閃存存儲器憑借其非易失性、高性能、低功耗等優(yōu)點,已成為各種嵌入式設(shè)備的重要數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。閃存存儲器先擦后寫的特性和擦除壽命的限制,導(dǎo)致嵌入式設(shè)備無法直接使用傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)對其進(jìn)行管理,而必須借助閃存存儲管理系統(tǒng)。目前對閃存轉(zhuǎn)換層的研究主要集中在延長壽命和提高性能上,并沒有考慮嵌入式系統(tǒng)硬件資源較少的情況。為了減少閃存轉(zhuǎn)換層的資源占用,延長閃存設(shè)備的使用壽命,本文深入研究了閃存轉(zhuǎn)換層的地址映射和垃圾回收的問題,設(shè)計了一種基于混合映射算法的熱度關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換層（HAST）。主要工作包括下幾個方面:（1）設(shè)計了一種基于循環(huán)隊列的冷熱塊識別算法,算法使用循環(huán)隊列的方式對邏輯塊的訪問頻率進(jìn)行統(tǒng)計,為每個邏輯塊計算一個熱度值,通過將熱度值與系統(tǒng)中設(shè)置的閾值進(jìn)行比較識別冷熱邏輯塊。（2）基于混合地址映射的特性設(shè)計了一種日志塊共享策略,將邏輯冷塊的日志塊共享給其他數(shù)據(jù)塊,從而提高物理塊的利用率。而邏輯熱塊獨享日志塊,減少了不必要的合并操作,提高閃存的讀寫效率。（3）在垃圾回收算法上考慮了數(shù)據(jù)塊和日志塊的關(guān)聯(lián)性和邏輯塊的熱度值,減少了全合并次數(shù)提高了垃圾回收的效率,進(jìn)而提高了讀寫性能。（4）在FlashSim... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

更新后循環(huán)隊列狀態(tài)

嵌入式閃存存儲管理系統(tǒng)設(shè)計第四章 閃存存儲管理系統(tǒng)軟件仿真4.1 Flashsim 仿真平臺搭建Flashsim 是一款開源的 NAND Flash 仿真平臺，它由 C++語言編寫，是一款事件驅(qū)動且模塊化的模擬器，內(nèi)置了多種 FTL 策略，能夠提供響應(yīng)時間、功耗等多種統(tǒng)計信息[48]。為了能真實模擬各種硬件環(huán)境，F(xiàn)lashsim 用 C++語言將各個硬件模塊封裝成相應(yīng)的類，F(xiàn)TL 對各個硬件的訪問就是對相應(yīng)類的訪問。主要模擬的硬件層包括：SSD、RAM、Controller、Bus、Channel、Package、Die、Plane、Block 和 Page。Flashsim 模擬硬件結(jié)構(gòu)如圖 4-1 所示：

碩士學(xué)位論文NAND Flash 上的讀寫效果。為了保證 Flashsim 能夠正確使用 trace 文件，trace文件中必須包括以下數(shù)據(jù)：請求時間、設(shè)備號、請求扇區(qū)號、請求長度、讀寫類型。Flashsim 運行在 32 位 linux 環(huán)境下，需要使用 gcc-2.9.5 進(jìn)行編譯。為了保證操作系統(tǒng)對 gcc 編譯軟件的支持，本實驗選擇 Ubuntu10.04 作為操作系統(tǒng)，并利用 Disksim3.0 軟件搭建 Flashsim 仿真平臺。在 Ubuntu10.04 系統(tǒng)下除了要安裝 gcc-2.9.5 以外，還需要安裝 bison 和 flex組件對相關(guān)命令進(jìn)行支持。環(huán)境搭建好后，在 DiskSim3.0 源碼上安裝 FlashSim補丁后既可編譯運行。安裝成功如圖 4-2 所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于FPGA的NAND閃存控制器的設(shè)計與驗證[J]. 王柯,姜一揚,張黃鵬,姜丹丹.  計算機應(yīng)用. 2018(S2)
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博士論文
[1]面向嵌入式應(yīng)用的閃存存儲管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)研究[D]. 張琦.南京大學(xué) 2016

碩士論文
[1]NAND Flash存儲管理的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張小萌.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于GSM的嵌入式物流監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張陽.江南大學(xué) 2008



本文編號：3596339