NAND Flash發(fā)展迅猛,尤其在存儲(chǔ)固態(tài)硬盤方面表現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)。隨著材料和工藝的提升,NAND Flash的容量逐漸增加,本文著眼大容量NAND Flash,并針對(duì)NAND Flash的操作特性和閃存轉(zhuǎn)換層(FTL)算法做了深入研究。通過(guò)分析當(dāng)前應(yīng)用的FTL算法以及YAFFS2文件系統(tǒng),本文提出DAM-FTL算法,并對(duì)其中的壞塊管理、地址映射和垃圾回收模塊進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文提出的DAM-FTL壞塊管理算法,針對(duì)NAND Flash中壞塊的產(chǎn)生的不同原因,設(shè)計(jì)靜態(tài)壞塊表和動(dòng)態(tài)壞塊表,將壞塊區(qū)放在地址映射表的最后,通過(guò)指針完成壞塊的映射。DAM-FTL壞塊管理算法有效延長(zhǎng)了NAND Flash使用壽命。本文通過(guò)分析YAFFS2文件系統(tǒng),結(jié)合文件大小和分布特征,提出DAM-FTL地址映射算法,算法引入映射段概念有效減少地址映射表占用RAM空間,提升寫操作效率。本文針對(duì)當(dāng)前垃圾回收算法的不足,提出DAM-FTL垃圾回收算法,根據(jù)回收次數(shù)的不同選擇不同的垃圾回收策略。同時(shí),還改進(jìn)了垃圾回收算法中待回收目標(biāo)塊的選取方式。此外,由于缺乏錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制,使得目前現(xiàn)有的算法驗(yàn)證平臺(tái)檢驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果差距較大,本文提出一種FTL算法驗(yàn)證平臺(tái),通過(guò)模擬NAND Flash的操作特性,增加錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制,模擬真實(shí)操作環(huán)境,完成FTL算法的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明該軟件平臺(tái)與真實(shí)閃存設(shè)備上運(yùn)行同種FTL算法實(shí)驗(yàn)誤差范圍在7%以內(nèi)。FTL算法驗(yàn)證平臺(tái)的研發(fā),縮短了FTL算法的研發(fā)周期,降低了研發(fā)成本。最后,通過(guò)FlashSim和本文提出的基于NAND Flash的FTL算法驗(yàn)證平臺(tái)共同完成DAM-FTL算法的仿真工作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析表明DAM-FTL算法相比于其他FTL算法提高了寫操作效率和垃圾回收效率。
【學(xué)位單位】：西安微電子技術(shù)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP333

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本文編號(hào)：2822933