低功耗策略在基于Flash存儲系統(tǒng)中的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著消費類電子的發(fā)展，消費者對便攜式電子產品的存儲容量要求不斷增長，NAND Flash具有體積小、速度快及抗震動等優(yōu)異特性，使其成為便攜式產品首選的存儲介質。另一方面，對于大多數手持嵌入式設備來說，容量有限的電池仍然是唯一的能量來源，所以低功耗設計是嵌入式系統(tǒng)設計的重要課題。因而如何降低基于NAND Flash存儲系統(tǒng)的功耗也成為重要的研究對象。 本文首先介紹了NAND Flash技術原理和應用特點，隨后說明了系統(tǒng)軟硬件平臺和

2、Windows CE下存儲系統(tǒng)管理體系結構，以及NAND Flash驅動程序的結構。之后重點闡述了當前NANO Flash存儲系統(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。在對Windows CE中的FAT文件系統(tǒng)實驗分析之后，得出了FAT文件系統(tǒng)中FAT扇區(qū)、目錄扇區(qū)和數據扇區(qū)這三類邏輯扇區(qū)數據更新次數存在巨大差異的結論，該差異性導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)中進行，減少了垃圾塊的產生和擦除垃圾塊的次數，降低擦除垃圾塊的功耗；為了降低讀寫操作的功耗，提出了分類存儲方案，它通過以塊為單位集中存儲同類型邏輯扇區(qū)數據，降低垃圾塊中有效數據的比率，減少了讀寫有效數據的次數，降低讀寫有效數據的功耗。本論文選擇了Intel XScale PXA255開發(fā)板為硬件平臺，微軟WinCE4．2操作系統(tǒng)為軟件平臺，在此系統(tǒng)平臺上設計和實現(xiàn)了分類緩沖方案