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Flash陣列無效塊管理

電子技術(shù)應(yīng)用

焦新泉1，2，朱振麟1，2

1.中北大學(xué) 儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原 030051； 2.中北大學(xué) 電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原 030051

摘要： Flash陣列在當(dāng)今數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域占據(jù)著重要地位，提高Flash陣列可靠性的關(guān)鍵在于提出合理的壞塊管理方法。針對(duì)固有壞塊，提出基于整合塊的壞塊管理方法和基于EEPROM查找表的壞塊管理方法。對(duì)于在使用過程中出現(xiàn)的突發(fā)壞塊，提出基于頁跳過和頁替換的突發(fā)壞塊管理方法。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析表明壞塊管理方法提高了NAND Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性，在保證存儲(chǔ)速度的情況下對(duì)NAND Flash存儲(chǔ)空間得到最大化利用。

關(guān)鍵詞： Flash陣列固有壞塊整合塊突發(fā)壞塊

中圖分類號(hào)：TP301 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234310
中文引用格式： 焦新泉，朱振麟. Flash陣列無效塊管理[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(3)：42-47.
英文引用格式： Jiao Xinquan，Zhu Zhenlin. Flash array invalid block management[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(3)：42-47.

Flash array invalid block management

Jiao Xinquan1，2，Zhu Zhenlin1，2

1.Key Laboratory of Instrumentation Science and Dynamic Measurement，Ministry of Education， North University of China，Taiyuan 030051，China； 2.Science and Technology on Electronic Test and Measurement Laboratory，North University of China，Taiyuan 030051，China

Abstract： Flash arrays play an important role in data storage today. The key to improve the reliability of Flash array is to propose a reasonable bad management method. For inherently bad blocks, the bad block management method based on integrated block and EEPROM lookup table are proposed. The burst bad block management method based on page skip and page replacement is proposed for the burst bad block management. The experimental analysis shows that the bad block management method improves the reliability of NAND Flash data storage and maximizes the utilization of NAND Flash storage space while ensuring the storage speed.

Key words : Flash array；inherent bad block；integrated block；burst bad block

引言

近年來伴隨著航空航天領(lǐng)域的不斷發(fā)展，獲取到的空間信息的種類也越來越多，數(shù)據(jù)量急劇增加，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)速度和可靠性帶來了更大的挑戰(zhàn)。NAND Flash具有體積小、容量大、成本低、可多次擦除等優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。近年來，大多數(shù)存儲(chǔ)裝置采用多片F(xiàn)lash組成陣列，并采用流水線的存儲(chǔ)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)高速大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[1]。其中鎂光半導(dǎo)體公司Luca Nubile等人提出了一種針對(duì)Flash存儲(chǔ)陣列的多線程控制算法，該算法對(duì)系統(tǒng)的邏輯開銷、存儲(chǔ)速度和容量等性能就行了優(yōu)化[2]；俄羅斯的Puryga等人研發(fā)的湯姆遜散射診斷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同樣包含多片存儲(chǔ)單元，它允許以5 GHz采樣率采集八通道數(shù)據(jù)[3]；但由于NAND Flash生產(chǎn)過程中工藝等問題，每片F(xiàn)lash都不可避免存在無效塊，而且無效塊數(shù)量不定，地址隨機(jī)[4]。這對(duì)Flash陣列數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性帶來了一定的影響。若采用單片F(xiàn)lash壞塊的管理方法，在往Flash中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之前對(duì)每一塊進(jìn)行掃描，并生成壞塊信息表，這種方法應(yīng)用在Flash陣列的壞塊檢測中時(shí)，會(huì)極大地限制存儲(chǔ)速度，占用過多的內(nèi)部資源。

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作者信息：

焦新泉1，2，朱振麟1，2

1.中北大學(xué) 儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室中北大學(xué) 電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

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