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对于nandflash坏块的一些处理办法（2）2012年02月16日12:22:15
有时候系统启动发生问题，我们还疑nand有坏快，那我们就对nand来进行读写的操作，我们先在制定的内存地址给nand写入一些数据，然后再读出来。
如果写入和读出的数据一样，那么我们就能确定nand这一片区域是没有坏块的，具体操作如下：
首先启动开发板，按空格键进入uboot状态，输入md命令来显示内存c0008000处的数据，当然这个地址随便你选择，你想测试哪里你就选哪里。
然后我们把数据写入到nandflash，nand write c0008000 80000 500000
这里我解释一下，c0008000是内存的地址，80000是我们要写入的nandflash的地址，500000是我们要写入的数据的长度
然后呢，我们把这c0008000的数据修改一下，用mm命令,我这里把c0008000处的数据修改成了12121212，把c0008004的数据修改成了21212121.然后你若是不想再修改其他的，按一下空格键，再按一下enter键，退出修改。
下面我们看一下修改的结果
然后呢，我们再把nandflash上的内容读回来，nand read c0008000 80000 500000
和刚开始的时候是一样的，OK，那说明nand这里没有问题。
NANDFLASH坏块管理（参考仅供）NANDFLASH坏块管理【Nand Flash中的坏块(Bad Block)】Nand Flash中，一个块中含有1个或多个位是坏的，就称其为坏块。
坏块的稳定性是无法保证的，也就是说，不能保证你写入的数据是对的，或者写入对了，读出来也不一定对的。
而正常的块，肯定是写入读出都是正常的。
坏块有两种：（1）一种是出厂的时候，也就是，你买到的新的，还没用过的Nand Flash，就可以包含了坏块。
此类出厂时就有的坏块，被称作factory (masked)bad block或initial bad/invalid block，在出厂之前，就会做对应的标记，标为坏块。
具体标记的地方是，对于现在常见的页大小为2K的Nand Flash，是块中第一个页的oob起始位置（关于什么是页和oob，下面会有详细解释）的第1个字节（旧的小页面，pagesize是512B甚至256B 的nand flash，坏块标记是第6个字节），如果不是0xFF，就说明是坏块。
相对应的是，所有正常的块，好的块，里面所有数据都是0xFF 的。
（2）第二类叫做在使用过程中产生的，由于使用过程时间长了，在擦块除的时候，出错了，说明此块坏了，也要在程序运行过程中，发现，并且标记成坏块的。
具体标记的位置，和上面一样。
这类块叫做worn-out bad block。
对于坏块的管理，在Linux系统中，叫做坏块管理（BBM，Bad Block Managment），对应的会有一个表去记录好块，坏块的信息，以及坏块是出厂就有的，还是后来使用产生的，这个表叫做坏块表（BBT，Bad Block Table）。
在Linux内核MTD架构下的Nand Flash驱动，和Uboot中Nand Flash驱动中，在加载完驱动之后，如果你没有加入参数主动要求跳过坏块扫描的话，那么都会去主动扫描坏块，建立必要的BBT的，以备后面坏块管理所使用。
NAND Flash的坏块管理设计时间：2010-11-15 10:36:55 来源：电子设计工程作者：周军湖南机电职业技术学院摘要：主要介绍了基于嵌入式Linux的NAND Flash坏块管理设计和实现方案，详细阐述了坏块映射表的建立、维护及其相关算法，同时分析了此坏块算法在Linux内核及Bootloader中的具体应用。
测试结果表明该算法能够处理NANDFlash的相关坏块问题，具有较高的稳定性。
关键词：NAND Flash；嵌入式IAnux；映射表；坏块管理在拥有诸多优点的同时，NAND Flash由于生产工艺的问题，其在出厂时可能存在一定的坏块。
这些固有坏块不能用于存储数据，已被产家标识好。
另外，使用过程中由于读写次数增多，好块也会变得不稳定或失效，成为坏块，这就是出厂后产生的坏块。
NAND Flash在生产及使用过程中都有可能产生坏块，这将使得系统变得不稳定。
应用中一般采用跳块策略来管理坏块，但它不能解决系统运行中产生的坏块情况。
针对此情形，本文提出基于嵌入式Linux系统平台下的一种基于坏块映射的NAND Flash坏块管理的方案，并详细介绍其相关映射算法和整套系统的相关坏块管理流程。
