NAND Flash管理算法的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
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2 Flash管理算法
2．1 邏輯物理地址映射
由于flash具有上述特點(diǎn)，因此，如果不采用邏輯物理地址映射，將會(huì)存在兩個(gè)問題：其一是Flash中難免會(huì)有壞塊，因而某些地址空間將是不可用的；其二，Flash讀寫的基本單位是頁，擦除的基本單位是塊，故在同一個(gè)頁的兩次寫之間，就必須要進(jìn)行一次擦除操作，而擦除會(huì)擦除掉整個(gè)塊，這樣，為了避免其他頁的數(shù)據(jù)丟失，就得先把這些頁中的數(shù)據(jù)暫存到其他地方備份起來，之后再和新數(shù)據(jù)一起重新寫回到該塊中，因此，整個(gè)過程會(huì)比較復(fù)雜，而且會(huì)造成速度降低。這樣，一般都需要對flash加入邏輯物理地址映射管理算法，該算法的邏輯地址和物理地址的對應(yīng)關(guān)系是變動(dòng)的。
2．2 兩級地址映射
為了減少更新數(shù)據(jù)時(shí)原有數(shù)據(jù)的搬移，提高寫操作的速度，本文提出了采用兩級地址映射的機(jī)制，也就是在塊級別邏輯物理地址映射的基礎(chǔ)上引入頁級別上的邏輯物理地址映射。一個(gè)邏輯塊對應(yīng)一個(gè)或兩個(gè)物理塊(稱為母塊和子塊)，邏輯塊中的邏輯頁對應(yīng)一或兩個(gè)物理塊中的某個(gè)面。圖2所示是其地址解析示意圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/162698.htm
在讀寫時(shí)，首先應(yīng)將邏輯地址分為邏輯塊地址和邏輯頁地址，再根據(jù)塊映射表將邏輯塊地址映射到物理塊地址，然后讀取母塊和子塊中的sDare區(qū)，并據(jù)此建立頁映射表，再根據(jù)邏輯頁地址映射到物理頁地址，從而完成從邏輯地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。其數(shù)據(jù)更新示意圖如圖3所示。
當(dāng)需要更新數(shù)據(jù)時(shí)，寫入的策略可分為兩種情況。首先，當(dāng)子塊仍然有空閑頁時(shí)，可直接將數(shù)據(jù)寫到子塊中的下一個(gè)空閑頁中，并在spare區(qū)中記錄該塊對應(yīng)的子塊、該物理塊對應(yīng)的邏輯塊以及該物理頁對應(yīng)的邏輯頁，這樣，當(dāng)重新上電時(shí)，就可以建立邏輯物理映射關(guān)系。其次，當(dāng)母塊和子塊都寫滿時(shí)，需要從空塊池中取出一個(gè)新的子塊。如果允許一個(gè)邏輯塊對應(yīng)三個(gè)或更多的物理塊，一方面管理起來比較復(fù)雜，另外也會(huì)造成空物理塊緊缺，因此，可以考慮將母塊或者子塊釋放掉，這樣，母塊或者子塊中原有的有效數(shù)據(jù)就需要搬移到新子塊中并將該母塊或子塊擦除再釋放到空塊池。出于速度的考慮，選擇母塊和子塊有效頁數(shù)較少的塊進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移并釋放。
實(shí)踐證明，這樣操作對寫文件速度有明顯提高，特別是寫小文件時(shí)，其速度提升可達(dá)9．2倍。
2．3 SPARE區(qū)和ECC校驗(yàn)
Flash中每個(gè)頁里的每個(gè)字節(jié)都是沒有任何差別的，物理上并沒有data區(qū)和spare區(qū)的區(qū)別，具體怎樣劃分data區(qū)和spare區(qū)，可由用戶自己決定。本設(shè)計(jì)采用的劃分辦法如圖4所示，這樣，每個(gè)扇區(qū)和一個(gè)spare區(qū)相連，故可方便連續(xù)讀出，并進(jìn)行校驗(yàn)糾錯(cuò)。
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