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1、第7卷第2期软件导刊Vol.7No.22008年2月SoftwareGuideFeb.2008YAFFS平衡磨损的分析与改进冉全,吕赟(武汉工程大学,湖北武汉430205)摘要:YAFFS(YetAnotherFlashFileSystem)是专门为NANDFlash设计的文件系统,它适应NANDFlash的特点,但在平衡磨损问题上存在不足。分析了YAFFS的存储结构,并提出了针对其平衡磨损的不足的改进方法。关键词:YAFFS;NAND;存储结构;平衡磨损中图分类号:TP393.0文献标识码:A文章编号:1672-7800(2008)02-0005-02式分为在NANDFlash上的存储形式和
2、在内存中的组织形式两0前言种。在储存设备Flash上使用数据结构是为了管理在储存设备上所储存的数据及其属性(如UserID、GroupID及存取权限等),随着嵌入式技术在各种电子产品中的广泛应用,嵌入式系而在内存中的组织形式用来管理从储存装置所读的文件及数统中的数据存储和管理已经成为一个重要的研究课题。闪速存据或是逻辑地址对应到储存装置物理地址的记录等。储器具有速度快、容量大、成本低等优点,因此在嵌入式系统中YAFFS对文件系统上的所有内容(比如正常文件,目录,链接,被广泛用做外存储器件。设备文件等)都统一当作文件来处理,每个文件都有一个页面由于NANDFlash作为大容量的存储介质被广泛使用
3、,基专门存放文件头,文件头保存了文件的模式、所有者id、组id、长于NAND闪存的文件系统YAFFS(YetAnotherFlashFileSys-度、文件名、ParentObjectID等信息。因为需要在一页内放下这tem)也逐渐被应用到嵌入式系统中。YAFFS是专门为NAND闪些内容,所以对文件名的长度、符号链接对象的路径名等长度存设计的嵌入式文件系统,适用于大容量的存储设备,它源代都有限制。NANDFlash的一个页包含两部分即存储部分码公开,可以免费获得。YAFFS在整个系统中的位置如图1所(512byte)和空余部分(16byte)。示。需要说明的是,NANDFlash中的一个页和前
4、文所说的一个数据块是两个概念,NANDFlash的页是物理的存储格式,是NANDFlash中一个页的512Byte部分,而数据块是组成yaffs_Ob-ject的逻辑块,一个yaffs_Object包含一个或多个数据块,在YAFFS中将一个chunk设置为512Byte,和一个页中的存储空间图1YAFFS在系统中的位置相同。一个数据块可以是两种以下结构中的一种:yaffs_Ob-YAFFS是日志结构的文件系统,提供了错误检测和纠正。jectHeader(yaffs_Object数据结构的头部)或者文件数据。YAFFS按层次结构设计,分为文件系统管理层接口、YAFFS内由于对于NANDFLASH
5、上每一页数据,都有额外的空间用部实现层和NAND接口层,这样就简化了其与系统的接口设来存储附加信息,通常NAND驱动只使用了这些空间的一部计,可以方便地集成到系统中去。目前有YAFFS和YAFFS2两个分,而YAFFS能够利用这部分空间中剩余的部分来存储文件系版本,它们的主要区别在于YAFFS适应于页为512B+16B的统相关的内容。NANDFlash,而YAFFS2适用于页为2048B+64B的大容量的NANDFLASH芯片。2YAFFS的平衡磨损1YAFFS的存储结构文件系统运行时,会使Flash中的块不断地被擦除,根据NANDFlash的特性,每个块的擦除次数是有限的,大约10万次。YA
6、FFS文件系统的数据组织存储在Flash上,运行时读入内然而在擦除操作挑选脏块(Block)或者使用垃圾收集(Garbage存,将处理后的数据写回Flash中,所以YAFFS中数据的存储形Collection)时挑选最脏块时,可能会造成部份的块(Block)常常作者简介:冉全(1967-),男,湖北武汉人,武汉工程大学副教授、硕士生导师,研究方向为嵌入式应用;吕赟(1982-),男,湖北武汉人,武汉工程大学硕士研究生,研究方向为嵌入式应用。·6·软件导刊2008年被挑选,而其它块(Block)则很少被挑选,那么这部分经常被擦件,并在PC上对模拟文件监视,以达到测试的目的。代码定义除的块可能在使
7、用过程中由于过度的使用变成坏块,这样就形了各种NAND器件的类型,以适应不同的器件。模拟器件时,也成磨损的不“平衡”。用这些信息生成相应的模拟文件。为了延长Flash的使用寿命,避免上述情况的发生,一些针指明要模拟的NAND器件的大小(FILE_SIZE_IN_MEG)和对Flash的文件系统采取了“平衡磨损”(Wear-Leveling)的机制。结构(BLOCKS_PER_MEG,BLOCK_S
