【摘要】： 隨著智能電器、移動(dòng)手持設(shè)備和各種專用設(shè)備的廣泛應(yīng)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(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前的一項(xiàng)熱門(mén)技術(shù)。特別是隨著嵌入式技術(shù)在各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用,嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究課題。Flash型存儲(chǔ)器具有速度快、容量大、體積小、功耗微、成本低等很多優(yōu)點(diǎn),因此在嵌入式系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。 論文分析了Flash閃存的研究現(xiàn)狀,探討了NandFlash的功能特性,研究了嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的相關(guān)技術(shù)。NorFlash和NandFlash是目前市場(chǎng)上兩種最主要的非易失性閃存技術(shù),Nand技術(shù)在設(shè)計(jì)之初主要是為了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之用,Nor技術(shù)則主要是為了系統(tǒng)引導(dǎo)和只讀性程序代碼的高速訪問(wèn)。論文在基于ARM的引導(dǎo)加載技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用多級(jí)引導(dǎo)技術(shù)實(shí)現(xiàn)基于NandFlash的系統(tǒng)直接引導(dǎo)加載,并解決了引導(dǎo)程序基于NandFlash存儲(chǔ)引發(fā)的壞塊管理問(wèn)題和多級(jí)引導(dǎo)引發(fā)的中斷重映射問(wèn)題。 同時(shí),論文也研究了如何利用基于NandFlash的MTD技術(shù)以實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)上的標(biāo)準(zhǔn)的、可靠的文件系統(tǒng)。在強(qiáng)調(diào)了MTD模塊需要解決的訪問(wèn)均衡、壞塊管理和掉電保護(hù)等問(wèn)題后,介紹了傳統(tǒng)的MTD算法的架構(gòu)和設(shè)計(jì),重點(diǎn)分析了現(xiàn)有MTD算法的實(shí)現(xiàn)原理和存在的缺陷,并提出了改進(jìn)的分組堆疊MTD算法,詳細(xì)探討了分組堆疊MTD算法的實(shí)現(xiàn)原理及改進(jìn)點(diǎn)。 根據(jù)NandFlash的特性,提出了基于堆排序算法實(shí)現(xiàn)的訪問(wèn)均衡策略、按塊進(jìn)行地址映射的壞塊管理策略和寫(xiě)入時(shí)進(jìn)行雙重映射的掉電保護(hù)策略。改進(jìn)后的MTD算法在保障原有的訪問(wèn)均衡、壞塊管理和掉電保護(hù)特性的前提下,大幅度減少數(shù)據(jù)塊的擦除操作及無(wú)關(guān)數(shù)據(jù)的搬移操作,而這兩種操作都是NandFlash,尤其是MLC型NandFlash,特別耗時(shí)的操作,所以通過(guò)該算法可以明顯地提高文件系統(tǒng)的訪問(wèn)效率。 經(jīng)過(guò)軟硬件設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析比較:改進(jìn)后的MTD算法在大文件的存取性能上和傳統(tǒng)的MTD相差無(wú)幾。但是,對(duì)于大量小文件寫(xiě)入的狀況,改進(jìn)后的MTD算法在寫(xiě)入速度上依據(jù)小文件的大小不同,寫(xiě)入速度分別大約是傳統(tǒng)MTD算法的4倍到10倍不等。而在讀取速度上,改進(jìn)的MTD算法甚至比傳統(tǒng)的MTD具有更加突出的表現(xiàn)。 最后總結(jié)了論文的研究工作,指出了下一步的研究方向。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP368.1
【圖文】：

Figures一4Writingtimes的闡述，可以證明，在任何一次寫(xiě)入過(guò)程中，給每一個(gè)邏輯應(yīng)的物理塊:源塊和目標(biāo)塊，只是在塊合并之前，僅有源塊塊合并之后，僅在目標(biāo)塊上標(biāo)記著對(duì)應(yīng)的邏輯塊號(hào)，并且把用塊放置到備用塊表中以備以后的寫(xiě)入操作使用。行掉電保護(hù)的分析。因?yàn)樵诤喜⒉僮髦�，源塊的數(shù)據(jù)一直擦除和寫(xiě)入操作。所以在進(jìn)行合并操作之前的任一時(shí)刻掉電，入的數(shù)據(jù)塊的內(nèi)容丟失了，不會(huì)造成整個(gè)文件系統(tǒng)的的數(shù)據(jù)和丟失。塊合并操作時(shí)，主要依次進(jìn)行了如下操作:1、剩余數(shù)據(jù)(的數(shù)據(jù))從源塊向目標(biāo)塊搬移;2、在目標(biāo)塊上標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的其放入備用塊表中。在上述過(guò)程中，動(dòng)作2和動(dòng)作3是兩個(gè)

};每一個(gè)層結(jié)構(gòu)不僅記錄了該層的當(dāng)前層數(shù)，同時(shí)還要記錄該層對(duì)應(yīng)的物理地址，最后寫(xiě)入位置，以及該層的遮罩信息等。所有的層結(jié)構(gòu)相互鏈接形成一個(gè)堆疊的層結(jié)構(gòu)。其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下:StruCtMtd_Layer{uflsignedlong*bitmaP;刀遮罩信息，依據(jù)塊內(nèi)頁(yè)的個(gè)數(shù)大小不同uslayers;刀邏輯層數(shù)u16wMaxUsedPage;刀最后寫(xiě)入的頁(yè)號(hào)u32phy_addr;刀對(duì)應(yīng)的物理地址structMtd_Layerpself;刀指向下一個(gè)層的指針};在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)刻，他們的相互關(guān)系如圖6一4所示。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 朱建江;余世明;林鑫;;NAND FLASH在嵌入式襪機(jī)提花系統(tǒng)中的研究及應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2012年10期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 汪輝進(jìn);嵌入式Linux中Flash設(shè)備驅(qū)動(dòng)的研究與優(yōu)化[D];安徽大學(xué);2010年

2 王洋;NAND Flash在嵌入式系統(tǒng)中的仿真與應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：2731600