Yaffs2文件系统中更新某个块时，需将该块上的剩余有效数据拷贝到其他空闲块上。而剩余有效数据不能占满整个块，系统会将新写入的数据继续存放到该块上，直到它的存储空间用完为止。更新过程中保留下来的数据通常是冷数据，而新写入的数据通常是热数据，因此Yaffs2的更新策略会造成冷数据和热数据同时存储在一个块中。由于热数据的更新速度快，当热数据更新时会导致冷数据被迫更新。但更新后剩下的数据同样不能占满一个整块，系统会再次将冷数据和热数据存放到同一个块中。随着以上的更新方式不断进行，将导致一系列不必要的数据读、写以及块的擦除操作。因此Yaffs2的更新策略会使冷热数据共存的块易被多次更新，而冷数据占据的块很少更新，最终使得块擦除次数标准差过大，导致磨损不均衡。由于Yaffs2的更新策略中没有做冷热数分离，这使得磨损不均衡问题难以解决。

3 Yaffs2的改进方法

3.1 回收块选择机制的改进

对于Yaffs2回收块选择机制的缺陷，可以通过加入块的年龄(age)参数[4]解决。增加age参数后的回收块选择机制遵循式(1)，这可以将一些长期不更新的块选中更新。

其中，age指块从分配开始到当前垃圾回收时刻为止的年龄，u表示单个块中有效数据的占有比率。新的回收块选择机制选取当前时刻年龄最大且有效数据占有最少(即benefit/cost比值最大)的块作为回收对象。当一个块上存储的是冷数据时，一定时间后该块没有被更新，那么它的age参数会变得很大。尽管该块上有效数据很多(即(1-u)/2u的比值较小)，但age参数很大使得benefit/cost的比值足够大，最终会选中被冷数据占据的块来更新。由此可知引入age参数后，能解决Yaffs2文件系统下NAND Flash中最大、最小擦除次数差值过大的磨损均衡问题。

3.2 增加冷热数据分离策略

对于Yaffs2中数据更新的缺陷，可以引入冷热数据分离策略[5贴片电感器工厂]来解决。冷热数据分离策略能够收集冷数据，解决同一个块中存放不同温度数据时，由于热数据更新而强制更新冷数据的问题。在系统运行过程中检测到块的最大、最小擦除次数差值过大时，将收集到的冷数据用数据交换操作放置到擦除次数多的块上。当冷池中块被热数据占据或者热池中块被冷数据占据时，冷热数据分离策略也能处理这类块反转问题。数据的冷热程度对块的擦除次数会产生直接影响，因此冷热数据分离策略通过块擦除次数来判断数据温度。改进步骤如下：

(1)初始化：将NAND Flash中的所有块平均分为两个部分，一部分块放到热池中，另一部分块放到冷池中。

(2)数据交换：找出热池中擦除次数最多（Hottesthp）的块，冷池中擦除次数最少（Coldestcp）的块。当Hottesthp减去Coldestcp之差大于一个阈值时(如式(2))，则需要做数据交换操作。数据交换操作是将擦除次数为Coldestcp的块中收集的冷数据拷贝到擦除次数为Hottesthp的块中，将擦除次数为Hottesthp的块上原来的热数据存放到任意其他空闲块上。数据交换操作的目的是将冷数据放到擦除次数最多的块上，利用冷数据不易更新的特点来减少块的继续擦除；而将新写入的数据存放到擦除次数少的块上，最终达到磨损均衡的目的。

(3)块反转：当热池中某个块被冷数据突然占据时，导致该块中的冷数据无法用于数据交换操作。这需要找到热池中擦除次数最多（Hottesthp）的块和热池中擦除最少(Coldesthp)的块，二者擦除次数之差小于一个阈值时(如式(3))则进行热块反转操作。热块反转操作，将热池中擦除次数最少的块放到冷池中去。另外当冷池中的某个块数据突然变热时，导致该块不能被数据交换操作降温。这需要用该块的eec参数来判别，eec表示有效擦除周期（块改变所属池后的擦除次数）。因此满足式(4)时，进行冷块反转操作。冷块反转操作是将冷池中擦除次数为Hottesteec的块放到热池中，并把该块的eec参数清零。

4 仿真实验

4.1 实验环境

实验环境是通过Vmware工具安装Linux虚拟机，然后在Linux下安装Qemu工具来搭建仿真实验开发板，并移植Yaffs2文件系统。为了公平测试，关闭Yaffs2自带的缓存功能。用于测试的文件大小是从16 KB～1 024 KB随机生成，测试数据占据整个Flash设备容量的90%，其中仅有15%的数据更新，这样的更新操作满足齐夫分布（Zif）[6]。大电流电感

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