專利名稱：一種可延長(zhǎng)flash使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可延長(zhǎng)FLASH使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。
背景技術(shù)：
嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、便攜等特點(diǎn)，常常用于各種工業(yè)產(chǎn)品及民用產(chǎn)品中，如各種工業(yè)生產(chǎn)、消防和安防系統(tǒng)中都用到嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)通常脫離個(gè)人電腦或工業(yè)主機(jī)(如工控機(jī))，自成獨(dú)立系統(tǒng)。由于尺寸要求等原因，嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間往往有限，又因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)常常應(yīng)用于各種安全性要求比較高的場(chǎng)合，因此該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作可靠性變得十分重要。以嵌入式考勤系統(tǒng)或門禁系統(tǒng)為例，當(dāng)用戶考勤時(shí)，如果考勤成功，則系統(tǒng)產(chǎn)生考勤成功記錄，并把考勤記錄存儲(chǔ)于FLASH等非易失性存儲(chǔ)器中，方便日后查詢和考核。另一個(gè)例子是工業(yè)安防系統(tǒng)，如分布式光纖振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)時(shí)，當(dāng)振動(dòng)事件發(fā)生后，系統(tǒng)通過模式識(shí)別算法判斷，如果判定事件為某一類特定事件，則產(chǎn)生報(bào)警記錄，并把報(bào)警記錄保存于FLASH等非易失性存儲(chǔ)器中，便于將來查詢。上述兩個(gè)嵌入式系統(tǒng)代表了此類系統(tǒng)的應(yīng)用特性，即它們都頻繁產(chǎn)生記錄數(shù)據(jù)，并且記錄數(shù)據(jù)都需要保存于FLASH等非易失性存儲(chǔ)器中，而且需要保存相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間(比如3個(gè)月)。盡管單個(gè)記錄數(shù)據(jù)量小(只有幾個(gè)到幾十個(gè)字節(jié))，但由于長(zhǎng)時(shí)間保存，因此累積的數(shù)據(jù)量也比較大。FLASH存儲(chǔ)器是一種容量大且價(jià)格低廉的非易失性存儲(chǔ)器，因此，嵌入式系統(tǒng)中通常采用FLASH存儲(chǔ)器來保存數(shù)據(jù)，用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)、特征數(shù)據(jù)、操作系統(tǒng)程序及系統(tǒng)產(chǎn)生的各種實(shí)時(shí)記錄等需要掉電保存的數(shù)據(jù)。FLASH—般都分為很多個(gè)SECTOR，每個(gè)SECTOR包括一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元。對(duì)于大容量的FLASH，還分為不同的BANK，每個(gè)BANK還包括一定數(shù)目的SECTOR。FLASH的擦除操作一般都是以SECT0R、BANK或者是整片F(xiàn)LASH為單位的。在對(duì)FLASH進(jìn)行寫操作的時(shí)候，每個(gè)B工T可以通過編程由I編為0，但不可以由O修改為I。為了保證寫操作的正確性，在執(zhí)行寫操作前，都要執(zhí)行擦除操作。擦除操作會(huì)把FLASH的一個(gè)SECTOR、一個(gè)BANK或者是整片F(xiàn)LASH的值都修改為OxFF。這樣寫操作才可以正確完成。但是FLASH有其自身缺陷，一是FLASH有擦除次數(shù)(即壽命)限制，一般是10萬次擦除操作，所以不宜對(duì)FLASH進(jìn)行頻繁寫操作。二是FLASH寫操作速度很慢，因?yàn)閷懖僮髑氨仨毾炔脸?，然后再寫，最后?yàn)證，整個(gè)過程速度很慢，因此對(duì)于頻繁產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)將之保存于FLASH也不太適合。FRAM是一種比FLASH更加可靠的存儲(chǔ)器，它的讀寫速度很快，而且?guī)缀鯖]有擦除次數(shù)限制。但是其容量比較小，因而只適合存儲(chǔ)一些數(shù)據(jù)量比較小的數(shù)據(jù)，比如幾K的數(shù)據(jù)量。當(dāng)系統(tǒng)必須頻繁或者快速地寫入數(shù)據(jù)時(shí)，上述這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于寫操作密集型應(yīng)用的系統(tǒng)來說非常適合，如考勤或報(bào)警記錄的保存正屬于這種應(yīng)用。SDRAM(或者DDR)是一種大容量高速度的存儲(chǔ)器，適合用來運(yùn)行操作系統(tǒng)、算法處理等需要高速運(yùn)行的操作，但SDRAM(或者DDR)是易失性存儲(chǔ)器，即系統(tǒng)掉電后其內(nèi)部數(shù)據(jù)丟失無法恢復(fù)。因此，一般系統(tǒng)上電后，先把操作系統(tǒng)由FLASH自動(dòng)導(dǎo)入到SDRAM中，然后自動(dòng)運(yùn)行操作系統(tǒng)。一般的記錄保存方法是系統(tǒng)產(chǎn)生一條記錄后，把這條記錄寫入FLASH(添加記錄)中。但是，如前所述，每寫一次FLASH，都需要先把要寫入的SECTOR擦除后方可寫入。這種方法的缺陷是FLASH頻繁被擦除，其使用壽命必然大大縮短；而且，擦除操作使得SECTOR里面的舊的數(shù)據(jù)有被丟失的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種可延長(zhǎng)FLASH使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，既能實(shí)時(shí)存儲(chǔ)記錄數(shù)據(jù)，又可長(zhǎng)期保存大量記錄數(shù)據(jù)，同時(shí)又可大大延長(zhǎng)FLASH的使用壽命。