基于nand闪存的嵌入式文件系统研究与实现

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1、浙江大学计算机科学与技术学院硕士学位论文基于NAND闪存的嵌入式文件系统研究与实现姓名：李海霞申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：卜佳俊;杨智20080501浙江文学硕士学位论文摘要NAND闪速存储器，凭借速度快、容量大、价格低等很多优点，越来越成为嵌入式移动存储平台的酋选存储介质。嗣前基于NAND闪存的文件系统有豫类：集中索引的文件系统和专门针对NAND闪存丽设计的文件系统。集中索引的文件系统是通过将NAND闪存模拟成可随意读写的块设备对闪存进行管理，这类文件系统大多是传统豹文件系统，比如FAT32

2、和Ext2。而专门针对NAND闪存自身的特点设计的文件系统，到目前为止只有YAFFS系列。随着NAND闪存存储容量的增大和擦除块擦除次数的相对减少，YAFFS表现浅了两点不足：①热载黠闻随着存储容量麓增大两增大；(墓)YAFFS对静态数据没有很好的实现损耗均衡，不能延长NAND闪存的使用寿命。针对这两点，论文提出了快速加载的NAND文件系统FMNFS(Fast-MotmtingNANDFile-System)。为了热快文件系统的熬载，FMNFS不再采耀索号l蒂点和数据节点混合存储，而是借鉴集中索引的思想，将两者分

3、开存放。在文件系统加载时，根据擦除块中酣加区数据的设计最多只需扫描索弓l节点所在的擦除块，而不需要扫描所有的擦除块，从两大大减少了文俘系统的加载时闻。在FMNFS中，需要实现的损耗均衡包括两个方面。①热数据的损耗均衡。由于对索引的访褥频率遥常远远大于普通数据，所以索引节点所在的擦除块更容易损坏。②冷数据的损耗均衡。对于大的只读文件，它们通鬻只是被读，缀少被修改，所以它们所在的擦除块较非静态数据所在的擦除块更不容易损坏。针对这两点FMNFS分剃对其进行了设计与实现，并在最后通过实验进行了验证。论文中FMNFS的实现

4、对减少文件系统的加载时间、延长NAND闲存的使用寿命有一定的意义。关键词：嵌入式文件系统，YAFFS，NAND闪存，FMNFS，加载时间，损耗均衡浙江欠学硕士学位论文AbstractWiththeprevalenceofembeddedsystem,Flashmemorystoragewhichhashighcapacityandlowellergyconsumptionhasbecometheprimaryextomedstorageforemb醚dedsystems，Inrecentyears，thereis

5、an函粼吨consumptionofNANDFlash．WiththeincreasingdemandofNANDFlash,rese国．rchonmanagementofmediaisbecomingahot-spotinemb甜dedfield．Generallyspeaking，there锄潜twokindsofmethodsappliedtomanagementofNANDFlash。Oneistouseatraditionalblockfile-systemtomanagetheflash,suchas

6、FAT32orExt2，becametheNANDFlashcanbesimulatedasatraditionalR／Wblockdevice．Theotheroneistomanageitviaaspecializedfile-system,suchasYAFFS．YAFFSistheonlyfile-systemdesignedespecificallyforNANDt!ash,whichisunderanyoperatingsystem．YAFFSisthusdesignedtoworkwithinthe

7、constraintsof,andexploitthefeaturesof,NANDflashtomaximiseperformance。AlthoughYAFFSalreadyperformswell,thereisstillalotof100mforimprovement．At黔鼹t，YAFFShastWOdisadvantages：toolongmountingtimeandinsufficientconsiderationforwear-leveling．AccountingtothesetwOaspec

8、ts，thispaperproposesanewfilesystemnamedFMNFS(Fast-MountingNANDFile-system)．Inordertoshortenthemountingtime,FMNFSchangesthemanagementofthedatanodes．FMNFSstorestheindices-informationanddata