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闪存存储器,以低价格、微体积、耐冲击、低功耗、数据非易失等优点,在嵌入式便携海量存储领域得到了广泛的应用。但多级闪存(Multi-Level Cell NAND flash)操作速度慢、擦除次数有限、写入前必须擦除等缺点,是多级闪存存储系统设计实现必须考虑的问题。
本文采用SEP0718微处理器和K9G8G08U0M-PCB0存储芯片硬件平台,以实现可快速读取、快速启动、可可靠操作多级闪存、闪存寿命的有效延长为目的,在Windows CE6.0操作系统的基础上设计实现了对多级闪存的支持、并实现了高性能的闪存底层驱动程序。
本文的主要研究工作和成果有:
1.分析了Windows CE操作系统目前的闪存存储系统,特别是闪存驱动实现方案、扇区的映射机制及磨损均衡的实现机制,明确的给出了研究的意义,并提出了该文的研究方向。
2.介绍了把直接内存访问(DMA)机制应用到闪存驱动程序实现读、写,解放了CPU以提高整个系统的效率。分析并实现了双片编程,大幅提高读、写、擦除的速度。
3.本文设计了一种可使多级闪存可靠、高效运行的闪存抽象层MFAL(MLC NAND Flash Abstract Layer)。主要引入了版本号的概念,提出了信息区信息集中存放策略来改进扇区的映射机制,提高了系统启动速度,解决了MLC信息区不可重复写入的问题;引用区分冷热数据的方法,实现了损耗均衡机制,提高了闪存的使用寿命。
4.本文对所有的设计进行了系统的评估测试,使用CETK对读写速度进行了测试;对扫描速度使用了插入打印信息进行对比分析:通过搭建的闪存模拟器平台,对损耗均衡进行了性能评估。