1 坏块管理层次结构Linux下的MTD(Memory Technology Device)是用于管理ROM、Flash等内存设备的一层子系统，它使编写管理内存设备驱动变得更加简单。
MTD子系统将Flash设备或其分区抽象为MTD设备，使底层驱动只需实现MTD设备，而向上层文件系统提供标准的接口，如MTD字符设备、MTD块设备。
如图1所示，本方案设计中，将坏块管理层(BBMlayer)紧靠在驱动层之上MTD层之下，从而使得MTD层对坏块不可见，并使坏块的管理是基于整个芯片而不是某个分区，便于上层文件系统实现损耗平衡。
BBM层基于驱动层提供的读、写、擦除相关操作实现接口read()、write()、erase()、read_oob()、write_oob()、isbad()、mark_bad()。
数据记录器中 NAND Flash 的坏块管理方法磁章节一：引言- 数据记录器中的坏块管理- NAND Flash 的坏块问题- 本文主要内容章节二：NAND Flash 坏块的类型- 设备坏块- 使用坏块章节三：NAND Flash 坏块管理的算法- 算法1：基于引用计数的坏块管理- 算法2：基于磨损平衡的坏块管理- 算法3：动态坏块管理章节四：NAND Flash 坏块管理方法的实现- 测试坏块- 搜索和分配可用块- 擦除操作- 批处理操作- 惯用坏块章节五：总结与展望- 本文工作的贡献和局限性- 对未来NAND Flash 坏块管理的展望在当前信息爆炸的时代，大量的数据掌握在我们的手中。
无论是智能手机、笔记本电脑，还是各种存储设备，如SSD、USB、SD卡等，均采用了NAND Flash 存储芯片。
NAND Flash 作为目前存储领域主流的存储方式，其大容量、高速度、低成本等优点，被广泛应用于个人电脑、自动驾驶汽车、边缘计算、人工智能等领域中。
然而，由于 NAND Flash 存储芯片的某些物理特性，如寿命限制和噪点等，使得 NAND Flash 存在一个重大问题，即坏块问题。
坏块指的是存储单元失效，不能正常写入或读出数据的物理存储块。
当 NAND Flash 中一些块出现坏块，会直接导致数据可用性的降低。
因此，研究 NAND Flash 坏块管理方法是非常必要的。
该领域的研究主要围绕如何合理利用 NAND Flash 的可用资源，并最小化坏块对存储系统的影响。
在数据记录器中，坏块管理更加重要，因为数据记录器需要长时间保存大量的数据，并要求数据的可靠性和完整性。
数据丢失或损坏将不仅影响个人隐私和商业机密，更可能导致损失和法律纠纷等问题。
因此，本篇论文主要研究 NAND Flash 的坏块管理方法，综述现有的算法，阐述其优缺点，并通过实现来验证这些算法的有效性。
本文的创新点在于，提出了动态坏块管理算法，该算法能够在 NAND Flash 中动态监测坏块，并将其标记为惯用坏块，避免其影响到数据的可靠性和完整性。
nand flash坏块管理实例
NAND Flash坏块管理是存储系统中的重要环节，其目的是确保数据的可靠性和存储系统的稳定性。
以下是一个NAND Flash坏块管理的实例：
1. 坏块检测：在NAND Flash的初始化阶段，需要进行坏块检测。
通过执行一系列的读、写和擦除操作，可以检测出哪些块是坏的。
例如，如果某个块在执行擦除操作后无法正常写入数据，则该块会被标记为坏块。
2. 坏块标记：一旦检测到坏块，会在相应的块中写入特定的标记。
这些标记可以通过特定的算法生成，以确保标记的唯一性和可靠性。
3. 坏块处理：一旦检测到坏块，需要采取相应的处理措施。
常见的处理方式包括：
替换：将坏块替换为备用块。
备用块会在初始化阶段预先分配好。
跳过：在写入数据时跳过坏块，继续写入其他块的数据。
映射：将坏块映射到其他可用块，以确保数据的连续性。
4. 数据恢复：如果数据因坏块而丢失，需要进行数据恢复。
数据恢复的方法取决于具体的存储系统。
常见的恢复方法包括：
校验和恢复：通过比较数据的校验和来判断数据是否损坏，并从备用块中恢复数据。
冗余恢复：利用存储系统中的冗余数据来恢复丢失的数据。
5. 监控和维护：为了确保NAND Flash的稳定性和可靠性，需要定期监控和维护存储系统。
例如，定期检查坏块的数目和位置，以及采取相应的处理措施。
以上是一个NAND Flash坏块管理的实例，具体的实现方式可能会因不同的存储系统和应用场景而有所差异。
