TECHNOLOGY 技术应用
一、嵌入式平台物理存储特性
Nand flash内存作为flash内存的一种，因其具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，并且内部采用非线性宏单元模式，所以为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案，在业界得到了越来越广泛的应用。本文通过比较分析JFFS和YAFFS两种文件系统在Linux平台上的运行情况，来说明面向不同性能的文件系统选择。 二、JFFS文件系统
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1.稳定性优势。JFFS文件系统采用日志结构，与Linux的标准文件系统Ext2文件系统相比，JFFS文件系统在执行扇区级别上的擦除、读、写的速度更快，并且在机器崩溃、掉电时能够提供安全保护。这是因为Ext2文件系统对于一个扇区的更新需要重写整个擦写块，但是在重写过程中，若发生机器崩溃或突然断电，将会造成整个擦写块中的数据全部丢失。而因嵌入式系统要求高稳定性，因宕机、断电而发生数据丢失的现象是不能接受的，所以JFFS文件系统具有免受宕机和断电危害功能的日志型文件系统，这点相较于Ext2文件系统又有了能够满足嵌入式系统稳定性要求的优势。 2.高效的垃圾回收机制。JFFS文件系统具有高效的垃圾回收机制，即具有释放过时的日志文件节点的能
srvcc力。首先，JFFS文件系统以闪存块为单位进行空间的回收，每次擦除最应该被擦除的块，该块被擦除后成为新的空闲块；其次，JFFS文件系统通过碎片收集进程回收碎片，每次仅回收一个空闲块，只有在空闲块数过多的情况下，处于睡眠状态的进程才会被唤醒。
三、YAFFS文件系统对NAND Flash的支持
YAFFS文件系统与JFFS文件系统相比，其优势在于它是首个专门针对NAND型闪存的文件系统。因为NAND型闪存结构特殊，它是以页为单位进行读写和编程的操作，适合进行文件存储以及纯数据存储，考虑到NAND型闪存的特有结构，YAFFS文件系统将文件组织成固定大小的页。
在擦写策略方面，YAFFS文件系统采取先写入新的数据块，再删除旧的数据块的方式，防止了宕机、断电情况下，数据完整性被破坏。
YAFFS文件系统实现了文件的修改以及永久存储，支持大容量闪存；支持错误检测和纠正，具有宕机、断电时安全保护的功能；具备NAND闪存芯片驱动，利用API可以直接方便地对文件系统执行操作。
四、不同嵌入式设备中的对比及文件系统选择
JFFS文件系统和YAFFS文件系统在其内核上存在差异，这些差异导致了其在面对不同性能问题上表现
不尽相同。
JFFS2系统是瑞典Axis通信公司开发的一种基于Flash记忆体的日志文件系统。它在设计时充分考虑了嵌入式系统中Flash 记忆体的读写特性，确保在系统掉电时，正在读写的文件不受影响；同时，其储存策略以及抗疲劳性等方面也在第一版的基础上进行了改进。
精准的失控
YAFFS是目前唯一一个专门为NAND Flash设计的文件系统。YAFFS2是YAFFS的升级版，即支援每页512位元组的NAND Flash记忆体，也支援每页2048位元组的NAND Flash记忆体。
由于JFFS2与YAFFS2文件系统在性能上的差异，在应用中也对操作平台提出了不同的要求。对于JFFS2来说，采用这种文件系统的应用无法追求快速挂载启动，这也是JFFS系列的最大缺点，主要原因是每次加载都需要将Flash上的所有节点转存到内存，在JFFS1时，这样的转存还会占用率相当大的一部分内存（JFFS2有所改进）。而对于YAFFS2来说，其挂载时只需要很小的一块内存即可（如果是小页—512byte/page，每1MByte NAND大约需要4KBytes内存；大页需要大概1KBytes RAM/1MByte NAND)，但为达到较好的使用性能，不建议频繁地写入数据和设置较多的静态数据，应该使用专门的程序控制静态平均抹写。
五、结语
JFFS和YAFFS文件系统都可应用于NAND Flash存储的嵌入式系统中，但对于容量较大的NAND Flash来说，由于JFFS文件系统挂载时的特殊机制需要扫描整个flash内容以出日志节点，会耗费大量时间。不仅如此，分区过大还会导致JFFS为维护日志节点所占用的内存空间迅速增大，影响系统性能。一般来说，对于小于64MBytes的NAND Flash，可以选用JFFS；如果超过64Mbytes，用YAFFS比较合适。
（作者单位：同济大学软件学院）
JFFS和YAFFS两种文件系统在嵌入式
Linux平台上的运行比较
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刘娅璇
◆ 摘要：嵌入式Linux系统凭借其内核小、效率高、开源、可定制等优点，在嵌入式系统中使用的越
消息队列实现来越广泛。基于研究嵌入式Linux系统选择何种文件系统以保证整个系统的高效率、高稳定性为目的，
论文从JFFS和YAFFS两种常见的文件系统入手，阐述JFFS文件系统和YAFFS文件系统的实现原理以及相
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应的特点，为开发者提供文件系统的选择参考。
关键词：嵌入式Linux系统；JFFS文件系统；YAFFS文件系统
信息系统工程 │ 2019.8.2091
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