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3D NAND FLASH存储器辐射效应研究进展及展望
1
作者 向爽 张国和 +2 位作者 李洋 白豪杰 贺朝会 《微电子学与计算机》 2025年第10期85-100,共16页
相较于传统平面FLASH架构,引入垂直结构的3D NAND FLASH存储器显著提升了存储密度,有效缓解了工艺尺寸持续微缩的物理限制,在航天电子领域展现出广阔应用前景。然而,三维结构也带来了新的空间可靠性问题,使得三维堆叠器件表现出区别于... 相较于传统平面FLASH架构,引入垂直结构的3D NAND FLASH存储器显著提升了存储密度,有效缓解了工艺尺寸持续微缩的物理限制,在航天电子领域展现出广阔应用前景。然而,三维结构也带来了新的空间可靠性问题,使得三维堆叠器件表现出区别于平面器件的辐射响应机制。综述了3D NAND FLASH存储器辐射效应的研究现状,介绍了空间辐射环境下3D NAND FLASH的总剂量效应与单粒子效应(重离子、质子、中子)的研究进展,分析了涉及的辐射损伤机理和性能退化规律。结果表明,三维结构设计在一定程度上提高了器件的抗总剂量效应和单粒子效应能力。重点探讨了三维结构特有的辐射响应现象,包括总剂量辐射响应在垂直堆叠层结构中的“U”型非均匀变化、重离子效应中阈值电压的双次级峰分布等。最后,基于3D NAND FLASH的发展趋势,对先进NAND FLASH(尤其是面向超高堆叠层数和三维封装微模组方向发展的器件)辐射效应未来的研究方向和抗辐射加固思路进行了展望。 展开更多
关键词 3D nand flash存储器 总剂量效应 单粒子效应 损伤机理
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基于NAND Flash的ECC校验
2
作者 朱振麟 焦新泉 《电子器件》 2025年第5期1008-1012,共5页
针对NAND Flash在数据存储过程中出现的小几率“位错误”,对数据存储的可靠性带来很大影响的问题,提出基于汉明码的ECC数据检测及纠正算法,可以检测2 bit错误且检测并纠正1 bit错误。选用三星生产的K9WAG08U1A,该芯片一页容量为2 kbyte... 针对NAND Flash在数据存储过程中出现的小几率“位错误”,对数据存储的可靠性带来很大影响的问题,提出基于汉明码的ECC数据检测及纠正算法,可以检测2 bit错误且检测并纠正1 bit错误。选用三星生产的K9WAG08U1A,该芯片一页容量为2 kbyte,以一页为单位生成ECC校验码,增强可行性的同时可以实现1 bit/2 kbyte的纠错及2 bit/2 kbyte的检错能力。针对传统校验码生成速度慢,影响数据传输速率,提出校验码的预生成机制。测试结果表明,该算法可行性强,提高了数据传输的速率及可靠性。 展开更多
关键词 nand flash 小几率 ECC校验码 可靠性
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ROTS场景下NAND Flash的校验算法研究
3
作者 肖平 俞伟国 +2 位作者 王承恩 祝鹏 段俊欢 《电工技术》 2025年第22期276-279,共4页
为避免NAND Flash存在的多位错误缺陷对二次设备搭载的ROTS的运行造成影响,提出了一种适用于ROTS场景下的ECC校验算法。结合二次设备存储和处理的数据种类多、数据量大的特点,移植了YAFFS2文件管理系统对数据进行管理,提高了存储介质的... 为避免NAND Flash存在的多位错误缺陷对二次设备搭载的ROTS的运行造成影响,提出了一种适用于ROTS场景下的ECC校验算法。结合二次设备存储和处理的数据种类多、数据量大的特点,移植了YAFFS2文件管理系统对数据进行管理,提高了存储介质的寿命和可靠性;基于YAFFS2系统和传统的BCH纠错码,优化设计了BCH的编译码模块,确保多位错误的准确检错和纠错。试验结果表明,基于YAFFS2文件管理系统的ECC纠错算法不仅可实现对错误位的检测和纠正,还能保证数据读取速率的降幅不超过1%,可满足ROTS场景下的使用需求。 展开更多
关键词 nand flash ECC校验 BCH算法 位错误
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TSOP封装类型NAND Flash引脚镀层分析与改进研究
4
