基于NANDFlash的FAT文件系统的实现

一种基于NAND FLASH的FAT文件系统的研究与实现张小进;罗海波【期刊名称】《海南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(030)004【摘要】Based on the structure and characteristics of NAND FLASH, in our study, the implementation of FAT based on NAND FLASH was discussed, and wear leveling and bad block management mechanism were used to prolong stability and lifetime of FLASH memory. The results indicated that it is reliable, and the wear leveling and bad block management implemented is convenient and effective.%在研究NAND FLASH结构及特性的基础上,对NAND FLASH之上的FAT文件系统的实现进行了探讨,并运用了磨损均衡算法及坏块管理机制以延长FLASH的稳定性和使用寿命.实验结果表明,该系统具有较强的可靠性,所采用的磨损均衡算法及坏块管理机制简便有效.【总页数】4页(P334-337)【作者】张小进;罗海波【作者单位】闽江学院计算机科学系,福建福州350108;闽江学院计算机科学系,福建福州350108【正文语种】中文【中图分类】TP316【相关文献】1.基于NAND Flash的FAT文件系统的实现 [J], 杨瑞霞2.一种基于FAT文件系统的NAND Flash坏块处理方法 [J], 罗晓;刘昊3.一种基于NAND Flash的多通道存储系统编址方式研究与实现 [J], 赵倩;唐磊4.一种新型NAND Flash坏块管理算法的研究与实现 [J], 乔立岩;张鹏;魏德宝;王世元5.基于Au1200的NAND Flash启动技术研究与实现 [J], 阎峰;鄢萍;胡新元;易润忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

加快ＷｉｎｄｏｗｓＣＥ下ＦＡＴ文件系统加载速度的方法及实现作者：柳吉林张哲来源：《现代电子技术》2008年第22期摘要：针对Windows CE应用于大容量NAND FLASH时文件系统加载速度慢的问题，分析NAND FLASH驱动程序的结构和FAT文件系统的加载过程，提出以块为单位存储部分文件系统信息的创新优化方案。

在Xscale PXA270的平台上测试表明，经优化后文件系统加载速度大约可以提高50%。

此方案对类似的嵌入式系统研究也有借鉴作用。

关键词：嵌入式系统；FAT文件系统；加载速度；NAND FLASH中图分类号：TP311文献标识码：B文章编号：1004-373X(2008)22-074-04Analysis and Implementation of Accelerating the Loading Process forFAT File System in Windows CELIU Jilin,ZHANG Zhe(National ASIC System Engineering Center,Southeast University,Nanjing,210096,China)Abstract：Aiming at the problem of low loading velocity of file system in Windows CE when applying for high capacity NAND FLASH,this paper analyzes the structure of driver for NAND FLASH and the loading process of FAT file system,and proposes a solution for accelerating the loading process which saving information of file system for per block instead of per page.According to experimental results from platform based Xscale PXA270,the loading velocity can be increased by about 50% after applying proposed solution.It may be a reference to some similar embedded systems.Keywords：embedded system;FAT file system;loading velocity;NAND FLASHNAND FLASH具有体积小、功耗低、速度快、容量大及抗震动等优异特性，已经广泛应用于便携式产品中。

Nand Flash k9f2808u0c建立tffs文件系统问题小结Searcher caiyang一．环境介绍目的：在nand flash k9f2808u0c上建立tffs文件系统硬件环境：44B0, bank0 接2M nor flash，bank1接16M nand flash k9f2808U0c二．进展程度1. bootRom编译无误，通过在启动到cmdLoop中加入’Z’调用tffsDevFormat()函数，实现tffs的格式化。

2. bootRom编译无误，通过在启动到cmdLoop中加入’Y’调用sysTffsFormat()函数，实现tffs的代参格式化。

3. bootRom编译无误，通过在启动到cmdLoop中加入’X’调用usrTffsConfig()函数，实现tffs的挂接。

4. 通过验证，单独的读,写,擦除函数均可正确执行，而在进行tffs文件系统的建立，综合调用这几个函数时，出现错误。

调用顺序xxIdentify()->xxErase()->xxRead()->xxWrite()。

三．问题小结1. 调试输出信息不一致问题问题描述：通过加载vxWorks调试tffs文件系统与通过bootrom调试输出信息不一致，详细描述如下：1）通过网络加载包含tffs信息的vxWorks启动加载后,在shell中调用tffsDevFormat输出相应的格式化信息2）烧写bootrom.hex到flash中启动后，回车输入'Z'(在bootconfig.c，调用了tffsDevFormat())后，出现相应的打印信息问题：二者输出的信息(调用tffsDevFormat()后的打印信息)不一致：其中bootrom.hex和vxWorks是在同一个工程中编译生成的。

