非排序塊映像文件系統(tǒng)(UBIFS)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來越多地在控制類、消費(fèi)類、通訊類等電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用。Flash具有低成本、容量大、非易失、抗震蕩等優(yōu)點(diǎn)，在目前的嵌入式系統(tǒng)中被廣泛用作外存儲(chǔ)器件。隨著Flash技術(shù)的成熟與容量的增加，如何高效的管理基于Flash存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)系統(tǒng)并延長Flash存儲(chǔ)器預(yù)期壽命的問題正成為制約Flash存儲(chǔ)器發(fā)展和應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。UBIFS提供了靈活高效的損耗均衡機(jī)制，在UBIFS機(jī)制下研究高性能的Flash存儲(chǔ)器損耗

2、均衡算法，對于延長Flash存儲(chǔ)器的預(yù)期壽命，具有重要意義。
　　 通過分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的Flash文件系統(tǒng)主要存在物理擦除塊擦除次數(shù)的均衡程度不夠理想；在實(shí)現(xiàn)損耗均衡的過程中，部分算法增加了較多的擦除操作等方面的不足。針對這些不足，本文研究的主要目的是提出一種基于UBIFS的綜合考慮Flash可用空間和系統(tǒng)I/O負(fù)載的自調(diào)節(jié)損耗均衡算法來提高Flash文件系統(tǒng)損耗均衡性能和I/O性能。
　　 本文首先介紹課題研究的背景與

3、意義，國內(nèi)外損耗均衡算法的研究現(xiàn)狀和本文的主要工作。其次，分析了Flash的相關(guān)理論，包括Flash存儲(chǔ)器的相關(guān)技術(shù)以及Flash設(shè)備的硬件特性，并對多種Flash文件系統(tǒng)進(jìn)行了分析。此外，還分析了結(jié)構(gòu)化日志文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)方法以及其優(yōu)點(diǎn)和不足，并以JFFS2為例分析結(jié)構(gòu)化日志Flash文件系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，包括損耗均衡算法、垃圾回收算法以及文件數(shù)據(jù)屬性對損耗均衡和垃圾回收算法設(shè)計(jì)的影響，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對JFFS2加載時(shí)間和損耗均