NandFlash OOB及UBI文件系统分析

最新推荐文章于 2024-11-15 16:28:22 发布

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分类专栏： linux 文章标签： linux

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Nand Flash，每一个页，对应一个空闲区域(OOB)，这个区域是基于Nand Flash的硬件特性，数据在读写的时候容易出错，为了保证数据的正确性，就产生了这样一个检测和纠错的区域，用来放置数据的校验值。OOB的读写操作，一般都是随着页的操作一起完成，也就是在读写页的时候，对应的OOB就产生了，那么OOB有什么用途呢？

1). 标记是否存在坏块

1.为什么会出现坏块
　由于NAND Flash的工艺不能保证NAND的Memory Array在其生命周期中保持性能的可靠，因此，在NAND的生产中及使用过程中会产生坏块。坏块的特性是：当编程/擦除这个块时，会造成Page Program和Block Erase操作时的错误，相应地反映到Status Register的相应位。

2.坏块的分类
　总体上，坏块可以分为两大类：（1）固有坏块：这是生产过程中产生的坏块，一般芯片原厂都会在出厂时都会将每个坏块第一个page的spare area的第6个byte标记为不等于0xff的值。（2）使用坏块：这是在NAND Flash使用过程中，如果Block Erase或者Page Program错误，就可以简单地将这个块作为坏块来处理，这个时候需要把坏块标记起来。为了和固有坏块信息保持一致，将新发现的坏块的第一个page的 spare area的第6个Byte标记为非0xff的值。

3.坏块管理
　根据上面的这些叙述，可以了解NAND Flash出厂时在spare area中已经反映出了坏块信息，因此，如果在擦除一个块之前，一定要先check一下第一页的spare area的第6个byte是否是0xff，如果是就证明这是一个好块，可以擦除；如果是非0xff，那么就不能擦除，以免将坏块标记擦掉。当然，这样处理可能会犯一个错误―――“错杀伪坏块”，因为在芯片操作过程中可能由于电压不稳定等偶然因素会造成NAND操作的错误。但是，为了数据的可靠性及软件设计的简单化，还是需要遵照这个标准。

4. 坏块处理　　

　使用过程中产生的坏块，就需要将这个块作为坏块来处理，为了与固有的坏块信息保持一致，也需要将新发现的坏块的第一个page的spare eare的第6个Byte标记为非0xff的值。

可以用BBT：bad block table，即坏块表来进行管理。各家对nand的坏块管理方法都有差异。比如专门用nand做存储的，会把bbt放到block0，因为第0块一定是好的块。但是如果nand本身被用来boot，那么第0块就要存放程序，不能放bbt了。有的把bbt放到最后一块，当然，这一块坚决不能为坏块。 bbt的大小跟nand大小有关，nand越大，需要的bbt也就越大。

2). 存储ECC校验

1. ECC校验

　　ECC（Error Checking and Correction)，是一种用于Nand Flash的差错检测和修正的算法。由于操作的时序和电路稳定性等原因，常常会出现一些bit出错，也就是原来的某个位，本来是0而变成了1，或者本来是1而变成0。从现象来看，问题其实看起来并不是特别的严重，但是如果恰好某个重要的文件的某一位发生了变化，那么问题就大了，可能会导致此时文件不能运行，如果这个文件是一个影响系统的程序，那么直接将导致系统会出现问题，所以对于Nand Flash就出现了这样一个机制。它能纠正1个bit的错误和检测出2个bit的错误，对于1bit以上的错误无法纠正，而对于2bit以上的错误不能保证能检测。对于ECC其纠错算法是什么样的呢？

　　1）当往Nand Flash写入数据时候，每256个字节生成一个ECC校验，针对这些数据会生成一个ECC校验码，然后保存到对应的page的OOB数据区。

　　2）当读取Nand Flash的数据时候，每256个字节就会生成一个ECC校验，那么对于这些数据就会计算出一个ECC校验码，然后将从OOB中读取存储的ECC校验和计算的ECC校验想比较，

https://blog.csdn.net/caijiwyj/article/details/89762497