基于嵌入式Linux的UBIFS損耗均衡的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于NAND flash的物理特性,NAND flash面臨垃圾收集、損耗均衡和壞塊處理三大挑戰(zhàn)。因此,NAND flash需要采用不同的存儲策略來解決這些問題,而使用專門的flash文件系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用中使用最廣泛的一種存儲策略,它支持日志結(jié)構(gòu),并提供掉電保護(hù),崩潰恢復(fù)機(jī)制和垃圾收集機(jī)制等。
　　 由于嵌入式系統(tǒng)中存儲的數(shù)據(jù)以靜態(tài)數(shù)據(jù)為主,對于頻繁更新的數(shù)據(jù)一般集中在設(shè)備的某一區(qū)域,這些動態(tài)數(shù)據(jù)將使得flash設(shè)備上的擦除

2、次數(shù)分布不均勻,包含動態(tài)數(shù)據(jù)的擦除塊將比包含靜態(tài)數(shù)據(jù)的擦除塊具有較多被擦除的機(jī)會,從而導(dǎo)致flash設(shè)備因?yàn)榧斜徊翆懙膮^(qū)域的損耗殆盡而結(jié)束壽命,而包含靜態(tài)數(shù)據(jù)的區(qū)域卻還沒有得到充分使用。這樣將給系統(tǒng)和使用者造成損失,對于嵌入式低成本、低投入的特征也是不允許的?？紤]損耗均衡并擁有一個(gè)全局范圍的損耗均衡機(jī)制是解決NAND flash使用壽命問題的一個(gè)重要方式,而UBIFS作為一種新型的NAND flash文件系統(tǒng)擁有這樣的一種損耗均衡機(jī)制

3、,并且完全對用戶透明。因此,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種針對嵌入式系統(tǒng)中的靜態(tài)數(shù)據(jù)特征的UBIFS損耗均衡優(yōu)化算法,具有現(xiàn)實(shí)意義與實(shí)用價(jià)值。
　　 本文首先分析NAND flash的物理特性及其面臨的挑戰(zhàn),研究不同的損耗均衡方法和當(dāng)前幾種主流的損耗均衡算法,進(jìn)而深入剖析UBIFS架構(gòu)與其損耗均衡機(jī)制,為UBIFS損耗均衡優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)提供參考與借鑒。隨后深入研究UBIFS文件系統(tǒng)的源代碼和其損耗均衡機(jī)制的具體實(shí)現(xiàn),詳細(xì)分析了UBIFS中的樹型