嵌入式系統Flash存儲管理策略研究

3) Block_Erase_Counter( 32bit ) : 該字段用來(lái)動(dòng)態(tài)記錄每個(gè)分塊的擦除次數, 從而方便應用程序對Flash 分塊的使用次數進(jìn)行均衡。

4) Next_Off set ( 16bit ) : 該字段為將來(lái)擴展之用, 用來(lái)將64K 的分塊空間進(jìn)一步細化, 使得將來(lái)1 個(gè)64K 空間內可以存儲不同類(lèi)型的數據。

4 NOR Flash 分塊狀態(tài)切換與使用均衡

在Flash 的使用過(guò)程中, 必然存在著(zhù)多次的數據更新, 當前嵌入式系統中數據更新的一般做法是先將新數據寫(xiě)入Flash, 然后將舊的數據置為無(wú)效狀態(tài)[ 6] 。如果每次數據更新都馬上將原先數據擦除,則將造成Flash 的擦除次數急劇增加。隨著(zhù)數據更新次數的增多, 也就導致Flash 存儲系統中的可用資源不斷減少, 因此在某個(gè)時(shí)刻就必須對系統中的垃圾資源進(jìn)行回收。通過(guò)巧妙設置Flash 分塊的狀態(tài),并在資源回收過(guò)程中對源、目標兩個(gè)分塊進(jìn)行適當的狀態(tài)切換, 可以確保在資源回收過(guò)程中不會(huì )因掉電原因而產(chǎn)生數據的丟失。令回收源分塊為A, 新目標分塊為B, 資源回收流程如圖2 所示。

圖2 資源回收流程圖

對于每次系統上電后, 應用程序將讀取每個(gè)Flash 數據分塊的頭部信息, 在內存中建立相應的分塊信息表, 同時(shí)根據頭部信息和空閑地址搜索算法去初始化每種數據類(lèi)型的起始地址與空閑區域首地址, 同時(shí)必須對異常狀態(tài)進(jìn)行檢測恢復。其中對每個(gè)分塊的初始化主要是根據分塊頭部的狀態(tài)信息進(jìn)行判斷, 檢測是否之前有掉電過(guò), 然后做出相應處理, 主要有以下幾種可能:

1) 狀態(tài)為BF _NOT _INIT, 則將其初始化為BF_FREE 狀態(tài)。

2) 狀態(tài)為BF_FREE 或BF_INUSE, 則在內存中建立分塊信息, 無(wú)需其它操作。

3) 狀態(tài)為BF _ COPYIN G _ DAT A 或BF _ERASING, 則將其擦除后置為BF_FREE 狀態(tài)。

4) 分塊A 狀態(tài)為BF_SRC_DATA, 如果有另一個(gè)分塊B 為BF_COPY _FINISHED, 則根據流程圖繼續完成資源回收操作。如果有另一個(gè)分塊B 為BF_COPYING_DAT A, 則擦除B 后置為BF_FREE 狀態(tài), 然后對A 重新進(jìn)行資源回收操作。
5) 狀態(tài)為BF_INVA LID, 則該塊為壞塊, 不在內存中建立分塊信息。為了均衡每一個(gè)分塊的使用次數, 延長(cháng)整塊Flash 的使用壽命, 在每次進(jìn)行分塊擦除之后, 必須先將之前記錄下來(lái)的Block_Erase_Counter 加1, 然后組成新的頭部信息重新寫(xiě)回分塊頭部, 從而達到動(dòng)態(tài)記錄每個(gè)分塊擦除次數的功能。在進(jìn)行空閑分塊申請的時(shí)候, 必須遍歷所有狀態(tài)為BF_FREE 分塊, 選取Block_Erase_Counter 數值最小的作為新分塊分配, 從而使得每個(gè)分塊的使用次數趨于一致。