蒋 欣，张伟栋，韩振国，张 锐

（中航工业西安航空计算技术研究所，陕西 西安 710019）

0 引言

嵌入式系统的应用环境恶劣，电源电压不稳定，突发性断电以及非法插拔都容易对NandFlash中的文件系统造成灾难性的影响[1]。为了管理复杂的存储硬件，同时提供可靠高效的存储环境，出现了基于固态电子盘模块（SSD）的主控器和NandFlash的掉电保护机制，有效地减少了上述原因对固态电子盘模块中文件系统一致性和完整性的破坏。

为了提高SSD的读写性能，大部分SSD控制器通过内部集成RAM或外部扩展RAM的方式增加缓存，每次主机需要存储数据到SSD中时，都先写到SSD的缓存中，SSD控制器再将缓存中的数据写入到NandFlash中。因此，在电源没有任何保护措施的情况下，如果SSD突然掉电 （即外部供电在突发意外情况下发生浪涌或断电），将会造成缓存中的数据完全丢失，轻则丢失数据，重则导致SSD中文件系统崩溃，主机无法识别SSD。

本文提出了一种增加掉电监控和保护的硬件单元，并可以动态调整SSD主控器的固件的工作模式，这种设计方法在掉电瞬间，能够最大程度地保护SSD存储单元的文件系统的完整性和一致性。

1 系统设计

闪存（NandFlash）的管理（读写的策略、坏块的管理以及损耗均衡）针对嵌入式系统的应用特点，进行特别的优化，在掉电瞬间，减少主控器的能量需求，尽可能满足NandFlash的写操作，但是过低的功耗会限制固态盘在电源稳定状态下的性能。考虑到整个固态盘的稳定性，主控器的NandFlash的管理策略需要动态调整[2]。……