Original title: Tool for Management of Flash Memory Wear-Leveling on Embedded System Device
Translated title: Tool for Management of Flash Memory Wear-Leveling on Embedded System Device
Authors: Havlík, Martin ; Strnadel, Josef (referee) ; Šimek, Václav (advisor)
Document type: Bachelor's theses
Year: 2023
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta informačních technologií
Abstract: [eng] [cze]
Práce se zabývá mechanismem wear leveling nad pamětí typu flash, zejména implementací poskytovanou společností Espressif v rámci IoT Development Framework, a to s cílem vytvořit nástroj pro sledování opotřebení flash paměti způsobené operacemi mazání. Pro účely tohoto nástroje je vytvořena vylepšená verze mechanismu, řešící některé nedostatky a rozšiřující původní wear leveling poskytovaný společností Espressif. Vylepšení zahrnuje možnost sledovat opotřebení paměti s rozlišením jednotlivých sektorů a zavádí pseudonáhodnou složku do mapovacího algoritmu za pomocí šifry zachovávající formát založené na nevyvážené Feistelově síti, vedoucí k rovnoměrnějšímu rozložení operací mazání po paměti. Toto pseudonáhodné mapování je následně otestováno pomocí simulace životnosti paměti ve vybraných zátěžových scénářích, s výsledky vykazujícími až pár procentní vylepšení v rovnoměrnosti opotřebení oproti původnímu algoritmu. Závěrem je vytvořen nástroj pro sledování opotřebení flash paměti, sestávající z vestavěné back-end části a PC front-end GUI vizualizační části. Thesis focuses on wear leveling layer over flash memory as provided by the Espressif IoT Development Framework with the goal of creating a tool for monitoring and managing flash memory wear caused by erase operations. For the purposes of such tool an extended version of wear leveling is implemented, addressing shortcomings of the Espressif's version. The enhancements include per sector erase count tracking and address randomization using a format-preserving cipher based on an unbalanced Feistel network for improved wear evenness. Said address randomization is tested by simulating full memory lifetime in selected erase stressing scenarios, with results showing up to a few percent improvement in wear uniformity over original wear leveling. Finally, a monitoring tool, consisting of an embedded back-end and a PC side graphical front-end, is created on top of the extended version of wear leveling.
Keywords: ESP-IDF; ESP32; flash paměť; nevyvážená Feistelova síť; Nástroj pro sledování opotřebení paměti; SPI NOR flash; wear leveling; ESP-IDF; ESP32; flash memory; memory wear; Monitoring tool; SPI NOR flash; unbalanced Feistel Network; wear leveling

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/211182

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-529459


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Bachelor's theses