NAND Flash存储的坏块管理方法舒文丽;吴云峰;赵启义;孙长胜【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2011(034)005【摘要】Aiming at the request of mass data storage about NAND Flash, this paper proposes a management method with bad block based on setting up RAM to store effective block address in FPGA. In the system of mass data storage,next effective block address is determined and stored in built register,according to calling testing effective block address function. When operating NAND Flash, the contents of register are constantly updated and read so that bad blocks can be managed. Tests show that this method can greatly reduce the size of register and save FPGA resources. Through the management of bad blocks, you can make the reliability of data storage greatly improved.%针对NAND Flash海量存储时对数据可靠性的要求,提出了一种基于在FPGA内部建立RAM存储有效块地址的坏块管理方法.在海量数据存储系统中,通过调用检测有效块地址函数确定下一个有效块地址并存入建好的寄存器中,对NANDFlash进行操作时,不断更新和读取寄存器的内容,这样就可以实现坏块的管理.实验证明,本方法可以大大减小所需寄存器的大小并节省了FPGA资源,经过对坏块的管理,可以使数据存储的可靠性有很大的提升.【总页数】4页(P580-583)【作者】舒文丽;吴云峰;赵启义;孙长胜【作者单位】电子科技大学光电信息学院,成都610051;电子科技大学光电信息学院,成都610051;电子科技大学光电信息学院,成都610051;电子科技大学光电信息学院,成都610051【正文语种】中文【中图分类】TN401【相关文献】1.数据记录器中 NAND Flash 的坏块管理方法磁 [J], 邢旺;郁聪冲2.大容量存储中NAND Flash坏块的管理方法 [J], 宁飞3.一种基于NAND Flash固态硬盘的坏块管理方法 [J], 汤瑞4.长寿命星载NAND Flash自适应坏块管理策略 [J], 王文思;林宝军5.基于NAND FLASH的多路并行存储系统中坏块策略的研究 [J], 贾源泉;肖侬;赖明澈;欧洋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
nand flash 坏块管理方法NAND Flash坏块管理方法引言：NAND Flash是一种常见的非易失性存储器，广泛应用于各类电子设备中。
然而，由于使用寿命的限制，NAND Flash芯片在长时间使用过程中会出现坏块。
坏块的产生会对设备的性能和可靠性产生影响，因此，坏块管理成为了NAND Flash设计中的重要一环。
本文将介绍NAND Flash坏块的概念、产生原因以及常见的坏块管理方法。
一、NAND Flash坏块的概念和产生原因1. 坏块的概念NAND Flash芯片由许多个块组成，每个块又由多个页构成。
坏块是指其中的某个块无法正常读取或写入数据的现象。
坏块的产生主要是由于NAND Flash的使用寿命限制，长时间的擦写操作会导致块中的存储单元出现损坏，从而无法正常工作。
2. 坏块的产生原因- 累积擦写次数过多：NAND Flash芯片的每个块都有一定的擦写次数限制，当某个块的擦写次数达到上限时，该块会被标记为坏块。
- 动态擦除次数不均衡：由于NAND Flash芯片中每个块的擦除次数限制是有限的，而实际应用中某些块可能会被频繁擦除，而其他块则较少被擦除。
这种不均衡的擦除次数会导致部分块先达到擦写次数限制而成为坏块。
- 电压和温度变化：NAND Flash芯片的读写操作对电压和温度的要求比较高，如果环境中存在电压和温度的变化，可能导致某些块无法正常读写而成为坏块。
二、NAND Flash坏块管理方法1. 坏块的检测和标记在NAND Flash芯片制造过程中，会进行坏块的检测和标记。