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用一種可延長(zhǎng)FLASH使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法是利用FLASH、FRAM及SDRAM三部分組合成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)完成的，該方法包括以下步驟步驟一系統(tǒng)初始化在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，把FLASH劃分成如特征數(shù)據(jù)區(qū)、記錄數(shù)據(jù)區(qū)、操作系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)等多個(gè)空間，每個(gè)區(qū)包括至少一個(gè)SECTOR ；進(jìn)一步的，對(duì)FLASH所有的SECTOR進(jìn)行編號(hào)，特別地，保留一個(gè)SECTOR，用來作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(數(shù)據(jù)備份)區(qū)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(數(shù)據(jù)備份)操作；進(jìn)一步的，預(yù)留出能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)中的記錄保存時(shí)間的η個(gè)SECTOR作為記錄數(shù)據(jù)保存區(qū)，編號(hào)從j+Ι開始到j(luò)+n結(jié)束；進(jìn)一步的，把記錄數(shù)據(jù)區(qū)的每個(gè)SECTOR都劃分為Y個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊，依次編號(hào)為1，2，··· , Y-1, Y；在FRAM中開辟一個(gè)記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的標(biāo)記區(qū)及一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記區(qū)；進(jìn)一步的，F(xiàn)RAM中記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)的空間大小為記錄數(shù)據(jù)區(qū)的一個(gè)SECTOR中的一個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊的大??；進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的標(biāo)記區(qū)存放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A及發(fā)生轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的FLASH的SECTOR編號(hào)兩個(gè)字節(jié)型的數(shù)據(jù)；進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記區(qū)存放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移標(biāo)記B、記錄數(shù)據(jù)塊的編號(hào)及發(fā)生轉(zhuǎn)移操作的FLASH的SECTOR編號(hào)三個(gè)字節(jié)型數(shù)據(jù)；步驟二 數(shù)據(jù)添加系統(tǒng)把新記錄寫入到FRAM的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)的尾部，形成舊記錄在前新記錄在后的順序，把記錄逐條保存起來，直至將FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)寫滿；步驟三數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移當(dāng)FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)寫滿之后，就需要做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到FLASH中，具體操作步驟細(xì)化如下第一步，讀取FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記B、記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)i (I < i < Y)、FLASH 的 SECTOR 編號(hào)為 k(j+l 彡 k 彡 j+n)；第二步，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A = 0，設(shè)置FLASH中SECTOR編號(hào)=k ；第三步，擦除FLASH中用于數(shù)據(jù)備份的SECTOR ；第四步，讀取FLASH中編號(hào)為k的SECTOR中的全部數(shù)據(jù)到SDRAM的數(shù)據(jù)暫存區(qū)，然后把這部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入FLASH中用于數(shù)據(jù)備份的SECTOR中，并做校驗(yàn)，這一步叫做轉(zhuǎn)儲(chǔ)；第五步，如果轉(zhuǎn)儲(chǔ)成功，則設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A = 1，如果系統(tǒng)發(fā)生異常，則FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記不會(huì)改變?nèi)詾锳 = O;第六步，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記B = O;第七步，擦除FLASH中編號(hào)為k的SECTOR ；