作者 戴博 李岩 +2 位作者 毛飘 何欣谕 李瑞麟 《真空电子技术》 2025年第4期26-31,共6页
针对NAND Flash器件焊点质量不稳定及产品无法通过可靠性测试的问题,利用扫描电子显微镜SEM和能谱仪EDS对该器件的引脚材质及镀层进行微观分析,结果表明,引脚表面镀层附着一层氧化膜是导致引脚焊点可靠性问题的关键因素。基于此,分别从... 针对NAND Flash器件焊点质量不稳定及产品无法通过可靠性测试的问题,利用扫描电子显微镜SEM和能谱仪EDS对该器件的引脚材质及镀层进行微观分析,结果表明,引脚表面镀层附着一层氧化膜是导致引脚焊点可靠性问题的关键因素。基于此,分别从助焊剂、预处理溶剂及处理温度等关键工艺展开对比试验。最终确定了器件引脚预处理方法的最佳参数,有效提升了NAND Flash器件引脚焊点的长期可靠性。 展开更多
关键词 nand flash SEM/EDS数据分析 可焊性 焊点 可靠性
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企业级SSD固态硬盘产品生命周期管理与NAND Flash耐用性提升
5
作者 范丽芳 《微型计算机》 2025年第24期142-144,共3页
随着云计算、大数据与AI应用的深入,企业级SSD面临高性能、低时延与长寿命的多重要求。文章系统梳理SSD全生命周期管理框架,从需求定义、选型验证、批量导入到服役监控与退役评估,结合NAND Flash物理衰退机理,提出自适应写放大抑制、热... 随着云计算、大数据与AI应用的深入,企业级SSD面临高性能、低时延与长寿命的多重要求。文章系统梳理SSD全生命周期管理框架,从需求定义、选型验证、批量导入到服役监控与退役评估,结合NAND Flash物理衰退机理,提出自适应写放大抑制、热数据整形、智能磨损均衡等综合技术路径。实验与实际运维数据表明,该方法可在等效负载下将SSD整体耐用性提升35%以上,为数据中心降本增效提供可复制经验。此外研究亦讨论了固件升级与策略迭代对生命周期延伸的协同效应。 展开更多
关键词 企业级SSD 生命周期管理 nand flash 耐用性 写放大 磨损均衡
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基于NAND Flash的CPU安全启动设计与实现 被引量：2
6
作者 龚锐 石伟 +2 位作者 刘威 张剑锋 王蕾 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第6期971-978,共8页
NAND Flash存储器以其容量大、成本低和速度快的优势,在嵌入式系统中得到广泛的应用。但是,由于NAND Flash固有的器件特性,必须要有驱动才能对其进行读写,存储于其上的代码不能直接执行,因此其并不适合作为系统启动代码的存储介质。一... NAND Flash存储器以其容量大、成本低和速度快的优势,在嵌入式系统中得到广泛的应用。但是,由于NAND Flash固有的器件特性,必须要有驱动才能对其进行读写,存储于其上的代码不能直接执行,因此其并不适合作为系统启动代码的存储介质。一般采用NOR Flash存储启动代码并直接执行,然后再引导存储于NAND Flash中的操作系统镜像,这增大了系统成本和功耗。设计并实现了一种基于NAND Flash的CPU安全启动方法。该方法首先通过软硬件结合的方式,在片内NAND Flash控制器中增加块映射表结构,并由NAND Flash中第1块空间存储的代码进行好块寻找和块映射表填写,使NAND Flash的一部分存储空间可以直接映射为硬件可访问的内存空间,从而使得NAND Flash可以作为系统启动的存储介质,实现仅需NAND Flash存储的系统。还提出了一种扩展BootROM的方案,结合NAND Flash地址映射结构,将片内BootROM的一部分扩展到NAND Flash的第1块存储空间中,并通过Hash比对验证BootROM,从而有效降低了片内BootROM的设计复杂度,减少了代码量。通过提出的方法,可以有效地实现单NAND Flash系统的安全启动,降低了系统成本,提高了系统的安全特性。 展开更多
关键词 安全启动 nand flash 微处理器 嵌入式系统 可信根
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一种基于RCRF+BCH算法的NAND FLASH纠错方案的FPGA设计与实现 被引量：4
7
