嵌入式Flash文件系统的研究.pdfVIP

科技信息 o IT技术论坛o SCIENCE＆TECHNOLOGY INFORMATION 2008年 第1期 嵌入式Flash文件系统的研究 邓 芬 (永州职业技术学院 湖南 永州 425100) 【摘 要】Flash存储器是近十年来应用广泛的一种半导体存储器。本文介绍了嵌入式系统下Flash存储器的结构和特点以及实现Flash文 件系统的要求．这是建立专门的Flash文件系统的基础。并根据其特点，详细描述了现有2种主流的Flash文件系统的原理：JFFS2与YAFFS，并 重点讨论了它们的区别以及对JFFS2提出了改进的方法。 【关键词】Flash文件系统；JFFS2；YAFFS 新世纪嵌入式系统市场发展迅速，主要表现在通信、消费电子产 将为我们实现一个闪存上的文件系统提供很好的启示。 品和多媒体应用。在这些嵌入式计算机系统中，存储设备的性能是决 闪存文件系统中闪存管理大致包含3个功能模块，分别是：块分 定整体系统性能的核心环节之一。由于嵌入式设备一般具有体积小， 配模块、垃圾收集模块、耗损平衡模块。块分配模块负责维持空闲快． 可移动的特点，相对于体积大、抗震性能差的硬盘等传统存储介质， 并由它决定下一个要被使用的空闲块；垃圾收集模块用来回收块中无 Flash存储器具有容量大、速度快、成本低、抗机械震动等很多优点，因 效的节点以重新获得存储空间：耗损平衡模块负责使擦除操作在整个 此Flash存储器是嵌入式系统的存储设备的一个十分理想的选择。 闪存上较均衡的分布，使闪存的寿命得以提高。 由于物理特性的不同，传统的文件系统已经不再适用了，而基于 1．1垃圾收集模块 JFFS2文件系统中有三个主要的块队列：空 Flash的文件系统也不同于普通磁盘上的文件系统。嵌入式设备的另 闲块队列、干净块队列、脏块队列。 一 个重要的特点就是电源供给的不稳定性。不可预知的断电随时可能 ①干净块队列(clean_list)：扇区中的文件都是有效的；②脏块队 发生。对于传统的文件系统，忽然的断电会带来文件系统的不一致性， 列(dirty_ list)：扇区中至少有一个文件被标识为DI砌 ；③空闲块队 导致整个文件系统的破坏。因此，开发一种专门针对嵌入式闪存存储 列(free_list )：扇区是空闲扇区； 设备的防断电的文件系统有着十分重要的意义。 JFFS2中专有内核线程jffs2_garbage_collect_thread来负责进行垃 一 、 FLASH存储器的特点 圾收集操作。该线程在系统加载时创建．thread_should_wake0函数通 目前嵌入式系统上用到的两种主要闪存技术为NAND与NOR． 过比较，判断进行垃圾收集的条件是否满足。如果当前文件系统中的 NAND Flash的特点在于它能提供极高的单元密度，可以进行高密度 可 用空间 大小低于 触发 系统进行 垃圾 收集操作 的 阀值 JFFS2一RESERVED BLOCKS 存储，并且写入和擦除的速度非常快。而一般使用NOR技术的F1ash — _ GCTRIGGER，则进行垃圾收集操作，否 存储器，既可以存储数据，又可以存放直接执行的代码。由于NAND 则，该线程让出CPU资源进入睡眠状态。系统每当进行数据写入操 作，在申请内存空间时都会调用jffs2_garbagecollect F1ash存储密度高，相同单位容量的NAND Flash比NOR F1ash要便 _ _ trigger0函数检 宜很多。下面将以NOR型Flash为例进行介绍。 查垃圾收集条件是否满足 ．若满足垃圾收集条件，则唤醒 Flash存储器的读操作与普通的SRAM存储器类似．可以实现完 jffs2_garbage_collect_thread线 程 键 人