第八步，把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)塊讀出，并添加到SDRAM中由上述第四步得到的數(shù)據(jù)塊的尾部，然后把這個(gè)數(shù)據(jù)塊寫回編號(hào)為k的SECTOR中，并作校驗(yàn)；第九步，如果第八步寫入成功，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記B = I ；第十步，經(jīng)過第九步之后，再根據(jù)第一步得到的i判斷編號(hào)為k的SECTOR是否寫滿；如果尚未寫滿，則修改FRAM中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記的記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)為i+Ι，而SECTOR編號(hào)不變?nèi)詾閗;如果已經(jīng)寫滿，則記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)改為I (即下次從第一個(gè)數(shù)據(jù)塊開始寫)，而設(shè)置SECTOR編號(hào)=k+Ι (即下次從下一個(gè)SECTOR寫入)；如果(k+Ι)超出FLASH的記錄數(shù)據(jù)區(qū)(即k+1 > j+n)，則設(shè)置SECTOR編號(hào)=j+Ι (即循環(huán)回到記錄數(shù)據(jù)區(qū)起始位置)；第十一步，清空FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，新的記錄又可以從頭寫入這個(gè)空間；步驟四數(shù)據(jù)恢復(fù)若系統(tǒng)在上述步驟三中的第四步或第八步操作時(shí)發(fā)生異常故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，則數(shù)據(jù)恢復(fù)步驟如下第一步，讀取備份SECTOR中的數(shù)據(jù)到SDRAM中，獲得備份數(shù)據(jù)，此時(shí)FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記沒有改變，即A = 1，SECTOR編號(hào)=k，但B = 0，表明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移沒有成功；第二步，擦除FLASH中編號(hào)為k的SECTOR ；第三步，把SDRAM中第一步獲取的備份數(shù)據(jù)寫入FLASH中編號(hào)為k的SECTOR中，并做校驗(yàn)；第四步，如果第三步寫入成功，則設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)移標(biāo)記，即B = 1，轉(zhuǎn)到第五步，如果系統(tǒng)發(fā)生異常，則FRAM中的標(biāo)記A = 1,B = 0, SECTOR編號(hào)=k，不會(huì)改變；第五步，按數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作方法把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到FASLH中。采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，由于實(shí)時(shí)產(chǎn)生的記錄保存在FRAM記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，只有暫存區(qū)記錄滿時(shí)，才把記錄轉(zhuǎn)移到FLASH中，這樣操作不僅提高了數(shù)據(jù)的保存速度，更重要的是大大降低了對(duì)FLASH的寫操作次數(shù)，也是減少了對(duì)FLASH的擦除次數(shù)，從而盡可能地延長(zhǎng)了 FLASH的使用壽命；同時(shí)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作采用先轉(zhuǎn)儲(chǔ)，再轉(zhuǎn)移的步驟，保證了在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作過程中，即使系統(tǒng)發(fā)生異常故障，也能保證系統(tǒng)恢復(fù)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作前的狀態(tài)，達(dá)到了數(shù)據(jù)安全可靠操作的目的。


圖I為本發(fā)明工作原理示意圖。
具體實(shí)施式下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體實(shí)施步驟。為了便于更加清晰描述所述方法，本發(fā)明以對(duì)嵌入式系統(tǒng)中記錄數(shù)據(jù)操作為例。記錄數(shù)據(jù)指的是考勤記錄或報(bào)警記錄，或相類似的數(shù)據(jù)，記錄數(shù)據(jù)是系統(tǒng)在使用過程中實(shí)時(shí)產(chǎn)生的。例如考勤記錄是在考勤過程中產(chǎn)生的，當(dāng)考勤成功時(shí)，產(chǎn)生考勤成功記錄，通常包括考勤人姓名(或流水號(hào)或工號(hào))和考勤時(shí)間；而報(bào)警記錄，通常是系統(tǒng)在使用過程中，發(fā)生事件引發(fā)報(bào)警(如火警，振動(dòng)事件等)，此時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信息，通常包括發(fā)生事件的類型，發(fā)生時(shí)間和發(fā)生地點(diǎn)位置等。記錄數(shù)據(jù)的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)產(chǎn)生，有時(shí)頻繁 發(fā)生，數(shù)據(jù)量小(通常為幾個(gè)字到幾十個(gè)字節(jié))；但通常要求系統(tǒng)能保存一段時(shí)間的記錄數(shù)據(jù)(考勤數(shù)據(jù)或報(bào)警信息)，例如3個(gè)月等，方便日后考核或查詢。盡管每條記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量小，但由于要求系統(tǒng)能長(zhǎng)時(shí)間保存，因此總的記錄數(shù)據(jù)量有時(shí)候會(huì)很大。由于記錄數(shù)據(jù)產(chǎn)生頻繁，產(chǎn)生次數(shù)多等特點(diǎn)，因此需要頻繁向存儲(chǔ)器寫入記錄數(shù)據(jù)。如上所述，F(xiàn)LASH容量大但擦除次數(shù)有限，故不宜頻繁寫入(需要擦除)，而FRAM沒有擦除次數(shù)限制，可以頻繁寫入，但其容量小，不能存放大量數(shù)據(jù)。