作者 刘洋 李杰 +2 位作者 李金强 李炳臻 赵计贺 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第6期46-52,共7页
针对目前NAND FLASH随着使用时间的增长误码率随之增高的特性,提出了一种在使用更少校验位的情况下纠错能力更强的高速并行RCRF+BCH纠错方案,初步用RCRF的思想对部分初始擦除错误进行纠正,然后级联BCH码纠正剩余的位错,很好地保证数据... 针对目前NAND FLASH随着使用时间的增长误码率随之增高的特性,提出了一种在使用更少校验位的情况下纠错能力更强的高速并行RCRF+BCH纠错方案,初步用RCRF的思想对部分初始擦除错误进行纠正,然后级联BCH码纠正剩余的位错,很好地保证数据的准确性,显著提高存储系统的可靠性。首先详细阐述了该高速并行算法的编译码原理和执行步骤,在BCH部分中使用消耗更少硬件资源的无求逆的iBM关键方程求解算法,然后推导出错误位置多项式不同路径的几种确定形式,方便应用组合逻辑对其进行描述,避免了复杂的迭代判断过程,进一步提高了译码速度,并采用模块化的处理方式和流水线的操作模式优化了BCH的编译码结构。最终在FPGA平台硬件实现并仿真验证了此方案的有效性。 展开更多
关键词 纠错系统 Reset-Check-Reverse-Flag算法 Bose-Chaudhuri-Hocquenghem nand flash
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一种基于虚拟页地址映射的NAND Flash管理算法 被引量：3
8
作者 许娜 彭飞 +2 位作者 谭彦亮 苗志富 曹梦丹 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2020年第3期60-65,共6页
本文提出了一种基于虚拟页地址映射的NAND Flash管理算法.该算法通过定义坏块表、对应表等结构,以及设计的坏块替换策略和虚拟页地址到实际物理页地址的转换算法,实现上层软件采用虚拟地址对NAND Flash的无坏块连续页地址访问.该算法是... 本文提出了一种基于虚拟页地址映射的NAND Flash管理算法.该算法通过定义坏块表、对应表等结构,以及设计的坏块替换策略和虚拟页地址到实际物理页地址的转换算法,实现上层软件采用虚拟地址对NAND Flash的无坏块连续页地址访问.该算法是一种高效的地址映射算法,能高效地对数据进行索引,占用SRAM空间较少,使系统达到高性能,并使得闪存使用的更加稳定持久. 展开更多
关键词 nand flash 虚拟页 地址映射
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一种弹载信息处理器NAND Flash高可靠数据管理方法 被引量：8
9
作者 朱旭锋 郭佳鑫 +2 位作者 胡晓晴 梁建强 张红 《航天控制》 CSCD 北大核心 2022年第1期76-82,共7页
为解决弹载信息处理器NAND Flash存取关键数据时,采用坏块管理和数据备份机制仍然无法避免的数据错误问题,提出一种NAND Flash全生命周期高可靠数据管理方法:以DSP软件进行坏块管理为基础,结合一种基于FPGA的改进BCH ECC校验算法,对弹... 为解决弹载信息处理器NAND Flash存取关键数据时,采用坏块管理和数据备份机制仍然无法避免的数据错误问题,提出一种NAND Flash全生命周期高可靠数据管理方法:以DSP软件进行坏块管理为基础,结合一种基于FPGA的改进BCH ECC校验算法,对弹载信息处理器NAND Flash全生命周期进行坏块检测评价,来提高数据管理的可靠性。提出的改进BCH ECC校验算法,采用PE单元复用方式实现读取NAND Flash数据时检9纠8实时检测。相比传统BCH ECC校验算法,该算法检测准确,占用FPGA逻辑资源少,检测速度快,非常适合高可靠性、强实时性弹载信息处理器应用场合。仿真效验结果表明,采用该方法可有效提高NAND Flash数据管理可靠性。 展开更多
关键词 nand flash 坏块管理 错误检查和纠正 高可靠
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基于FPGA的NAND Flash的分区续存的功能设计实现
10
作者 曾锋 徐忠锦 《电子产品世界》 2023年第8期22-25,共4页
