Nand＋Flash存儲管理在DSP系統(tǒng)中的實現(xiàn)
NandFlash作為一種安全、快速的存儲體，因其具有體積小、容量大、成本低、掉電數 據不丟失等一系列優(yōu)點，已逐步取代其它半導體存儲元件，成為嵌入式系統(tǒng)中數據存儲的主 要載體。盡管Nand Flash的每個單元塊相互獨立，且每塊一般可擦除次數高達10～100萬次， 但是隨著擦寫次數增加，會有一些單元塊逐漸變得不穩(wěn)定或失效從而形成永久性壞塊。因此， 要避免頻繁地對同一塊進行操作，盡量達到擦寫次數均衡；同時，由于擦除操作耗時較多， 會對系統(tǒng)的實時性造成影響。為此，本文介紹了一種基于磨損均衡思想的Nand Flash存儲管 理方式，并深入討論了該方式在Ti公司的DSPTMS320F28x中的程序實現(xiàn)。
1 器件介紹
本文中采用的Nand Flash芯片K9F6408U0C是一塊擁有8M(8,388,608)×8bit存儲空間及 256K(262，144)×8bit輔用存儲空間的存儲芯片，電源電壓為1.8V－3.3V。芯片內部按塊和 頁的方式來組織的，如圖1所示，共分成1024個塊,每塊包含16個頁,每頁內有528個字節(jié)。 F28x系列DSP是美國TI公司最新推出的C2000平臺上的定點DSP芯片。
圖1 K9F6408UOC內部結構示意圖
F28x系列芯片具有 低成本、低功耗和高效能等特點，特別適用于有大量數據處理的測控場合。
2 Flash的特點及存儲管理的作用
由K9F6408U0C的基本結構可以知道，它的基本單位有塊、頁、字節(jié)等。 Nand Flash 芯片具有如下特點：
Flash寫：通過寫命令將每個字節(jié)存儲單元中的1變?yōu)?；寫操作不能把0變?yōu)?。
Flash擦除：擦除命令是Flash中存儲單元0變?yōu)?的唯一途徑，一旦對某一塊中的某一位 寫0，要再改變成1，則必須執(zhí)行擦除命令。
通常，對于容量較小的Flash塊的操作過程是：先把整個塊的數據讀到RAM中，在RAM中 修改數據內容，再擦除整個塊，最后寫入修改后的數據。顯然，這樣頻繁復雜的讀-擦除- 寫操作，對于Flash的使用壽命以及系統(tǒng)性能是很不利的，而且微處理器中通常RAM大小有限。 因此在硬件條件苛刻的嵌入式系統(tǒng)中就迫切需要一種合理的存儲管理方式以便有效地均衡 Flash各個存儲塊的擦寫次數，提高Flash的使用壽命，從而提高數據存儲的安全性。
3 存儲管理系統(tǒng)的設計
3.1建立壞塊管理表
Nand Flash由于生產工藝的問題，不可避免的會存在一些壞塊，這些壞塊在芯片出廠前 都已被標識好。根據Nand Flash數據手冊中的介紹，在每一塊的第一頁與第二頁的Spare area 的第六個字節(jié)（也就是該頁的第517字節(jié)）即是出廠時的壞塊標識位，如果某塊的該兩頁的 第517字節(jié)內容不同時為0xFF，則代表該塊為廠家標識壞塊。這種壞塊的檢測必須在對芯 片進行擦除前進行，因為廠家壞塊有可能也能夠被進行擦除操作，如使用這種塊將對數據安 全留下一定的隱患。
