基于PCIE接口混合存储系统的设计与实现

发布时间：2021-11-01 05:47

　　FLASH存储介质的出现已有20多年的历史,随着设计和的工艺改进,以FLASH为存储介质的存储器得到了广泛的应用。近几年,FLASH存储器已经从传统的嵌入式领域扩大到了PC、服务器领域。相变存储器（PCRAM）是一种新型非易失性存储器技术,近年来随着材料科学的发展及制作工艺的进步,PCRAM取得了重大突破。PCRAM作为一种新型非易失性存储器,其多种性能指标优于FLASH存储器。考虑现有的技术条件,结合FLASH成熟的应用技术和PCRAM的优点,设计了一种新型的混合存储器。针对这种混合存储器的特点,参考一些比较成熟的文件系统,设计并实现了一种新的文件系统。该文件系统将元数据、用户数据修改后的更新数据与用户数据相分离,并将元数据、更新数据存储在PCRAM,用户数据存储在FLASH上。对于FLASH中的每个数据块,在PCRAM中都有一定容量空间与之对应。FLASH中的数据被修改后写入与之对应的PCRAM中。超级块用于对文件系统的基本描述,索引位图和数据页位图是一些联系的位,它们用于描述某一索引节点和数据页是否被使用。在新的文件系统中,索引节点域包含了描述和管理每个文件的索引节点。而数据块信... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

JFFS2头节点结构

图 2.6 混合存储器物理与结构视图基于应用程序运行时操作和日志域的管理策略，一方面 PCRAM 态的分配给 FLASH 中的每个擦除单元用于存储其更新数据。另 中的另一部分空间被分配用于存储文件系统的元数据[26]。图中的对地址的解码和管理日志域中的元数据。对数据的访问操作如下对于读操作，访问数据的地址被发送到数据域(NAND FLASH)和)，如果在日志域中有待访问的数据页，这些数据页就连同在数据载到数据缓冲区用于创建最新的数据。对于写操作，更新数据只会被发到日志域中，这有以下三种情况如果日志域中没有待写回数据的日志页(首次更新)，则分配新的日回的数据，然后，把更新数据写回到这些日志页中。如果日志域中之前已经为待写回数据分配了一些日志页(多次更新

3 文件系统的设计与实现本章主要描述混合存储系统中文件系统的设计与实现，主要内容由四部分组成，第一部分简要介绍传统文件系统架构及改进的混合存储系统中的文件系统架构，第二部分描述文件系统元数据的管理，第三部分是文件系统的数据结构。第四部分介绍改进的 FTL 地址映射算法。3.1 文件系统设计概述3.1.1 存储系统软件架构传统的基于 NAND FLASH 的存储系统在软件方面主要有两部分组成，一部分是文件系统，另一部分是 FLASH 转换层（FTL），如图 3.1 所示。


本文编号：3469619