传统的控制器只能从NAND Flash存储器的起始位置开始存储数据,会覆盖上次存储的数据,无法进行数据的连续存储。针对该问题,本文设计了一种基于FPGA的简单方便的NAND Flash分区管理的方法。该方法在NAND Flash上开辟专用的存储空间,记录... 传统的控制器只能从NAND Flash存储器的起始位置开始存储数据,会覆盖上次存储的数据,无法进行数据的连续存储。针对该问题,本文设计了一种基于FPGA的简单方便的NAND Flash分区管理的方法。该方法在NAND Flash上开辟专用的存储空间,记录最新分区信息,将剩余的NAND Flash空间划成多个分区。本文给出了分区工作机理以及分区控制的状态机图,并进行了验证。 展开更多
关键词 nand flash FPGA 分区 起始地址
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基于FPGA的NAND FLASH坏块表的设计与实现
11
作者 曾锋 徐忠锦 《电子产品世界》 2022年第12期27-29,73,共4页
在现代电子设备中,越来越多的产品使用NAND FLASH芯片来进行大容量的数据存储,而且使用FPGA作为核心处理芯片与NAND FLASH直接交联。根据NAND FLASH的特点,需要识别NAND FLASH芯片的坏块并进行管理。FPGA对坏块的管理不能按照软件的坏... 在现代电子设备中,越来越多的产品使用NAND FLASH芯片来进行大容量的数据存储,而且使用FPGA作为核心处理芯片与NAND FLASH直接交联。根据NAND FLASH的特点,需要识别NAND FLASH芯片的坏块并进行管理。FPGA对坏块的管理不能按照软件的坏块管理方式进行。本文提出了一种基于FPGA的NAND FLASH芯片坏块表的设计方法,利用FPGA中RAM模块,设计了状态机电路,灵活地实现坏块表的建立、储存和管理,并且对该设计进行测试验证。 展开更多
关键词 nand flash FPGA 坏块 坏块检测
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基于ONFI标准的NAND Flash控制器设计与仿真
12
作者 汪莉莉 吴帅 《集成电路应用》 2020年第7期4-7,共4页
针对NAND Flash操作复杂性较高的问题,设计一个支持ONFI标准的NAND Flash控制器,实现处理器与NAND Flash之间的无缝连接。采用Xilinx ISE设计工具和VHDL语言,分引脚、寄存器与缓存、时钟控制和状态机4个部分开展设计,并用Modelsim SE软... 针对NAND Flash操作复杂性较高的问题,设计一个支持ONFI标准的NAND Flash控制器,实现处理器与NAND Flash之间的无缝连接。采用Xilinx ISE设计工具和VHDL语言,分引脚、寄存器与缓存、时钟控制和状态机4个部分开展设计,并用Modelsim SE软件进行了仿真验证。结果满足需要。 展开更多
关键词 集成电路 ONFI标准 nand flash 控制器 仿真
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基于NAND Flash的海量存储器的设计 被引量：19
13
作者 舒文丽 吴云峰 +2 位作者 孙长胜 吴华君 唐斌 《电子器件》 CAS 北大核心 2012年第1期107-110,共4页
针对存储系统中对存储容量和存储带宽的要求不断提高,设计了一款高性能的超大容量数据存储器。该存储器采用NAND Flash作为存储介质,单板载有144片芯片,分为3组,每组48片,降低了单片的存储速度,实现了576 Gbyte的海量存储。设计采用FPG... 针对存储系统中对存储容量和存储带宽的要求不断提高,设计了一款高性能的超大容量数据存储器。该存储器采用NAND Flash作为存储介质,单板载有144片芯片,分为3组,每组48片,降低了单片的存储速度,实现了576 Gbyte的海量存储。设计采用FPGA进行多片NAND Flash芯片并行读写来提高读写带宽,使得大容量高带宽的存储器得以实现。针对NAND Flash存在坏块的缺点,提出了相应的管理方法,保证了数据的可靠性。 展开更多
关键词 nand flash 海量存储 并行操作 坏块管理 ECC校验
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NAND flash图像记录系统坏块管理关键技术 被引量：13
14
作者 徐永刚 任国强 +1 位作者 吴钦章 张峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期1101-1106,共6页
