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1、10申请公布号CN102103550A43申请公布日20110622CN102103550ACN102103550A21申请号200910242505822申请日20091217G06F12/1220060171申请人秦晓康地址100876北京市北京邮电大学学3楼317室申请人余爱群陈荷荷72发明人秦晓康余爱群陈荷荷54发明名称一种针对FLASH存储器的缓存换入换出算法57摘要一种针对FLASH存储器设计的改进缓存换入换出算法，主要应用于嵌入式设备中。它对原有的基于LRU值判断命中率来决定换出块的算法进行了改进，不仅仅根据LRU值来进行换出判定，而是综合考虑了换出代价，使得更加符合FLASH存。
2、储器的自身特点，提高了FLASH存储器的读写性能，降低了FLASH存储器的功耗，延长了FLASH的使用寿命。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN102103553A1/1页21一种针对FLASH存储器的缓存换入换出算法，不仅仅依据LRU值判断命中率来决定换出块，还综合考虑了块换出的代价问题，其特征是在缓存块换出时，将干净块优先换出区中的干净块优先换出。2根据权利要求1所述的FLASH存储器的缓存换入换出算法，其特征是将缓存区中的各块分为两个区，低LRU值的为干净块优先换出区，高LRU值的为正常换出区。3根据权利要求1所述的FLASH。
3、存储器的缓存换入换出算法，其特征是干净块优先换出区中干净块优先换出，正常换出区中LRU值低的优先换出。权利要求书CN102103550ACN102103553A1/2页3一种针对FLASH存储器的缓存换入换出算法技术领域0001本发明专利涉及一种缓存换入换出算法，尤其是针对嵌入式设备中FLASH存储器的缓存换入换出算法。背景技术0002目前，公知的存储器缓存换入换出算法均是针对传统的磁盘存储器，并针对磁盘存储设备做了大量的优化工作，以提高磁盘存储设备的性能，基本都是基于最近最少被使用次数LRU，LEASTRECENTLYUSED值来进行命中率判断，做出将缓存中哪一块进行换出的决定。但是FLAS。
4、H存储设备与传统的磁盘设备有着很大的不同，FLASH存储设备读写过程中不需要找寻磁道来定位数据，并且在改写之前必须进行擦除操作，单块的擦写寿命也有限。FLASH存储器还有个很显著的特点，就是读操作和写操作耗时差距很大而且功耗也有着很大的区别。由于FLASH存储器如此的特别和传统磁盘存储器相比有着如此大的差异，所以就必须对现有的操作系统中存储系统的策略和机制进行针对FLASH存储设备的优化和调整。发明内容0003为了克服现有的缓存换入换出算法均普遍针对传统的磁盘存储器，用于FLASH存储器效果并不理想的问题，本发明提供了一种新的针对FLASH存储器的缓存换入换出算法，该缓存换入换出算法不仅能提高。
5、FLASH存储器的读写性能，而且可以降低FLASH存储器的磨损消耗，延长FLASH存储器的寿命。0004本发明解决其技术问题所应用的技术方案是当缓存换入换出发生的时候，并不仅仅简单基于LRU值来做出将哪块换出的决定，还需要综合考虑将各块的换出代价问题，将干净块优先换出部分的干净块再根据LRU值优先换出。缓存中的块与实际物理块的内容一致，则这样的块被称为干净块；缓存中的块与实际物理块的内容不一致，这样的块被称为脏快。显而易见，当干净块换出的时候，不需要进行写回FLASH上物理块的操作，而脏快被换出时，则必须进行实际的物理的块写回操作，同时由于是一个更新快的操作，还带来了擦除操作。由于FLASH存。
6、储器读写性能的不平衡性，读的性能远远好于写和擦除的性能，而且写和擦除的功耗远远大于读，所以应用于FLASH存储器的缓存换入换出算法显然要通过减少将缓存中的内容写回到外部存储器的时间来提升性能。为了这个目的，我们提出一种新的缓存换入换出算法，叫做干净块优先换出算法，是对LRU算法做出了一点改进。我们将缓存中的块根据LRU值分为两个部分，正常LRU换出部分和干净块优先换出部分。在正常部分中的块换出时只基于LRU值进行换出，故每次换出都是换出最小LRU值的块，而在干净块优先换出部分，则遵守优先换出干净块，同是干净块则换出LRU值低的块的准则。0005本发明的有益效果是，可以在对FLASH存储器读性能。
7、没有明显影响的同时，提高了FLASH存储器的写性能，并且降低了FLASH存储器使用过程中的功耗。说明书CN102103550ACN102103553A2/2页4附图说明0006下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。0007图1是本发明的缓存分区图。0008图2是本发明的操作流程方框图。0009图3是本发明的顺序写效用性能图。0010图4是本发明的随机写效用性能图具体实施方式0011如图1所示，B1到B8依据LRU值降序排列，我们将缓存中的块根据LRU值分为两个部分，正常LRU换出部分和干净块优先换出部分。在正常部分中的块换出时只基于LRU值进行换出，故每次换出都是换出最小LRU值的块，而在干。
8、净块优先换出部分，则遵守优先换出干净块，同是干净块则换出LRU值低的块的准则。0012如图1所示，D表示DIRTY块即是脏快，C表示CLEAN块即为干净块，如果仅是根据LRU值判断命中率来缓存换出，那么换出的次序应当是B8、B7、B6、B5，而根据我们的改进算法也就是干净块优先，那么换出的次序应当是B7、B5、B8、B6。0013如图2所示，当收到块缓存换出请求的时候，先遍历1区干净块优先换出区找寻是否有干净块，若有干净块，则换出LRU值最小的干净块；若1区没有干净块均为脏快，则换出2区正常换出区中LRU值最小的块，无论该块是干净块还是脏块。0014如图3、图4所示，采用我们的改进后的缓存换出算法，不论是顺序写性能还是随机写性能都有了明显的提高。同时由于优先换出的是干净的块，尽可能避免了擦除和写操作，降低了FLASH的使用功耗，并且延长了FLASH的使用寿命。说明书CN102103550ACN102103553A1/2页5图1图2说明书附图CN102103550ACN102103553A2/2页6图3图4说明书附图CN102103550A。