基于Nand+Flash存儲管理在DSP系統(tǒng)中的實現(xiàn)

3．3磨損均衡與無效塊回收

如圖2所示，當系統(tǒng)上電后，如不存在壞塊管理表則應首先應建立相應的壞塊管理表，參照壞塊表根據(jù)每一塊的第517字節(jié)建立各個鏈表Free_List，Valid_List，Invalid_List， Reserved_List，初始化并按擦除次數(shù)非遞減序排列各鏈表。當無效塊因擦除成為新的空閑塊時，根據(jù)塊擦除次數(shù)插入到空閑鏈表中相應位置，當需要寫入數(shù)據(jù)到新的空閑塊時則取用空閑鏈表的鏈首所指空閑塊，寫入數(shù)據(jù)有效后則標識該塊為有效塊，否則標識為無效塊，通過 這樣的管理方式保證每次都是使用空閑鏈表中擦除次數(shù)最小的塊，從而使磨損達到均衡。

圖2 Flash存儲管理流程示意圖

對于靜態(tài)數(shù)據(jù)塊（指的是Flash中存儲的不經(jīng)常被修改的數(shù)據(jù)）[3]，在本文中采用的處 理方法是當空閑塊中的最大擦除次數(shù)與有效塊中的最小擦除次數(shù)之差大于某一設(shè)定閥值（該閥值不能過小，否則數(shù)據(jù)搬遷將過于頻繁），則遷移該有效塊中數(shù)據(jù)至空閑鏈表中擦除次數(shù) 最大的塊中，從而避免因某些數(shù)據(jù)塊被靜態(tài)數(shù)據(jù)長時間占用而使得其它數(shù)據(jù)塊的磨損加劇，進而可使得整個Flash的磨損趨于平衡。

對于無效塊的擦除回收本文的設(shè)計是在有足夠空閑塊的情況下一般是在系統(tǒng)空閑或上 電時進行，這樣能節(jié)約更多寶貴的系統(tǒng)資源以進行更重要的工作，當在系統(tǒng)運行過程中，如果空閑塊塊數(shù)與無效塊塊數(shù)的比值超出一個閥值（本系統(tǒng)取50），則啟動程序回收所有無效 塊。這個閥值應取得適中，如太大則使得回收過于頻繁，太少的話一方面使空閑空間過少，另一方面一旦啟動回收程序，因要回收塊數(shù)過多，從而使采集數(shù)據(jù)的實時輸入受到影響，本 系統(tǒng)中取空閑塊與無效塊的比值作為閥值，好處是只要空閑塊塊數(shù)足夠，無效塊回收基本在系統(tǒng)初始化是進行，即使在采集過程中回收占用的時間也是十分微小，這樣的設(shè)計對實時性要求極高的嵌入式系統(tǒng)是很有好處的。

3.4 Flash存儲管理的程序?qū)崿F(xiàn)

對于Nand Flash在DSP嵌入式系統(tǒng)中的使用，其接口方式與讀寫方法與在其他單片機中的方法都是一樣的，參考[1]中提供的流程圖就可以完成，其難點在于如何管理，在其管理中，對鏈表數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作是最重要的，下面將給出本文系統(tǒng)中用DSP TMS320F28x如何實現(xiàn)Nand Flash存儲管理的鏈表操作的關(guān)鍵程序代碼，結(jié)合具體的要求只需要進行簡單的修改即可滿足在新系統(tǒng)中的應用。

在DSP系統(tǒng)工程中的CMD文件中，對于段的定義一定要為.systemmem分配一定的可用RAM空間[ 4 ]，這個大小跟系統(tǒng)后面malloc函數(shù)要分配的動態(tài)內(nèi)存空間有關(guān)，以便在產(chǎn)生一個新的結(jié)點時申請一個結(jié)點類型大小的空間，在結(jié)點銷毀時可對空間進行釋放，定義系統(tǒng)中鏈表結(jié)點的類型為：

通過這樣的定義就可以得到四個帶頭結(jié)點的鏈表，頭結(jié)點的數(shù)庫域中是沒有信息的，每 一個鏈表的頭結(jié)點都指向該鏈表的首元素，如不存在則指向NULL，程序中必須初始化指針， 否則會造成致命的系統(tǒng)錯誤。下面給出鏈表的初始化程序，結(jié)點生成及銷毀程序，其他的函數(shù)就不一一列舉，只給出其相應函數(shù)名及功能介紹。

4 結(jié)論

本文創(chuàng)新點在于:從Nand Flash的特性出發(fā)，深入討論了基于磨損均衡算法的Flash存儲 管理在DSP系統(tǒng)中采用鏈表結(jié)構(gòu)的程序?qū)崿F(xiàn)，改進了無效塊的回收方式及動靜態(tài)數(shù)據(jù)塊的磨損平衡。經(jīng)實踐證明,有效延長了Flash的使用壽命，進一步提高了其存儲效率和數(shù)據(jù)安全性， 從而更有利于在嵌入式系統(tǒng)中的應用。