提出了NAND flash型高速大容量图像记录系统的高效坏块管理方案。针对坏块表的快速检索和可靠存储问题,提出了基于位索引的坏块信息快速检索结构;为解决坏块快速匹配问题,提出了基于滑动窗口的无效块预匹配机制;对于突发坏块造成写入速... 提出了NAND flash型高速大容量图像记录系统的高效坏块管理方案。针对坏块表的快速检索和可靠存储问题,提出了基于位索引的坏块信息快速检索结构;为解决坏块快速匹配问题,提出了基于滑动窗口的无效块预匹配机制;对于突发坏块造成写入速度下降问题,提出了滞后回写机制。系统架构全部用硬件方式在FPGA中实现,实验结果表明:检索8个物理块坏块信息仅耗时2个时钟周期;预匹配和正确物理地址生成耗时都为0个时钟周期;突发坏块发生时系统写入速度不受影响,滞后写回在最差情况下耗时也仅22.280 36 ms;系统持续写入速度最大为848.65 MB/s,读取速度为1 265.5 MB/s,擦除速度为9 120.245 MB/s,系统存储容量为160 GB,坏块管理保留容量为8 GB,纠错能力为1 bit/512 B。 展开更多
关键词 nand flash 坏块管理 交叉写入 FPGA 图像记录
原文传递
开放式大容量NAND Flash数据存储系统设计与实现 被引量：15
15
作者 晏敏 龙小奇 +2 位作者 章兢 侯志春 何敏 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2009年第11期13-16,共4页
完成了一种基于NAND Flash存储介质的开放式大容量数据存储系统设计,包括硬件系统以及软件系统的设计,并在软件设计中重点提出了应用于NAND闪存的数据管理算法,通过二级地址映射,按块中的脏页数回收脏块和按时间标记转移静态信息实现坏... 完成了一种基于NAND Flash存储介质的开放式大容量数据存储系统设计,包括硬件系统以及软件系统的设计,并在软件设计中重点提出了应用于NAND闪存的数据管理算法,通过二级地址映射,按块中的脏页数回收脏块和按时间标记转移静态信息实现坏块管理,均匀损耗.该设计能为各种存储器件提供底层的NAND闪存存储系统,使其能方便快速地存储数据而不需要考虑NAND闪存的物理特性. 展开更多
关键词 nand flash 存储系统 坏块管理 均匀损耗
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基于NAND Flash的高速大容量存储系统的设计 被引量：11
16
作者 赵亚慧 金龙旭 +2 位作者 陶宏江 韩双丽 张敏 《电光与控制》 北大核心 2016年第5期71-75,79,共6页
针对空间相机地面检测设备数据信息量大、存储速度快的特点,采用性能优良的NAND型Flash为存储介质,FPGA为控制核心,实现了高速大容量存储系统的设计。针对数据存储速度的提升,引入双plane操作、并行及流水线的方式控制Flash阵列。通过对... 针对空间相机地面检测设备数据信息量大、存储速度快的特点,采用性能优良的NAND型Flash为存储介质,FPGA为控制核心,实现了高速大容量存储系统的设计。针对数据存储速度的提升,引入双plane操作、并行及流水线的方式控制Flash阵列。通过对Flash芯片中坏块特点的研究,引入了坏块管理部分。实验结果表明,该系统能够完成空间相机大量原始数据的高速记录工作,保证了数据记录的实时性及可靠性。 展开更多
关键词 航空电子 空间相机 地面检测设备 存储系统 nand flash 并行技术
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适用于FPGA与Nand flash阵列星载固态存储器的坏块管理方法 被引量：5
17
作者 张朗 张建华 +4 位作者 王鸣涛 方火能 袁素春 王元乐 崔倩 《空间电子技术》 2023年第4期98-103,共6页
