MTDWord文档格式.docx
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是被看成一个MTD原始设备加在mtd_table中的，mtd_part.mtd_info中的大部分数据都从该分区的主分区mtd_part-
>
master中获得。
在drivers/mtd/maps/子目录下存放的是特定的flash的数据，每一个文件都描述了一块板子上的flash。
其中调用
add_mtd_device（）、del_mtd_device（）建立/删除mtd_info结构并将其加入/删除mtd_table（或者调用
add_mtd_partition（）、del_mtd_partition（）（mtdpart.c）建立/删除mtd_part结构并将
mtd_part.mtd_info加入/删除mtd_table中）。
三、MTD设备层：
基于MTD原始设备，linux系统可以定义
出MTD的块设备（主设备号31）和字符设备（设备号90）。
MTD字符设备的定义在mtdchar.c中实现，通过注册一系列file
operation函数（lseek、open、close、read、write）。
MTD块设备则是定义了一个描述MTD块设备的结构
mtdblk_dev，并声明了一个名为mtdblks的指针数组，这数组中的每一个mtdblk_dev和mtd_table中的每一个
mtd_info一一对应。
四、设备节点：
通过mknod在/dev子目录下建立MTD字符设备节点（主设备号为90）和MTD块设备节点（主设备号为31），通过访问此设备节点即可访问MTD字符设备和块设备。
五、
根文件系统：
在Bootloader中将JFFS（或JFFS2）的文件系统映像jffs.image（或jffs2.img）烧到flash的某一个分
区中，在/arch/arm/mach-your/arch.c文件的your_fixup函数中将该分区作为根文件系统挂载。
六、文件系统：
内核启动后，通过mount命令可以将flash中的其余分区作为文件系统挂载到mountpoint上。
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sf_2004823235046.gif
（3203bytes）
nandflash和NORFLASH有什么区别。
nandflash和nor
flash有许多不同之处，比如具体的存储管理方式，读写速度，价格等，我觉得最重要的一点区别是是NOR
FLASH地址线和数据线分开，可以象SRAM一样连接在数据线上，而且NORFLASH以“字”为基本单位来操作，因此程序可以直接在nor
flash里运行，不必把代码COPY到RAM里才运行。
所以一般把系统启动代码存放到NORFLASH里，可以直接从FLASH启动系统。
nand
flash共用数据和地址线，而且是以块为单位操作数据，很难用来做启动芯片。
因此boot代码一般放到norflash里。
不过2410比较特殊，S3C2410在启动的时候，可以把nand
flash前面的启动程序装载到2410里面自己一个4k大小的SRAM（Steppingstone）里面,这4K
SRAM被映射到0X0，从而实现nandflash模式的启动，从nandflash启动比norflash模式速度要快。
uClinux平台下的Flash存储技术
建议在读这篇文章前，读一下NandFlash和NorFlash的异同
摘要：
较为详细地介绍嵌入式操作系统uClinux平台下的Flash存储技术，并给出基于三星S3C4510系统下Dlash存储器具体设计实例。
关键词：
Flash存储技术uClinux平台S3C4510
1Flash类型与技术特点
Flash主要分为NORflash和NANDflash两类。
下面对二者作较为详细的比较。
1.1性能比较
闪存是非易失存储器，可以对存储器单元块进行擦写和再编程。
任何Flash器件进行写入操作前必须先执行擦除。
NAND器件执行擦除操作十分简单；
而
NOR则要求在进行擦除前，先要将目标块内所有的位都写为0。
擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的，执行一个写入/擦除操作的时间为
1～5s；
擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的，执行相同的操作最多只需要4ms。
执行擦除时，块尺寸的不同近一步拉大了NOR和NADN
之间的性能差距。
统计表明，对于给定的一套写入操作（尤其是更新小文件时），更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。
因此，当选择存储解决方案时，
设计师必须权衡以下的各项因素。
*NOR的读取速度比NAND稍快一些。
*NAND的写入速度比NOR快很多。
*NAND的擦除速度远比NOR快。
*大多数写入操作需要先进行擦除操作。
*NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。
1.2接口差别
NORFlash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内容的每一字节。
NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。
8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
NAND的读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作。