因此，利用FRAM讀寫速度快、沒有擦除次數(shù)限制且可靠性高的特點(diǎn)以及FLASH容量大且價(jià)格低廉的特點(diǎn)，將二者組合成一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器系統(tǒng)。另外，采用SDRAM作為系統(tǒng)常規(guī)內(nèi)存，用來運(yùn)行操作系統(tǒng)，算法處理等需要高速運(yùn)行的操作。本方法取三種存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)，互相補(bǔ)充。一種可延長(zhǎng)FLASH使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法是利用FLASH、FRAM及SDRAM三部分組合成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)完成的，該方法包括以下步驟步驟一系統(tǒng)初始化在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，把FLASH空間劃分成多個(gè)區(qū)，比如有特征數(shù)據(jù)區(qū)，記錄數(shù)據(jù)區(qū)，操作系統(tǒng)區(qū)，數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)等等，每個(gè)區(qū)包括至少一個(gè)SECTOR ;進(jìn)一步地，對(duì)FLASH所有的SECTOR進(jìn)行編號(hào)，如FLASH —共有M個(gè)SECTOR，那么其SECTOR依次編號(hào)1，2. . . M ;特別地，保留一個(gè)SECTOR，用來作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(數(shù)據(jù)備份)操作。所謂數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作就是把數(shù)據(jù)從FLASH的一個(gè)SECTOR轉(zhuǎn)存到另一個(gè)用于備份的SECTOR。轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作是所述數(shù)據(jù)可靠操作方法的一個(gè)重要步驟。預(yù)留的FLASH記錄數(shù)據(jù)空間，應(yīng)該能滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合下系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)中的記錄保存時(shí)間。如附圖I所示，假設(shè)系統(tǒng)保留了 η個(gè)SECTOR作為記錄數(shù)據(jù)保存區(qū)，編號(hào)從j+1開始到j(luò)+n結(jié)束。在FRAM中開辟一個(gè)記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，其存儲(chǔ)空間大小應(yīng)合理設(shè)計(jì)(主要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮)。假設(shè)此空間大小為T個(gè)字節(jié)(如T = 1K)，而FLASH每個(gè)SECTOR的大小為X個(gè)字節(jié)(如X = 64K)，假設(shè)Y = X/T，對(duì)Y取整數(shù)。那么把FLASH的記錄數(shù)據(jù)空間的每個(gè)SECTOR都劃分為Y個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊，依次編號(hào)為1,2,... ,Y-LY0在FRAM中開辟一個(gè)區(qū)作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的標(biāo)記，在此區(qū)內(nèi)存放兩個(gè)字節(jié)型的數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A和發(fā)生轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的FLASH的SECTOR編號(hào)。所謂數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)，是指把數(shù)據(jù)從一個(gè)SECTOR搬移到另一個(gè)SECTOR，通常做數(shù)據(jù)備份用。在FRAM中再開辟一個(gè)區(qū)作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記，在此區(qū)內(nèi)存放三個(gè)字節(jié)型數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移標(biāo)記B、記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)和發(fā)生轉(zhuǎn)移操作的FLASH的SECTOR編號(hào)。所謂數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移指的是當(dāng)FRAM記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)存滿數(shù)據(jù)時(shí)，需要把這個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)移到FLASH中。轉(zhuǎn)移操作是指把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)添加到FLASH中的記錄數(shù)據(jù)區(qū)，添加是按順序添加到記錄數(shù)據(jù)區(qū)的尾部，也就是舊的記錄數(shù)據(jù)在前新的記錄數(shù)據(jù)在后，依次添加。那么系統(tǒng)必須記住，當(dāng)前記錄數(shù)據(jù)已經(jīng)添加到了哪一個(gè)SECTOR中的哪一個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊，因此需要知道當(dāng)前SECTOR的編號(hào)和當(dāng)前要寫入的記錄數(shù)據(jù)塊在SECTOR中的編號(hào)。步驟二 數(shù)據(jù)添加數(shù)據(jù)添加是指當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生新的記錄時(shí)，需要把新記錄保存起來，并保留一段時(shí)間。