而非常適用于固態(tài)存儲(chǔ)領(lǐng)域和其他手持設(shè)備應(yīng)用。

圖 2.4 閃存芯片存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)圖[24]表 2.3 K9LBG08U0M 芯片引腳說(shuō)明引腳名稱 引腳說(shuō)明I/O0~I/O7 數(shù)據(jù)輸入、輸出。此針腳用于輸入命令、地址和數(shù)據(jù)，在讀操作時(shí)輸出數(shù)據(jù)。CLE 命令鎖存使能ALE 地址鎖存使能C E————片選信號(hào)此引腳是芯片選擇控制端，當(dāng)設(shè)備忙時(shí)，將忽略此信號(hào)RE————讀使能此引腳用于在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)至 I/O 總線時(shí)控制連續(xù)數(shù)據(jù)輸出WE————寫使能此引腳用于控制數(shù)據(jù)寫入 I/O 端口，命令、地址、數(shù)據(jù)在它的上升沿被加載WP————寫保護(hù)此引腳用于防止在電源轉(zhuǎn)換時(shí)，無(wú)意的編程或擦除操作R/ B——準(zhǔn)備/忙輸出此引腳表明設(shè)備狀態(tài)，，當(dāng)它為低電平時(shí)，表示編程、擦除、隨機(jī)讀正在進(jìn)行中Vcc 電源針腳Vss 地線
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TP333.35

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 張偉;綜合參數(shù)記錄器中關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];中北大學(xué);2012年

2 柳睿;基于Nand Flash的圖像聲納數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

3 李顥;移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)控制管理系統(tǒng)[D];西安電子科技大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2647785