很自然地，基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其它块设备。
1.3容量和成本
NANDFlash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半。
由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。
NORFlash占据了大部分容量为1～16MB的内存市场，而NANDFlash只是用在8～128MB的产品当中。
1.4可靠性和耐用性
采用Flash介质时，一个需要重点考虑的问题是可靠性。
对于需要扩展MTBF的系统来说，Flash是非常合适的存储方案。
可以从寿命（耐用性）、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。
（1）寿命（耐用性）
在NAND闪存中，每个块的最大擦写次数是100万次，而NOR的擦写次数是10万次。
NAND存储器除了具有10：
1的块擦除周期优势外，典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8位，每个NAND存储器块在给定时间闪的删除次数要少一些。
（2）位交换
所有Flash器件都受位交换现象的困扰。
在某些情况下（很少见，NAND发生的次数要比NOR多），一个比特位会发生反转或被报告反转了。
一位的变化可能不很明显，但是如果发生在一个关键文件上，这个小小的故障就可能导致系统停机。
如果只是报告有问题，多读几次就可能解决。
位反转的问题更多见于NAND闪存，NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候，同时使用EDC/ECC算法。
当然，如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其它敏感信息时，必须使用EDC/ECC系统以确保可靠性。
（3）坏块处理
NAND器件中的不坏块是随机分布的。
以前做过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代价太高，根本不划算。
NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。
在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理。
将导致高故障率。
1.5易用性
可
以非常直接地使用基于NOR的闪存，像其它存储器那样连接，并可以在上面直接运行代码。
由于需要I/O接口，NAND要复杂得多。
各种NAND
器件的存取方法因厂家而异。
在使用NAND器件时，必须先写入驱动程序，才能继续执行其它操作。
向NAND器件写入信息需要相当的技巧，因为设计师绝不能
向坏块写入，这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。
1.6软件支持
在NOR器件上运行代码不需要任何
的软件支持。
在NAND器件上进行同样操作时，通常需要驱动程序，也就是闪存技术驱动程序（MTD）。
NAND
和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。
使用NOR器件时，所需要的MTD要相对少一些。
许多厂商都提供用于NOR器件的更高级的软件，其中包
括M-System的TrueFFS驱动，该驱动被WindRiverSystem、Microsoft、QNXSotrware
System、
Symbian和Intel等厂商所采用。
驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿零点和NAND闪存的管理，包括纠错、坏块处理和损耗平衡。
目前，NORFlash的容量从几KB～64MB不等，NANDFlash存储芯片的容量从8MB～128MB，而DiskonChip可以达到1024MB。
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2系统设计
在每MB的存储开销上较RAM要昂贵，但对于uClinux系统来说，选择Flash作为存储器具有一定的优势。
uClinux系统在上电后，需要运行的
程序代码和数据都可以存储在Flash中，甚至放在CPU起始地址中的uClinux启动内核都可以写入Flash中。
从一定意义上讲，嵌入式系统只用
Flash就可以完成所需的存储功能。
Flash存储器的分区较硬盘的分区更为简单，分区后的Flash使用起来更加方便。
典型的Flash分区如下。
SEGMENTPURPOSE
0Bootloader
1factoryconfiguration
2
┆kernel
X
┆rootfilesystem
Y
分区0放置Bootloader，分区1放置factoryconfiguration，分区2到分区X放置系统内核，分区X到分区Y放置根文件系统。
Flash的分区可以根据需要划分，uClinux中支持Flash存储器的块设备驱动负责定义上述的分区。
和PC
机下的Linux不同，Flash的分区把系统内核文件和根文件系统单独划分到两个分区中，而PC机的硬盘是把内核文件和根文件系统放在一个分区内。
PC
机下Linux的Bootloader是LILO或GRUB。
它们在系统启动时能智能地在分区中找到内核文件块，并把它加载到RAM中运行。
对于
Flash而言，把内核的镜像文件写进一个单独的分区对嵌入式系统有两大优点：
①系统可以直接在Flash上运行；
②LILO或GRUB更易找到内核代码
并加载，甚至可以不用LILO或GRUB引导而直接运行。
内核文件和根文件系统在Flash中的放置，可以根据系统设计需要适当选择。