具體做法是，系統(tǒng)把新記錄寫入到FRAM的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)的尾部，這樣形成了舊記錄在前新記錄在后的順序，把記錄逐條保存起來，直至將FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)寫滿。因?yàn)镕RAM是非易失性存儲(chǔ)器，即便系統(tǒng)掉電或發(fā)生其他異常后，記錄依然能保存在FRAM存儲(chǔ)器中。由于單條記錄數(shù)據(jù)量小，而且產(chǎn)生頻繁，故不宜直接把記錄寫入FLASH中，而是暫存在記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)。步驟三數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移 當(dāng)FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)寫滿之后，就需要做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到FLASH中。具體操作步驟細(xì)化如下第一步，讀取FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記B，假設(shè)此時(shí)記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)為
i(I 彡 i 彡 Y)，F(xiàn)LASH 的 SECTOR 編號(hào)為 k(j+l 彡 k 彡 j+n)；第二步，設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記，其中設(shè)置A = 0，設(shè)置FLASH中SECTOR編號(hào)=k ；第三步，擦除FLASH中用于數(shù)據(jù)備份的SECTOR ；第四步，讀取FLASH中編號(hào)為k的SECTOR中的全部數(shù)據(jù)到SDRAM的數(shù)據(jù)暫存區(qū)，然后把這部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入FLASH中用于數(shù)據(jù)備份的SECTOR中，并做校驗(yàn)，這一步叫做轉(zhuǎn)儲(chǔ)；第五步，如果轉(zhuǎn)儲(chǔ)成功，則設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A = I ;如果系統(tǒng)發(fā)生異常，則FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記不會(huì)改變?nèi)詾锳 = O;第六步，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記B = O;第七步，擦除FLASH中編號(hào)為k的SECTOR ；第八步，把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)塊讀出，并添加到SDRAM中由第四步得到的數(shù)據(jù)塊(一個(gè)SECTOR大小)的尾部(即舊記錄數(shù)據(jù)塊在前，新的記錄數(shù)據(jù)塊在后，依次添加到FLASH中)，然后把這個(gè)數(shù)據(jù)塊(一個(gè)SECTOR大小)寫回編號(hào)為k的SECTOR中，并作校驗(yàn)；第九步，如果第八步寫入成功，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記B = I ；第十步，經(jīng)過第九步之后，再根據(jù)第一步得到的i判斷編號(hào)為k的SECTOR是否寫滿；如果尚未寫滿，則修改FRAM中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記的記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)為i+Ι，而SECTOR編號(hào)不變?nèi)詾閗;如果已經(jīng)寫滿，則記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)改為I (即下次從第一個(gè)數(shù)據(jù)塊開始寫)，而設(shè)置SECTOR編號(hào)=k+Ι (即下次從下一個(gè)SECTOR寫入)；如果(k+Ι)超出FLASH的記錄數(shù)據(jù)區(qū)(即k+1 > j+n)，則設(shè)置SECTOR編號(hào)=j+Ι (即循環(huán)回到記錄數(shù)據(jù)區(qū)起始位置)；第十一步，清空FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，新的記錄又可以從頭寫入這個(gè)空間；第十步實(shí)現(xiàn)了記錄數(shù)據(jù)的循環(huán)存儲(chǔ)，即當(dāng)FLASH記錄數(shù)據(jù)區(qū)存滿記錄時(shí)，下一次記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作會(huì)把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)塊寫入到FLASH中記錄數(shù)據(jù)區(qū)的最開始的位置，把最老的記錄覆蓋掉，這樣，F(xiàn)LASH中始終保存了最新的記錄數(shù)據(jù)。
