Building a safe and secure embedded world

Flash Translation Layers

Failsafe Flash Operation

Embedded Flash Translation Layers

Für die effiziente Nutzung von NAND- und NOR-Flash-Speichergeräten in Embedded-Systemen ist ein eigenes Flash-Management erforderlich. Die ausfallsichere SafeFTL Flash Translation Layer bietet eine Hochleistungslösung, die den Entwicklern die Herstellung von Schnittstellen mit allen Flash-basierten Speichermedien ermöglicht. SafeFTL ist eine einfache logische Sektorschnittstelle mit einer Anwendung, wie z. B. einem Dateisystem, und verwaltet die zugrundeliegende Komplexität effizient und sicher. In Kombination mit professionellen Dateisystemen bietet es eine komplette Lösung für fast alle Medien und Leistungsanforderungen.

Flash-Management-Technologien

  • Verbessertes Wear-Leveling
    Aufgrund ihrer technischen Struktur haben Flashzellen eine begrenzte Lebensdauer und erlauben nur eine bestimmte Anzahl von Löschungen und Programmierungen, bis sie unzuverlässig werden, d. h. bis Verschleiß eintritt. Wear-Leveling-Algorithmen werden eingesetzt, um die Lebensdauer des Chips zu steigern, indem die Daten zwischen physikalischen Blöcken hin- und herbewegt werden, um sicherzustellen, dass bestimmte Zellen im Verhältnis zu anderen nicht überbelastet werden. Die eingesetzten Algorithmen können fein abgestimmt werden, um den Leistungsanforderungen zu entsprechen.
  • Error Correction Codes (ECC)
    Die Hersteller von Flash-Speichern definieren die höchste Verschleißrate. Error Correction Codes werden genutzt um sicherzustellen, dass die Daten stets konsistent sind, wenn sie in einer Chip-Spezifikation verwendet werden. Die Stärke der erforderlichen ECC wird durch die höchste Bitfehlerrate bestimmt.
  • Bad Block Management
    Flash-Speicher enthalten Blöcke, die fehlerhaft sein können, obwohl das Gerät neu ist. Während des Betriebs können „gute Blöcke“ durch Leckströme oder Störungen von Schreiboperationen in angrenzenden Teilen des Chips beschädigt werden. SafeFTL ermöglicht die Verwaltung von schlechten Blöcken und kartografiert nicht nutzbare Bereiche um sicherzustellen, dass Daten nicht beschädigt werden.
  • Read-Disturb-Fehler
    Read-Disturb-Fehler treten auf, wenn eine Leseoperation auf einer Page die Veränderung von einem oder mehreren Bits auf anderen Pages desselben Blocks verursacht. Die Durchführung mehrerer Leseoperationen auf verschiedenen Pages in einem Block ohne zwischenzeitliches Löschen dieses Blocks erhöht das Risiko von Bitfehlern. SafeFTL umfasst Strategien, die dieses Problem ohne Aufwand bewältigen.
  • Ausfallsicherheit
    Konventionelle Dateisysteme sind nicht ausfallsicher. Bei häufig auftretenden Problemen wie Stromausfällen oder unerwarteten Resets kommt es daher zu Schwierigkeiten. Wenn SafeFTL in einem korrekt entwickelten System verwendet wird, ist die Konsistenz der Daten immer garantiert. Um die maximale Integrität sicherzustellen, sind die zugrundeliegenden Treiber auch für Ausfallsicherheit entwickelt.

Weitere Details finden Sie in dieser Übersicht: FTL Overview.pdf

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