基于NAND FLASH的嵌入式文件系统的研究

发布时间：2021-04-10 14:20

　　随着计算机技术的发展和应用,嵌入式系统的使用越来越普遍。NAND FLASH是一种闪存,因具备诸多实用性特点而被广泛用于嵌入式系统。嵌入式系统往往需要采用文件系统来对NAND FLASH进行管理,当前流行的文件系统大多针对性强,不具备良好的兼容性,而主流的桌面操作系统几乎都提供对FAT文件系统的支持。本文设计并实现了一个针对NAND闪存应用的嵌入式文件系统WLFAT, WLFAT以FAT为基础,具备和标准FAT文件系统同样的兼容性,同时依据NAND FLASH的硬件特性,增加了闪存转换层来实施对底层存储介质的管理,实现了诸如地址转换、读写机制、坏块管理、掉电保护、差错校验、性能管理等功能。具体有：（1）介绍了FLASH存储器的相关原理、硬件特性、分类和特点,并对两大主流闪存进行了比较分析；介绍了文件系统的基础知识、功能和主要操作,分析了嵌入式文件系统的组成和系统要求,以及当下主流的嵌入式文件系统。（2）详细描述了FAT文件系统的基本原理,然后进行总体设计,并依从初始化模块、系统功能模块和目录／文件模块的划分对实现细节进行了阐述。（3）研究了管理NAND闪存遇到的问题,引出闪存转换层概念... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

典型的NANDFLASH架构

其主体结构往往分为2层，如图3.1所示。文件管理层:这一层相当于磁盘存储器上的文件系统，以文件形式组织和管理底层存储体上的数据，本质上是定义相关的数据结构，实现文件操作函数。文件管理层向上响应上层应用程序的读写请求，为用户服务;向下控制底层块设备，接受来自FTL提供的硬件控制服务并通过它实现对底层存储体的控制。闪存转换层:这一层的主要任务是管理实际存储空间，一方面为上层请求的文件操作进行空间的分配和回收，这包含逻辑地址对物理地址的转换。另一方面适时地实施垃圾回收，保证空间使用效率;实施磨损均衡，尽可能延长存储设备的使用寿命;另外，还需要对坏块进行管理、考虑掉电等异常，维护系统的稳定和数据的安全。这些都是由闪存的物理特性决定的。闪存转换层是对闪存直接执行管理的层面，对上提供服务接口，对下操作实际的物理介质，文件管理层只需要使用该层提供的读写函数，而不需要关心硬件相关的细节，对闪存的访问就像对于普通磁盘一样。由于NAND闪存在结构、操作等方面和通用文件系统管理的硬盘等存储介质有很大差别，所以使用NAN.D闪存必须考虑其硬件特性，有?

每簇字节数:4096，簇总量:488，509。簇是文件分配的最小单元，即任何文件总是占用整数个簇，一个簇最多只能属于一个文件，即使文件大小只有一个字节，它也占用一个簇。也正因为如此，簇的大小直接影响存储空间的有效利用率，簇越小，则浪费的空间越少，但簇的总量也越多，对簇的查找也越耗时。表4.1FAT32分区和簇的大小关系分区空间大小簇内扇区数簇空间大小

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]基于NAND Flash的嵌入式文件系统的设计与实现[D]. 王健.北京交通大学 2008
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本文编号：3129793