NANDFlash壞塊管理算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、自當(dāng)今社會(huì)進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時(shí)代以來(lái)，對(duì)大容量存儲(chǔ)技術(shù)提出了巨大需求。NAND Flash特別是一個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)2位數(shù)據(jù)的MLC NAND Flash，由于其具有功耗小、大容量、體積小、隨機(jī)讀寫性能好、高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)得到了極大應(yīng)用。但因?yàn)镹AND Flash塊擦除、頁(yè)讀寫操作邏輯造成的和當(dāng)前文件系統(tǒng)不匹配、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤率高和有壞塊的問(wèn)題，使得當(dāng)前對(duì)扇區(qū)自由訪存的磁盤管理方法不再適用，就需要采用專門的NAND Flash管理算法實(shí)施管理。

2、
　　壞塊管理問(wèn)題就是必須要解決的內(nèi)容之一。本文在廣泛研究了NAND Flash常用壞塊管理方法（Bad Block Management，BBM）的基礎(chǔ)上，提出了一種新型壞塊管理方案。該方案在塊替換策略上使用壞塊保留區(qū)替換策略；在壞塊信息存儲(chǔ)方式上使用了壞塊位標(biāo)記表和塊保留映射表相結(jié)合的方式；在管理流程上應(yīng)用了靜態(tài)壞塊和動(dòng)態(tài)壞塊分開(kāi)管理的方式。在硬件適應(yīng)層，用靜態(tài)壞塊管理模塊實(shí)現(xiàn)靜態(tài)壞塊的管理，設(shè)計(jì)了靜態(tài)壞塊管理總體框架，包括壞

3、塊管理初始化、壞塊管理信息表、壞塊管理控制器、滯后回寫等模塊，用FPGA邏輯時(shí)序的方式保證了在實(shí)現(xiàn)完整壞塊管理功能的同時(shí)，與上層地址映射層（Flash Translation Layer，F(xiàn)TL）算法透明適配；在FTL層，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了頁(yè)粒度管理策略（Page Granularity Management Strategy，PGMS）對(duì)動(dòng)態(tài)壞塊進(jìn)行管理，將原有粗粒度的壞塊管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)粒度頁(yè)的管理模式，充分考慮塊內(nèi)頁(yè)抵抗錯(cuò)誤率增長(zhǎng)存在的

4、巨大差異，以充分挖掘塊內(nèi)所有頁(yè)的壽命潛能。
　　本文在自行研制的基于Zynq的NAND Flash軟硬件協(xié)同驗(yàn)證平臺(tái)上對(duì)本文所研究的壞塊管理算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。其中在Zynq的PL部分（Programmable Logic，PL）實(shí)現(xiàn)了硬件適應(yīng)層的靜態(tài)壞塊管理模塊，經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明該模塊具有實(shí)現(xiàn)可靠、管理效率高、容量損耗?。? KB壞塊信息表能夠管理16G容量）的優(yōu)點(diǎn)。在Zynq的PS部分（Processing System，PS）實(shí)現(xiàn)了嵌