低功耗策略在基于Flash存儲(chǔ)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著消費(fèi)類電子的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)便攜式電子產(chǎn)品的存儲(chǔ)容量要求不斷增長，NAND Flash具有體積小、速度快及抗震動(dòng)等優(yōu)異特性，使其成為便攜式產(chǎn)品首選的存儲(chǔ)介質(zhì)。另一方面，對(duì)于大多數(shù)手持嵌入式設(shè)備來說，容量有限的電池仍然是唯一的能量來源，所以低功耗設(shè)計(jì)是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要課題。因而如何降低基于NAND Flash存儲(chǔ)系統(tǒng)的功耗也成為重要的研究對(duì)象。 本文首先介紹了NAND Flash技術(shù)原理和應(yīng)用特點(diǎn)，隨后說明了系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)和

2、Windows CE下存儲(chǔ)系統(tǒng)管理體系結(jié)構(gòu)，以及NAND Flash驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)。之后重點(diǎn)闡述了當(dāng)前NANO Flash存儲(chǔ)系統(tǒng)低功耗的主要研究方法和策略，并分析和比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。在對(duì)Windows CE中的FAT文件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析之后，得出了FAT文件系統(tǒng)中FAT扇區(qū)、目錄扇區(qū)和數(shù)據(jù)扇區(qū)這三類邏輯扇區(qū)數(shù)據(jù)更新次數(shù)存在巨大差異的結(jié)論，該差異性導(dǎo)致了擦除操作功耗和讀寫操作功耗的增加。為了降低擦除操作的功耗，提出了分類緩沖方案，它通過將

3、更新次數(shù)高的邏輯扇區(qū)存放于緩沖區(qū)，使其每次更新操作都在緩沖區(qū)中進(jìn)行，減少了垃圾塊的產(chǎn)生和擦除垃圾塊的次數(shù)，降低擦除垃圾塊的功耗；為了降低讀寫操作的功耗，提出了分類存儲(chǔ)方案，它通過以塊為單位集中存儲(chǔ)同類型邏輯扇區(qū)數(shù)據(jù)，降低垃圾塊中有效數(shù)據(jù)的比率，減少了讀寫有效數(shù)據(jù)的次數(shù)，降低讀寫有效數(shù)據(jù)的功耗。本論文選擇了Intel XScale PXA255開發(fā)板為硬件平臺(tái)，微軟WinCE4．2操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，在此系統(tǒng)平臺(tái)上設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了分類緩沖方案