3引导程序选择
系
统启动之前的引导过程是CPU初始化的过程。
包括ARM和X86在内的许多CPU是从固定地址单元开始运行引导程序（Bootloader）的。
其它的部
分CPU是从某个地址单元读入引导程序的入口地址，然后再运行引导程序，譬如M68K和Coldfire系列。
所以这些都影响到Flash中系统启动代码
的存放地址。
系统首先要考虑的是在什么地址存放Bootloader，或者说系统从哪个地址单元开始加载运行系统内核代码。
CPU
启动后直接运行系统内核是可以实现的。
对于uClinux来说，启动代码必须包括芯片的初始化和RAM的初始化等硬件配置；
同时加载内核的代码段到RAM
中，并清除初始化的数据段内容。
尽管这些实现起来很直观，但是要具体把启动代码存放在Flash中正确的地址偏移单元内，使CPU一启动便能执行就比较困
难了。
不过，现在技术比较先进的CPU都将默认的偏移地址设置为0，或者在偏移地址为0的附近存放起始地址。
Bootloader是
一段单独的代码，用以负责基本硬件的初始化过程，并且加载和运行uClinux的内核代码。
作为系统启动工具，
Bootloader经过配置可以加载Flash中的多个内核，甚至可以通过串口和网口来加载内核和系统的镜像到RAM中运行。
Bootloader同时
也提供对内核镜像文件的多级别保护，这一点对于以Flash作为存储设备的系统来说非常重要。
譬如，当系统进行内核升级和重要数据备份时，系统突然掉电，
正如PC机进行BIOS刷写过程中的旧电一样，都是灾难性的。
但是利用Bootloader就可以实现保护性的恢复。
目前运行在uClinux上的免费Bootloader有COLILO、MRB、PPCBOOT和DBUG。
也有为特殊需求设计的SNAPGEAR和ARCTURUSNETWORKS。
4uClinux的块驱动器
对于嵌入式系统的块设备，可选择存储文件系统的块驱动器（BlockDriver）主要有三种选择。
①Blkmem
driver。
Blkmem
driver仍是uClinux上使用最普通的Flash驱动器。
它是为uClinux而设计的，但是它的结构相对比较简单，并且仅支持NOR
Flash的操作，需要在RAM中建立根文件系统。
同时它也很难配置，需要代码修改表来建立Flash分区。
尽管如此，它还是提供了最基本的分区擦/写操
作。
②MTDdriver。
driver是Linux下标准的Flash驱动器。
它支持大多数Flash存储设备，兼有功能强大的分区定义和映像工具。
借用交叉存取技术
（interleaving），MTDdriver甚至可支持同一系统中不同类型的Flash，Linux内核中关于MTD
driver配置有较为详细的选择项。
③RAMdiskdriver。
在无盘启动的标准Linux中，用得最多的就是RAMdiskdriver；
但它不支持底层的Flash存储器，仅对根文件系统的建立有意义，即根文件系统压缩以后存放在Flash的什么地方。
通过上面的比较可以看到，MTDdriver提供对Flash最有力的支持同，同时它也支持在Flash上直接运行文件系统，譬如JFFS和JFFS2，而B1kmemdriver则不支持。
5根文件系统
uClinux中的文件系统可以有多种选择。
通常情况下，ROMfs是使用最多的文件系统，它是一种简单、紧凑和只读的文件系统。
ROMfs顺序存储文件数据，并可以在uClinux支持的存储设备上直接运行文件系统，这样可以在系统运行时节省许多RAM空间。
Cramfs
是针对Linux内核2.4之后的版本所设计的一种新型文件系统，也是压缩和只读格式的。
它主要的优点是将文件数据以压缩形式存储，在需要运行的时候进行
解压缩。
由于它存储的文件形式是压缩的格式，所以文件系统不能直接在Flash上运行。
虽然这样可以节约很多Flash存储空间，但是文件系统运行需要将
大量的数据拷贝进RAM中，消耗了RAM空间。
考虑到多数系统需要能够读/写的文件系统，可以使用MTD
driver的JFFS和JFFS2日志式文件在Flash头部建立根文件系统（Root
Filesystem）。
日志式文件系统可以免受系统突然掉电的危险，并且在下一次系统引导时不需要文件系统的检查。
由于JFFS和
JFFS2文件格式是特别为Flash存储器设计的，二者都具一种称为“损耗平衡”的特点，也就是说Flash的所有被擦写的单元都保持相同的擦写次数。
利用这些特有保护措施，Flash的使用周期得到相当大的提升。
JFFS2使用压缩的文件格式，为Flash节省了大量的存储空间，它更优于JFFS格式
在系统中使用。
值得注意的是，使用JFFS2格式可能带来少量的Flash空间的浪费，这主要是由于日志文件的过度开销和用于回收系统的无用存储单元，浪
费的空间大小约是两个数据段。
如果使用RAM
disk，一般应选择EXT2文件格式，但EXT2并不是一块特别高效的文件存储空间。
由于存在RAM
disk上，所以任何改变在下一次启动后都会丢失。
当然，也有许多人认为对嵌入式存储空间来讲，这是一种优势，因为每次系统启动都是从已知的文件系统状态
开始的。
虽然在Linux下有许多的文件格式可供选择，但是对于uClinux一般只选择上述的几种文件格式。
另外一点就是如何在目
标系统上建立根文件系统，步骤如下：
首先在开发宿主机上建立一个目标机的根文件系统的目录树，然后利用嵌入式根文件系统生成工具在宿主机上生成目录树的二
进制文件镜像，最后下载到目标机上就可以了。
对于不同的文件格式有不同的二进制镜像生成工具，譬如JFFS的mkfs.jffs2、ISO9660的
mkisofs。
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