2. nandMap()函数的调用关系问题问题描述：在调用tffsDevFormat()函数进行格式化擦除过程中，调用eraseBlock 操作顺利完成后进入nandMap() 函数。

在NAND FLASH上建立TFFS文件系统小结by minuetfrom EDW经过一个星期的摸索，终于在NAND FLASH上建立了TFFS文件系统，今天拿出来和大家分享一下！相信大家对NAND FLASH的特点和与NOR FLASH的区别都有所了解，有关这方面的文章坛子里有，我就不在赘述了。

下面我以三星的K9F6408U0C为例（它是8M x 8 Bit NAND Flash Memory），详细说明建立过程。

环境：tornado2.0 for arm一、硬件连接主要是CLE和ALE的连接，可以用I/O口控制，也可以直接与地址线相连。

我选择后者，因为这种方*既方便，访问速度也比I/O口控制快。

我是让CLE接在A20上，ALE接在A21上。

还要注意/WP(写保护）这个脚，使其上拉。

我在工作过程中曾忽略了对它的控制（浮空），导致写保护有效，擦写都无效。

希望大家不要犯同样的错误。

/CE这个脚我是接在CPU的BANK1片选上，即界于0x1000000~0x1ffffff的16M地址都是指向此flash设备，当然我们只要选择一个地址表示即可，简单起见选0x1000000。

R//B接在CPU的一个输入I/O上，通过读此I/O判断设备是忙还是准备好。

有的片子要求在片子忙状态时，/CE要是低电平，所以建议R//B与/CE连接在一起。

综上所述，可以如此定义：#define WRITE_COMMAND(val) (*(volatile char *)0x1100000 = (char)(val)) /* CLE = A20 */#define WRITE_ADDRESS(val) (*(volatile char *)0x1200000 = (char)(val)) /* ALE = A21 */#define WRITE_DATA(val) (*(volatile char *)0x1000000 = (char)(val)) /* CE = 0 CLE = 0 ALE = 0 */#define READ_DATA(val) ((char)(val) = *(volatile char *)0x1000000) /* CE = 0 CLE = 0 ALE = 0 */#define READ_REG(val) ((int)(val) = *(volatile int *)0x60061C) /* PI3寄存器地址*/上班时间到了，先写到这。

paper @ (投稿专用)　2006年第11期Microcontrollers &Embedded Systems 27　F A T文件系统在N A N D F l a s h存储器上的改进设计※■北京交通大学　阎航　摘　要嵌入式系统的大量数据都存储在其Flash 芯片上。

根据Flash 器件的固有特性,构建一个适合管理NAND Flash 存储器的FA T 文件系统,并阐述具体的设计思想。

该系统改进了FA T 表和FR T 表的存储方式,延长了存储器的使用寿命,提高了稳定性。

　关键词NAND Flash 存储器　FA T16文件系统　FA T 表　FRT 表 NAND Flash 存储器是一种数据正确性非理想的器件,容易出现位反转现象,同时在使用中可能会有坏损单元。

数据写入必须在空白的区块或者擦除后的区块中进行,其底层技术要求以块为单位进行擦除(将“0xff ”写入到要擦除的存储块中),再按页写入。

Flash 存储器的擦除次数是有限的,一般是1000000次。

当某块执行过度的擦除操作后,这一块的存储空间将会变为“只读”状态,不能再写入数据。

根据以上特点,为了避免某些块的过度操作,而导致存储卡使用寿命降低,设计专门针对Flash 存储器的文件系统是必要的[1]。

1　NAND Flash 存储器的特点NAND Flash 存储器的读取操作与普通SRAM 存储器类似,可以随机读取,读出的速度也很快。

芯片生产厂商规定存储空间的第1块必须是有效块,装载了出厂标识、系统配置等信息;而其他块可能在使用前就是坏块,需要在初次使用时进行坏块检测并标记,禁止数据写入。

由于存储器每一块的内部结构都是相互独立的,坏块并不影响系统的操作[2]。

在设计NAND Flash 文件系统前,首先要了解其内部结构。

目前市面上的NAND Flash 芯片单片容量已高达1G B ,存储器容量最高达4G B (由4片1G B 的芯片封装而成)。

随着嵌入式系统在消费电子，数据采集和工业控制等领域得到越来越广泛的应用。

各个领域都对嵌入式系统提出了更高的要求。

作为嵌入式系统中最重要的组成部分，存储系统呈现出了较快的发展速度。

ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ作为一种安全、快速的存储体，具有体积小、容量大、成本低、以及更多的擦除次数等一系列优点，已成为嵌入式系统中数据和程序最主要的载体。

