NAND Flash上均匀损耗与掉电恢复在线测试

模拟一次"掉电"行为，需要进行特殊的处理。实际的掉电行为在电源重新供给后，整个系统会重新开始，包括重薪启动文件系统。掉电前系统的所有参数、系统堆栈以及现场均失效。在测试中模拟掉电行为有一定的难度，直接断电既不安全，也不现实，可用exit()函数中止程序来模拟。在执行写操作时，写入随机的字节数后，用exit()函数立即中止程序的运行；再重新启动程序，读取掉电时写入的文件，分析文件以检查文件系统新的掉电保护功能。
上述测试手段不适用于自动测试，也不可能手工进行大量的测试。笔者在该项测试中，巧妙地使用了try{}和catch(}结构，既模拟了实际的掉电行为，又保证了自动测试的顺利进行。
模拟掉电行为的核心代码如下：

4．4 测试结果
YAFFS-NAND文件系统，只提供上述的②和③两种文件保护方式。在打开文件时，若以"截短为0"的方式打开已有文件，则保护方式为第②种，使用新文件完全代替旧文件。若以修改的方式打开己有文件，则保护方式为第③种，使用新加旧的保护方式。
需要注意的是：在数据区掉电的情况下，以上两种保护方式完好，测试通过。但在Spare区掉电的情况下，文件系统有很大的概率读不出掉电时的文件，几乎不能正常使用。在实际掉电情况中，按Data区和Spare区的比例关系(512：16)，写操作掉电时发生在Spare区的概率为3.03％，不可接受。另外，文件系统不提供旧文件的保护方式，对于这类应用(还是比较多的)需要另外实现。
4.5 对Yaffs-NAND在掉电保护方面的改进
4.5.1 增加保护方式
Yaffs-NAND文件系统在原理上决定了只能有上述的②和③两种文件保护方式。要提供第一种保护方式，需要对文件系统进行扩展，增加2个函数和2个结构体：

EOnlyOld、EOnlyNew、ENewOld和EDefault分别表示3种不同的保护方式和默认保护方式(由原文件系统提供)。SProInfo结构不仅记录保护方式，还记录了该文件名，供关闭文件时使用。
yaffs_openEx()根据传入的保护方式，修改打开文件的标志，以显式地设置原有的②、③两种保护方式。当保护方式为EOnIyold时，yaffs-openEx()将打开另一个新的临时文件，并返回给用户使用。传入的SProlnfo结构的指针，将带回文件名和文件句柄，供关闭文件时用。yaffs_closeEx()函数在关闭文件时，检查文件的保护方式。若为第②、③种情况，则直接关闭；若为第一种情况，则先删除原文件，再把新文件重新命名，以达到文件保护的目的。
使用方法如下：
①使用默认方式，则与原文件系统使用方法相同。新参数默认为NULL，可以直接兼容己有代码。
②使用扩展方式，则要先生成一个SProInfo的对象，但将其指针传给yafffs_openEx()。关闭时同样要将其指针传给yaffs_closeEx()。例如：

对进行上述改进后的扩展方法进行测试，结果同改进前；但增加了只保留旧文件的第一种保护方式，程序运行良好。
4.5.2 Spare区掉电不能恢复的修改
对源代码进行深入研究，发现在Spare区掉电不能恢复的问题出在Spare区的Tag信息自检验部分。yaffs_GetTagsFromSpare()函数从Spare区读取Tag信息的过程中，调用yaffs_CheckECCOnTags()检验Tag信息。但是，原代码对ECC校验错误的Spare区，只是将错误修正，并返回到}层函数；上层函数仅记录’Fag出错次数，并不做处理。因此，在SpareⅨ掉电时．会出现不可恢复的错误。
修改yaffs_GetTagsFromSpare()函数的返回类型为int，以返回Spare区的ECC校验错误信息。当yaffs_CheckECCOnTags()返回Tag校验错误时，yaffs_Get-TagsFromSpare()函数将此错误返回。在调用此函数的地方，进行相应的修改：当Spare区ECC出错时，调用yaffs_DeleteChunk()，删除该页。因掉电引发的Spare错误不可恢复的问题，经修改后运行良好。

结语
YAFFS文件系统是专门为NAND闪存而设计的，它使得价格低廉的NAND闪存芯片具有了高效性和健壮性；但YAFFS文件系统在性能上还存在着问题，并不完全适用于对性能苛求的嵌入式系统。本文针对YAFFS文件系统中均匀损耗和掉电恢复两个重要指标进行测试，给出了测试结果，并针对测试过程中存在的部分问题提出了改进方案。实际测试表明，改进后系统性能有明显改善，能适应更多的应用环境。