Flash文件系统及存储管理技术研究与实现

Flash文件系统及存储管理技术研究与实现

论文摘要

Flash存储器由于具有存储容量大、体积小、掉电数据不丢失以及可多次擦写等优点,已逐步取代其它半导体存储器件而广泛应用于MP3、存储卡、手机、PDA等移动电子产品中。通用文件系统不能直接应用于Flash存储器,需要通过闪存转换层将Flash模拟为一个磁盘设备。本文针对目前广泛应用的NAND Flash存储器,通过在Flash控制器固件中设计并实现闪存转换层将Flash存储器模拟为磁盘设备,进而在NAND Flash上建立性能稳定的FAT文件系统。论文分析了Flash文件系统的结构及实现形式,深入研究了NAND Flash存储管理技术,包括地址映射、损耗均衡算法、垃圾回收策略、坏块管理、掉电保护及加密存储,并提出将Flash存储管理技术分层实现的软件结构,旨在研究和开发一套实用的可用于加密存储的NAND Flash存储管理模块,并在实际产品中得到应用。论文所做的主要工作包括以下几个方面:(1)研究了Flash文件系统的结构及实现形式。(2)设计了适用于大容量NAND Flash的NFTL块映射机制。(3)研究损耗均衡算法和垃圾回收策略,提出基于阈值控制的损耗均衡算法设计,提高NAND Flash使用寿命。(4)设计NAND Flash掉电保护及坏块管理机制,提高存储可靠性。(5)研究并实现了闪存设备的加密存储,给出了基于密码认证的加密存储设计,将存储空间划分为普通区和加密区,使用加密区存储加密文件。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 课题来源
  • 1.3 FLASH 文件系统研究现状
  • 1.4 本文研究内容和组织结构
  • 2 FLASH 存储器与 FLASH 文件系统
  • 2.1 NAND FLASH 存储器
  • 2.2 FLASH 文件系统结构
  • 2.3 FLASH 文件系统的实现形式
  • 2.4 本章小结
  • 3 NAND FLASH 存储管理技术研究
  • 3.1 映射机制
  • 3.2 损耗均衡
  • 3.3 垃圾回收
  • 3.4 掉电保护
  • 3.5 坏块管理
  • 3.6 接口设计
  • 3.7 本章小结
  • 4 FLASH 加密存储设计
  • 4.1 存储安全的意义及实现机制
  • 4.2 安全U 盘的实现形式
  • 4.3 密码认证及加密存储设计
  • 4.4 本章小结
  • 5 系统设计及实现
  • 5.1 系统功能介绍
  • 5.2 系统设计
  • 5.3 本章小结
  • 6 总结及展望
  • 6.1 论文工作总结
  • 6.2 下一步的研究与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录 攻读学位期间发表学术论文目录
  • 相关论文文献

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