嵌入式系统中的Flash存储管理

　　
　　*掉电数据恢复，可以保证系统的稳定性；
　　
　　创建坏块表进行坏块管理，保证系统的可靠性。
　　
　　为了更好地介绍FMM的操作流程，这里先作几点说明。
　　
　　（1）存储空间管理
　　
　　为了实现以扇区为基础的数据管理，FMM首先对Flash中的块内存储空间逻辑上进行了重新定义，每个物理块内部又重新划分成了若干物理扇区。每个物理块内部又重新划分成了若干物理扇区。每个物理扇区由512+4字节=516（0x204）字节组成。512字节为有效数据空间，另外4字节（32位）用于存放逻辑扇区另和当前状态。定义如下：
　　
　　扇区状态逻辑扇区号数字空间4位28位125字节
　　扇区状态有4种，用于进行掉电数据恢复：
　　
　　FREE—空扇区（0xF）；
　　
　　DVALID—扇区数据无效（0xE）；
　　
　　INUSE—扇区数据有效（0xC）；
　　
　　DIRTY—扇区数据无用，可擦除（0x8）。
　　
　　以64K大小的块为例，可以计算出每个块中可以划分出127个扇区；另外，还会有4字节的空间，专门用于标志下一个被整理块。标记为0x80，否则为0xffffffff。
　　
　　因此可以得出物理扇区和绝对地址之间的对应关系：
　　
　　绝对地址=Flash基地址+物理扇区号×0x204+所在块号×4
　　
　　（2）扇区分类
　　
　　FMM中将扇区分为ID扇区和数据扇区两类：
　　
　　①FMM会占用N个扇区作为标识ID（Identification）扇区，占用逻辑扇区号0～N。这一部分扇区是文件系统不能使用的，是FMM用于管理所占用的存储空间。因此文件系统所管理的逻辑扇区号必须从N+1开始。
　　
　　ID扇区主要包含如下数据：FMM版本号、写入（擦除）次数EraseCount、用户标识和坏扇区表。
　　
　　N的取值与坏扇区表的大小有关，每个FMM管理的物理扇区占用表中的1位。在每次存储数据时，可以通过查询表中的相应位来确定该扇区的有效性。
　　
　　②数据扇区，用于存储数据。
　　
　　（3）空间映射表（MappingTable）
　　
　　由于Flash不能像普通磁盘那样进行字节的修改，甚至不能以扇区为单位进行修改；而只能以块为单位进行修改；但如果只是简单将物理扇区和逻辑扇区一一对应，那么如果我们想对扇区修改就必须将整个块的内容都擦除，然后再将修改后的内容回写；势必会造成时间和Flash寿命的损失。因此，建立一个物理扇区号和逻辑扇区号的空间映射表，使逻辑扇区与物理扇区号进行动态的匹配。这样，在修改某个扇区的内容时只要将数据写入一个新的扇区，然后将原扇区标记为DIRTY就可以了。这样，还可以消除频繁修改某个扇区带来的寿命不均的影响。
　　
　　映射表是建立在内存中的项数为M（扇区总数）的数组，每项占用4字节，用于存放对应的物理扇区号。当某项为空（NULL）时，认为该扇区空闲，未使用，如图2所示。
　　
　　4FMM模块操作
　　
　　按功能，可以将FMM分解为4个基本模块：格式化模块、初始化模块、存取模块和空间整理模块。以下简单扫描各模块的操作流程。
　　
　　（1）格式化模块
　　
　　对数据空间进行初级格

《嵌入式系统中的Flash存储管理(第2页)》