由于ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ在结构和操作方式上与硬盘、Ｅ２ＲＯＭ等其他存储介质有较大区别，使用ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ时必须根据其自身特性，对文件系统进行特殊设计，以保证系统的性能达到最优。

同时由于工艺和使用环境的问题，ＮＡＮＤＦｌａｓｈ存储器中不可避免的会出现坏块，因此必须提出有效的坏块处理方法，以解决坏块问题，实现存储系统的高可靠性。

１ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ特点１．１区块结构ＮＡＮＤＦｌａｓｈ存储器内部分为若干个存储单元块（ｂｌｏｃｋ），每个存储单元块又分为若干个页（ｐａｇｅ），存储单元块是最小的擦除单位，页是写入数据的最小单位。

１．２先擦后写由于ＦＬＡＳＨ的写操作只能将数据位从１写成０，不能从０写成１，所以在对存储器进行写入之前必须先执行擦操作，将预写入的数据位初始化为１。

擦操作的最小单位是一个区块，而不是单个字节。

１．３操作指令ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ的操作不能像ＲＡＭ那样，直接对目标地址进行总线操作。

比如执行一次写操作，它必须完成一段时序才能将数据写入到ＦＬＡＳＨ中。

１．４坏块ＮＡＮＤＦＬＡＳＨ的坏块是随机分布的，可能在出厂时就存在坏块，也可能在使用过程中，导致某些区块的损坏。

区块一旦损坏，将无法进行修复。

如果对已损坏的区块进行操作，可能会带来不可预测的错误。

２ＮＡＮＤＦｌａｓｈ文件系统的设计将整个文件系统分为两个层次，第一层，直接和物理硬件接触，管理Ｆｌａｓｈ物理存储器，第二层，在基层之上，实现文件管理，如实现ＦＡＴ。

２．１第一层２．１．１物理地址到逻辑地址的映射为了在ＮＡＮＤＦｌａｓｈ物理地址和ＦＡＴ操作的逻辑地址之间建立一个好的映射关系，须对ＮＡＮＤＦｌａｓｈ的存储空间在逻辑上进行了重新定义。

FAT文件系统在NAND Flash存储器上的改进设计
阎航
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】嵌入式系统的大量数据都存储在其Flash芯片上.根据Flash器件的固有特性,构建一个适合管理NAND Flash存储器的FAT文件系统,并阐述具体的设计思想.该系统改进了FAT表和FRT表的存储方式,延长了存储器的使用寿命,提高了稳定性.
【总页数】3页(P27-29)
【作者】阎航
【作者单位】北京交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.FAT文件系统在NAND FLASH上的改进 [J], 牛炳麟
2.一种适用于NAND型Flash存储器译码故障检测的改进对角线算法 [J], 刘远飞;李鹏程;刘海涛
3.嵌入式系统大容量NAND Flash存储器分区管理设计 [J], 李远哲;贺海文;万丽;李妍;赵峰
4.FAT文件系统在NAND FLASH上的磨损均衡研究 [J], 谢琦;胡俊;王磊
5.提高FAT文件系统在NAND存储器上可靠性的研究 [J], 姚堃;张俊涛
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在Nand Flash上构建FAT文件系统摘要：本文介绍了Nand Flash存储器的结构，介绍了Fat文件系统的结构，介绍了Nand Flash 基础上实现Fat文件系统的初步构想，分析了工作中的难点。

是对之前阅读FA T文件系统资料工作的总结。

目录1Nand Flash的结构 (3)1.1Nand Flash一般结构 (3)1.2Nand Flash数据完整性 (4)1.3建立在Flash上的文件系统的要求 (4)2FA T文件系统 (5)2.1FA T文件系统简介 (5)2.2FA T文件系统的组成 (5)2.2.1引导扇区 (5)2.2.2保留扇区 (7)2.2.3FA T表和数据的存储原则 (7)3Nand Flash上的文件系统 (13)4工作分析 (14)5参考文献： (15)1Nand Flash的结构1.1Nand Flash一般结构Flash是一种非易失性的存储器，允许用户进行电擦除和电写入。

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。

NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，应用程序可直接在flash闪存内运行,传输效率很高，很低的写入和擦除速度。

NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。

应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。

K9F2808U0C是Sunsang公司的一块16MB 的Nand Flash芯片，其结构图如图1.1所示，Flash按照结构分为，区（Partion），块（Block），扇区（Sector）。

该Flash芯片的列地址被分为3种，A区（0－255byte），B区（256－511byte），C区（512－527byte）图1.1 K9F2808U0C结构图Flash设备的编程只允许从1写到0，而不能将某位数据从0写到1，只能通过擦除的方式将一整块的数据写为1，如图1.2所示。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。