延長Flash存儲器使用壽命的研究
在NANDFlash使用過程中可能會出現(xiàn)這樣的問題:產(chǎn)生壞塊或壞頁、由此引發(fā)的數(shù)據(jù)丟失、對一些扇區(qū)或塊的過分磨損導致NANDFlash壽命縮短等。為了能更好地使用NAND Flash,在其損壞時使損失最小化,需要一種方法,使用相同的地址可以屏蔽掉壞了的塊,而指針指向好塊。即使第一塊壞了,還可以使用O地址去操作一個好塊。
3 Flash存儲器的讀取方法
K9F11208UOM型Flash芯片內(nèi)部與外部引腳關系如圖2所示。對于每一個塊的訪問,都需要一個固定的物理地址,基于這個固定的物理地址來操作Flash存儲器,在對塊進行操作的時候,一個塊地址對應一個塊,如果這個塊壞了,那么這個地址的存在就沒有意義了。就像ARM芯片在引導的時候,需要復制Flash的前4 KB的數(shù)據(jù),這樣需要固定塊的數(shù)據(jù)。如果這個塊壞了,系統(tǒng)將無法引導。
下面通過地址重映射的方法,即在Flash固件里面加入一個地址重映射的區(qū)域來解決這一問題。
4 基于地址重映射的讀取方法
在實現(xiàn)地址重映射的時候,可以從塊邏輯地址O開始,查看相對應的物理塊。如果損壞,將地址從最后一個開始向前指,而相應的邏輯塊被標示為壞塊。例如圖3,物理塊0損壞,邏輯塊地址0指向物理塊4095的地址,而邏輯塊地址4095被標示為壞塊??梢钥闯觯词箟K0摜壞,仍然可以通過邏輯地址O進行操作,其內(nèi)部的變化,并不會影響外部的使用。唯一不同的是,F(xiàn)lash的整體空間變小了。不過即使這樣,也不會像以前那樣,第一塊壞了,就去換一個Flash。
5 性能分析
很明顯,在數(shù)據(jù)讀取的時候增加了一步地址重映射的計算。這樣使整體性能會略微下降。下面分析一下加入地址重映射之后的性能影響(這里僅僅分析數(shù)據(jù)的讀取性能,因為對Flash操作最多的是數(shù)據(jù)的讀取,用戶使用時也是讀取最多)。
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