基于磨損均衡思想的Nand Flash存儲(chǔ)管理在TMS320F28x中的實(shí)現(xiàn)

　　3．3磨損均衡與無(wú)效塊回收

　　如圖2所示，當(dāng)系統(tǒng)上電后，如不存在壞塊管理表則應(yīng)首先應(yīng)建立相應(yīng)的壞塊管理表， 參照壞塊表根據(jù)每一塊的第517字節(jié)建立各個(gè)鏈表Free_List，Valid_List，Invalid_List， Reserved_List，初始化并按擦除次數(shù)非遞減序排列各鏈表。當(dāng)無(wú)效塊因擦除成為新的空閑塊時(shí)，根據(jù)塊擦除次數(shù)插入到空閑鏈表中相應(yīng)位置，當(dāng)需要寫入數(shù)據(jù)到新的空閑塊時(shí)則取用空 閑鏈表的鏈?zhǔn)姿缚臻e塊，寫入數(shù)據(jù)有效后則標(biāo)識(shí)該塊為有效塊，否則標(biāo)識(shí)為無(wú)效塊，通過(guò) 這樣的管理方式保證每次都是使用空閑鏈表中擦除次數(shù)最小的塊，從而使磨損達(dá)到均衡。

圖2 Flash存儲(chǔ)管理流程示意圖

　　對(duì)于靜態(tài)數(shù)據(jù)塊（指的是Flash中存儲(chǔ)的不經(jīng)常被修改的數(shù)據(jù)）[3]，在本文中采用的處 理方法是當(dāng)空閑塊中的最大擦除次數(shù)與有效塊中的最小擦除次數(shù)之差大于某一設(shè)定閥值（該 閥值不能過(guò)小，否則數(shù)據(jù)搬遷將過(guò)于頻繁），則遷移該有效塊中數(shù)據(jù)至空閑鏈表中擦除次數(shù) 最大的塊中，從而避免因某些數(shù)據(jù)塊被靜態(tài)數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間占用而使得其它數(shù)據(jù)塊的磨損加劇， 進(jìn)而可使得整個(gè)Flash的磨損趨于平衡。

　　對(duì)于無(wú)效塊的擦除回收本文的設(shè)計(jì)是在有足夠空閑塊的情況下一般是在系統(tǒng)空閑或上 電時(shí)進(jìn)行，這樣能節(jié)約更多寶貴的系統(tǒng)資源以進(jìn)行更重要的工作，當(dāng)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果空閑塊塊數(shù)與無(wú)效塊塊數(shù)的比值超出一個(gè)閥值（本系統(tǒng)取50），則啟動(dòng)程序回收所有無(wú)效 塊。這個(gè)閥值應(yīng)取得適中，如太大則使得回收過(guò)于頻繁，太少的話一方面使空閑空間過(guò)少， 另一方面一旦啟動(dòng)回收程序，因要回收塊數(shù)過(guò)多，從而使采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)輸入受到影響，本 系統(tǒng)中取空閑塊與無(wú)效塊的比值作為閥值，好處是只要空閑塊塊數(shù)足夠，無(wú)效塊回收基本在系統(tǒng)初始化是進(jìn)行，即使在采集過(guò)程中回收占用的時(shí)間也是十分微小，這樣的設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高的嵌入式系統(tǒng)是很有好處的。

　　3.4 Flash存儲(chǔ)管理的程序實(shí)現(xiàn)

　　對(duì)于Nand Flash在DSP嵌入式系統(tǒng)中的使用，其接口方式與讀寫方法與在其他單片機(jī)中的方法都是一樣的，參考[1]中提供的流程圖就可以完成，其難點(diǎn)在于如何管理，在其管理中，對(duì)鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作是最重要的，下面將給出本文系統(tǒng)中用DSP TMS320F28x如何實(shí)現(xiàn)Nand Flash存儲(chǔ)管理的鏈表操作的關(guān)鍵程序代碼，結(jié)合具體的要求只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的修改即可滿足在新系統(tǒng)中的應(yīng)用。

　　在DSP系統(tǒng)工程中的CMD文件中，對(duì)于段的定義一定要為.systemmem分配一定的可用RAM空間[ 4 ]，這個(gè)大小跟系統(tǒng)后面malloc函數(shù)要分配的動(dòng)態(tài)內(nèi)存空間有關(guān)，以便在產(chǎn)生一個(gè)新的結(jié)點(diǎn)時(shí)申請(qǐng)一個(gè)結(jié)點(diǎn)類型大小的空間，在結(jié)點(diǎn)銷毀時(shí)可對(duì)空間進(jìn)行釋放，定義系統(tǒng)中鏈表結(jié)點(diǎn)的類型為：

　　通過(guò)這樣的定義就可以得到四個(gè)帶頭結(jié)點(diǎn)的鏈表，頭結(jié)點(diǎn)的數(shù)庫(kù)域中是沒有信息的，每 一個(gè)鏈表的頭結(jié)點(diǎn)都指向該鏈表的首元素，如不存在則指向NULL，程序中必須初始化指針， 否則會(huì)造成致命的系統(tǒng)錯(cuò)誤。下面給出鏈表的初始化程序，結(jié)點(diǎn)生成及銷毀程序，其他的函 數(shù)就不一一列舉，只給出其相應(yīng)函數(shù)名及功能介紹。

　　4 結(jié)論

　　本文創(chuàng)新點(diǎn)在于:從Nand Flash的特性出發(fā)，深入討論了基于磨損均衡算法的Flash存儲(chǔ) 管理在DSP系統(tǒng)中采用鏈表結(jié)構(gòu)的程序實(shí)現(xiàn)，改進(jìn)了無(wú)效塊的回收方式及動(dòng)靜態(tài)數(shù)據(jù)塊的磨 損平衡。經(jīng)實(shí)踐證明,有效延長(zhǎng)了Flash的使用壽命，進(jìn)一步提高了其存儲(chǔ)效率和數(shù)據(jù)安全性， 從而更有利于在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。