随着遥感、雷达、通信技术的快速发展,卫星有效载荷速率爆发式增长,星载固态存储器需要存储的数据量越来越大,存储速率越来越高,存储读写次数越来越多。作为当前星载固存的主流产品,基于FPGA和Nand flash的星载固态存储器所需的Nand fl... 随着遥感、雷达、通信技术的快速发展,卫星有效载荷速率爆发式增长,星载固态存储器需要存储的数据量越来越大,存储速率越来越高,存储读写次数越来越多。作为当前星载固存的主流产品,基于FPGA和Nand flash的星载固态存储器所需的Nand flash数量越来越多,单片容量越来越大。受限于Nand flash的工艺特性,基于FPGA和Nand flash的固态存储器在其生命周期内会产生更多的坏块,从而影响记录载荷数据的正确性。针对星载固态存储器使用过程中产生再生坏块问题,提出了一种基于实时坏块检测、标注和坏块数据自主搬移、坏块自主回收的固态存储器坏块管理方案,有效地消除了再生坏块对载荷数据正确性的影响,降低了再生超级坏块数据的错误扩散和重复错误概率。方案已经过测试验证并已具有多个型号飞行经历,是一种简单、高效、可靠的星载固态存储器坏块管理方法。 展开更多
关键词 坏块管理 nand flash 星载固态存储器
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NAND Flash控制器硬件设计与仿真验证 被引量：6
18
作者 冉计全 郭林 +3 位作者 张三刚 马捷中 翟正军 郭阳明 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期304-309,共6页
NAND Flash存储芯片的整体性能,在很大程度上会受到NAND Flash控制器的影响。为此在对NAND Flash的存储结构和接口进行仔细分析的基础上,设计了控制器的硬件功能,确定了各个命令执行时的设备状态转换关系,并在仿真环境下,利用NAND Flas... NAND Flash存储芯片的整体性能,在很大程度上会受到NAND Flash控制器的影响。为此在对NAND Flash的存储结构和接口进行仔细分析的基础上,设计了控制器的硬件功能,确定了各个命令执行时的设备状态转换关系,并在仿真环境下,利用NAND Flash控制器进行存储介质的读写及擦除等操作,全面验证了控制器的功能。结果表明,控制器工作正常,符合设计目标。 展开更多
关键词 nand flash 控制器 存储结构 接口
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NAND Flash存储的坏块管理方法 被引量：20
19
作者 舒文丽 吴云峰 +1 位作者 赵启义 孙长胜 《电子器件》 CAS 2011年第5期580-583,共4页
针对NAND Flash海量存储时对数据可靠性的要求,提出了一种基于在FPGA内部建立RAM存储有效块地址的坏块管理方法。在海量数据存储系统中,通过调用检测有效块地址函数确定下一个有效块地址并存入建好的寄存器中,对NANDFlash进行操作时,不... 针对NAND Flash海量存储时对数据可靠性的要求,提出了一种基于在FPGA内部建立RAM存储有效块地址的坏块管理方法。在海量数据存储系统中,通过调用检测有效块地址函数确定下一个有效块地址并存入建好的寄存器中,对NANDFlash进行操作时,不断更新和读取寄存器的内容,这样就可以实现坏块的管理。实验证明,本方法可以大大减小所需寄存器的大小并节省了FPGA资源,经过对坏块的管理,可以使数据存储的可靠性有很大的提升。 展开更多
关键词 nand flash 坏块管理 坏块替换 ECC纠错 FAT文件系统
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大容量NAND Flash文件系统中的地址映射算法研究 被引量：7
20
作者 时正 陈香兰 +1 位作者 纪金松 龚育昌 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第1期155-159,共5页
随着Flash芯片容量的日益增长,如何设计低空间复杂度的Flash管理算法已经成为RAM空间受限的嵌入式存储系统的一个关键问题.本文根据文件在Flash介质上连续存放的特性,引入区段的概念,提出基于极大映射区段的地址映射算法,并使用简单的... 随着Flash芯片容量的日益增长,如何设计低空间复杂度的Flash管理算法已经成为RAM空间受限的嵌入式存储系统的一个关键问题.本文根据文件在Flash介质上连续存放的特性,引入区段的概念,提出基于极大映射区段的地址映射算法,并使用简单的数据结构和高效的算法来维护映射中的区段,大大减小了Flash文件系统的RAM用量.最后,通过不同应用负载的实验验证了该算法的有效性.在部分应用负载下,可降低高达95%的RAM使用量. 展开更多
关键词 nand flash 文件系统 地址映射算法 嵌入式系统
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