面向NAND Flash的DAM-FTL算法的设计与实现

发布时间：2020-09-19 20:02

　　 NAND Flash发展迅猛,尤其在存储固态硬盘方面表现强势。随着材料和工艺的提升,NAND Flash的容量逐渐增加,本文着眼大容量NAND Flash,并针对NAND Flash的操作特性和闪存转换层(FTL)算法做了深入研究。通过分析当前应用的FTL算法以及YAFFS2文件系统,本文提出DAM-FTL算法,并对其中的坏块管理、地址映射和垃圾回收模块进行了详细介绍。本文提出的DAM-FTL坏块管理算法,针对NAND Flash中坏块的产生的不同原因,设计静态坏块表和动态坏块表,将坏块区放在地址映射表的最后,通过指针完成坏块的映射。DAM-FTL坏块管理算法有效延长了NAND Flash使用寿命。本文通过分析YAFFS2文件系统,结合文件大小和分布特征,提出DAM-FTL地址映射算法,算法引入映射段概念有效减少地址映射表占用RAM空间,提升写操作效率。本文针对当前垃圾回收算法的不足,提出DAM-FTL垃圾回收算法,根据回收次数的不同选择不同的垃圾回收策略。同时,还改进了垃圾回收算法中待回收目标块的选取方式。此外,由于缺乏错误检测机制,使得目前现有的算法验证平台检验结果与真实结果差距较大,本文提出一种FTL算法验证平台,通过模拟NAND Flash的操作特性,增加错误检测机制,模拟真实操作环境,完成FTL算法的验证。实验证明该软件平台与真实闪存设备上运行同种FTL算法实验误差范围在7%以内。FTL算法验证平台的研发,缩短了FTL算法的研发周期,降低了研发成本。最后,通过FlashSim和本文提出的基于NAND Flash的FTL算法验证平台共同完成DAM-FTL算法的仿真工作,实验结果分析表明DAM-FTL算法相比于其他FTL算法提高了写操作效率和垃圾回收效率。
【学位单位】：西安微电子技术研究所
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP333

【参考文献】

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本文编号：2822933