检测坏块通常使用的方法是在芯片生产过程中的测试阶段进行，通过对每个块进行读写测试，发现有问题的块标记为坏块，并记录在芯片的坏块表中。
在芯片出厂后，该坏块表会被存储在芯片内部，供后续的坏块管理使用。
2. 坏块的映射和替换为了保证NAND Flash芯片的可靠性和性能，需要对坏块进行映射和替换。
映射是指将逻辑块地址映射到物理块地址的过程，通过映射表的维护，可以将逻辑块地址与物理块地址进行对应。
由于NAND FLASH擦除时，只能按按块擦除，因此在写扇区时，首先要擦除一个块。
在擦除块前，必须将块内其他数据复制出来，由于一个块比较大（128KB），无法在MCU内开辟如此大的缓冲区。
只好借助该NAND FLASH内的页复制命令，将原来的块暂时复制到一个交换用的交换块中。
但是如果仅用一个块作为交换的话，它就会被频繁擦写，因而寿命会大大降低。
所以在该系统中，保留了10个块用来作为交换区，轮流使用。
另外对扇区的连续写进行了优化，当连续写扇区时，就不必每次重复上面的操作，只有当地址跨块时，才需要重新擦除。
连续写扇区的实现原理如下：当检测到扇区地址跨块时，就把原来的整块数据复制到交换块中，然后将该块内当前所写地址的前面部分页面复制到原来的块中，接着就从交换块中取出当前扇区地址所在页（使用页复制-随机写入命令），再把一个扇区的数据写入，并接着写入其他扇区，当扇区地址跨页时，就把该页写入到原来的块中，直到扇区被写完（当然如果写的过程中跨块了，还需要重复前面的块擦除以及复制过程）。
接着把交换块中剩余的页再复制回原来的块中，这样一个连续写过程就完成了。
因为NAND FLASH在生产和使用过程中，会产生坏块，所以必须增加坏块管理。
在该系统中，保留了50个块用做坏块管理。
当上述的擦、写过程中，如果发现坏块，那么就把该块的地址重新影射到一个保留的块中。
以后每次对该坏块地址操作时，都被重新定位到新的块地址。
使用一个二维数组来保存该影射关系。
二维数组的前半部分为坏块地址，后半部分为重新影射过后的块地址。
每当发现坏块时，就需要重建这张表（主要是增加新的影射并排序，方便地址重新影射的二分查表法），并将其三份一样的写入到专门为此而保留的三个块中。
之所以使用三个备份保存，是考虑到这些数据的重要性，因为一旦这个影射关系被破坏，后果将会是灾难性的。
在保存这个表格时，做了特殊处理，首先标志他们准备擦除，然后才依次擦除并写入数据，这样即使在操作过程中突然断电，也至少有两个块的备份数据是可以用的，在系统开机初始化时，可以将这些数据恢复。
nand flash 的oob 及坏块管理0.NAND的操作管理方式NANDFLASH的管理方式：以三星FLASH为例，一片Nand flash 为一个设备(device)，1 (Device) = xxxx(Blocks)，1 (Block) = xxxx (Pages)，1(Page) =528 (Bytes) = 数据块大小(512Bytes)+ OOB 块大小(16Bytes，除OOB第六字节外，通常至少把OOB的前3个字节存放Nand Flash硬件ECC码)。
关于OOB区，是每个Page都有的。
Page大小是512字节的NAND每页分配16字节的OOB；如果NAND物理上是2K 的Page，则每个Page分配64字节的OOB。
如下图：以HYNIX为例，图中黑体的是实际探测到的NAND，是个2G bit（256M）的NAND。
PgSize是2K字节，PgsPBlk表示每个BLOCK包含64页，那么每个BLOCK占用的字节数是64X2K=128K字节；该NAND包好2048个BLOCK，那么可以算出NAND占用的字节数是2048X128K=256M，与实际相符。
需要注意的是SprSize就是OOB大小，也恰好是2K页所用的64字节。
1.为什么会出现坏块由于NAND Flash的工艺不能保证NAND的MemoryArray在其生命周期中保持性能的可靠，因此，在NAND的生产中及使用过程中会产生坏块。
坏块的特性是：当编程/擦除这个块时，会造成PageProgram和Block Erase操作时的错误，相应地反映到Status Register的相应位。
2.坏块的分类总体上，坏块可以分为两大类：（1）固有坏块：这是生产过程中产生的坏块，一般芯片原厂都会在出厂时都会将每个坏块第一个page的spare area的第6个byte标记为不等于0xff的值。
（2）使用坏块：这是在NAND Flash使用过程中，如果Block Erase或者Page Program错误，就可以简单地将这个块作为坏块来处理，这个时候需要把坏块标记起来。
