延长Flash存储器使用寿命的研究
在NANDFlash使用过程中可能会出现这样的问题:产生坏块或坏页、由此引发的数据丢失、对一些扇区或块的过分磨损导致NANDFlash寿命缩短等。为了能更好地使用NAND Flash,在其损坏时使损失最小化,需要一种方法,使用相同的地址可以屏蔽掉坏了的块,而指针指向好块。即使第一块坏了,还可以使用O地址去操作一个好块。
3 Flash存储器的读取方法
K9F11208UOM型Flash芯片内部与外部引脚关系如图2所示。对于每一个块的访问,都需要一个固定的物理地址,基于这个固定的物理地址来操作Flash存储器,在对块进行操作的时候,一个块地址对应一个块,如果这个块坏了,那么这个地址的存在就没有意义了。就像ARM芯片在引导的时候,需要复制Flash的前4 KB的数据,这样需要固定块的数据。如果这个块坏了,系统将无法引导。
下面通过地址重映射的方法,即在Flash固件里面加入一个地址重映射的区域来解决这一问题。
4 基于地址重映射的读取方法
在实现地址重映射的时候,可以从块逻辑地址O开始,查看相对应的物理块。如果损坏,将地址从最后一个开始向前指,而相应的逻辑块被标示为坏块。例如图3,物理块0损坏,逻辑块地址0指向物理块4095的地址,而逻辑块地址4095被标示为坏块。可以看出,即使块0掼坏,仍然可以通过逻辑地址O进行操作,其内部的变化,并不会影响外部的使用。唯一不同的是,Flash的整体空间变小了。不过即使这样,也不会像以前那样,第一块坏了,就去换一个Flash。
5 性能分析
很明显,在数据读取的时候增加了一步地址重映射的计算。这样使整体性能会略微下降。下面分析一下加入地址重映射之后的性能影响(这里仅仅分析数据的读取性能,因为对Flash操作最多的是数据的读取,用户使用时也是读取最多)。
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