PCI Express接口固態(tài)硬盤管理算法的研究.pdf

1、固態(tài)硬盤不同于傳統(tǒng)的機械式硬盤，它具有存儲速度快，防震性能好，體積相對較小，發(fā)熱量低等優(yōu)點。固態(tài)硬盤正逐漸取代傳統(tǒng)機械式硬盤，越來越多地被用于平板電腦，以及各種數(shù)碼產(chǎn)品。目前市場上SATA（全稱為Serial Advanced Technology Attachment）接口的固態(tài)硬盤，其接口速度已經(jīng)達到了極限，而隨著信息技術(shù)的發(fā)展，各種信息量越來越大，使用SATA接口的固態(tài)硬盤存儲這些大量數(shù)據(jù)，已不能滿足人們的要求，因此提高固態(tài)硬盤的

2、讀寫速度是十分必要的。主流固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)為NAND Flash，其擦除單位為塊而寫入單位為頁，具有先擦除才能被寫入，且擦除次數(shù)有限制的特點。因此當擦除次數(shù)不均衡時，就會影響固態(tài)硬盤的使用壽命，目前市場上解決固態(tài)硬盤使用壽命的算法并不是十分理想。
　　因此，為了提高固態(tài)硬盤的讀寫速度，延長其使用壽命，本文提出了以下方法：
　?。?）采用PCIExpress（全稱為Peripheral Component Interconn

3、ect Express）接口替代SATA接口，以提高固態(tài)硬盤的讀寫速度，PCI Express接口速率高，帶寬可以靈活擴展，是未來固態(tài)硬盤接口發(fā)展的必然趨勢，本文論述了固態(tài)硬盤的PCI Express2.0接口Linux端設(shè)備驅(qū)動的實現(xiàn)。
　?。?）采用多通道并行操作固態(tài)硬盤，通過同時操作多片NAND Flash的讀寫，節(jié)省了每片F(xiàn)lash內(nèi)部讀寫時間，提高了固態(tài)硬盤的讀寫速度。
　?。?）通過基于頁的地址映射算法，將常用頁

4、的映射表保存在內(nèi)存中，其余頁的映射表保存在NAND Flash中，可以靈活快速地通過邏輯地址獲取物理地址，從而提高固態(tài)硬盤的讀寫速度。
　?。?）基于多通道技術(shù)的垃圾回收和損耗均衡算法，通過二叉樹找到最多臟頁的塊來進行擦除，保證了固態(tài)硬盤中各個塊擦除次數(shù)均衡，從而延長了固態(tài)硬盤的使用壽命。
　　本文首先闡述了課題的研究背景和意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀；其次介紹了與本文所要實現(xiàn)的技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)知識，包括固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)NAND F