當(dāng)用戶查詢記錄時(shí)，系統(tǒng)把FLASH中的所有記錄以及FRAM中的記錄都都讀入內(nèi)存中，供系統(tǒng)查詢算法調(diào)用。所述步驟三由于把記錄數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在FRAM中，只有等到FRAM中的記錄數(shù)據(jù)區(qū)寫滿之后再把整個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)移到FLASH中，因此大大降低了對(duì)FLASH的寫操作(同時(shí)也是減少了對(duì)FLASH的擦除)，從而提高了 FLASH的使用壽命。步驟四數(shù)據(jù)恢復(fù)所述方法采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)可靠存儲(chǔ)，不會(huì)出現(xiàn)由于數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移時(shí)擦除FLASH而導(dǎo)致舊的記錄丟失。例如，當(dāng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移第四步操作時(shí)系統(tǒng)發(fā)生異常故障，導(dǎo)致記錄數(shù)據(jù)備份不成功，此時(shí)系統(tǒng)復(fù)位或重新上電后，讀取FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記，得到的結(jié)果是A=0，表明數(shù)據(jù)備份不成功，而此時(shí)編號(hào)為k的SECTOR尚未被擦除，F(xiàn)RAM中的舊記錄數(shù)據(jù)也尚未被清空，所以舊的記錄數(shù)據(jù)是安全的。如果所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作第八步做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作時(shí)系統(tǒng)發(fā)生異常故障，這將導(dǎo)致編號(hào)為k的SECTOR內(nèi)的數(shù)據(jù)丟失，但是由于在這之前數(shù)據(jù)已經(jīng)備份過了，系統(tǒng)復(fù)位或重新上電后，就可以從備份的SECTOR讀出數(shù)據(jù)，恢復(fù)系統(tǒng)做轉(zhuǎn)移操作前的狀態(tài)。數(shù)據(jù)恢復(fù)步驟如下第一步，讀取備份SECTOR的數(shù)據(jù)到SDRAM中，獲得備份數(shù)據(jù)。此時(shí)FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記沒有改變，即A = 1，SECTOR編號(hào)=k。但B = 0，表明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移不成功。第二步，擦除FLASH中編號(hào)為k的SECTOR。第三步，把SDRAM中第一步獲取的備份數(shù)據(jù)寫入FLASH中編號(hào)為k的SECTOR中，并做校驗(yàn)。第四步，如果第三步寫入成功，則設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)移標(biāo)記，即B = 1，轉(zhuǎn)到第五步。如果系統(tǒng)發(fā)生異常，則FRAM中的標(biāo)記A = 1,B = 0, SECTOR編號(hào)=k，不會(huì)改變。第五步，按數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到FASLH中。所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，由于實(shí)時(shí)產(chǎn)生的記錄保存在FRAM記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，只有暫存區(qū)記錄滿時(shí)，才把記錄轉(zhuǎn)移到FLASH中，這樣操作不僅提高了記錄的保存的速度，更重要的是大大減少了 FLASH擦除的次數(shù)，從而盡可能地延長(zhǎng)了 FLASH的使用壽命；同時(shí)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作采用先轉(zhuǎn)儲(chǔ)，再轉(zhuǎn)移的步驟，保證了在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作過程中，即使系統(tǒng)發(fā)生異常故障，也能保證系統(tǒng)能恢復(fù)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作前的狀態(tài)，達(dá)到了數(shù)據(jù)安全可靠操作的目的。
權(quán)利要求
1 . 一種可延長(zhǎng)FLASH使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法是利用FLASH、FRAM及SDRAM三部分組合成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)完成的，其特征在于該方法包括以下四個(gè)步驟步驟一系統(tǒng)初始化 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，把FLASH劃分成如特征數(shù)據(jù)區(qū)、記錄數(shù)據(jù)區(qū)、操作系統(tǒng)區(qū)、數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)等多個(gè)空間，每個(gè)區(qū)包括至少一個(gè)SECTOR ； 進(jìn)一步的，對(duì)FLASH所有的SECTOR進(jìn)行編號(hào)，特別地，保留一個(gè)SECTOR，用來作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(數(shù)據(jù)備份)區(qū)，以進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)(數(shù)據(jù)備份)操作； 進(jìn)一步的，預(yù)留出能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)中的記錄保存時(shí)間的η個(gè)SECTOR作為記錄數(shù)據(jù)保存區(qū)，編號(hào)從j+Ι開始到j(luò)+n結(jié)束； 進(jìn)一步的，把記錄數(shù)據(jù)區(qū)的每個(gè)SECTOR都劃分為Y個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊，依次編號(hào)為1，2，··· , Y-1, Y ； 在FRAM中開辟一個(gè)記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的標(biāo)記區(qū)及一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記區(qū)； 進(jìn)一步的，F(xiàn)RAM中記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)的空間大小為記錄數(shù)據(jù)區(qū)的一個(gè)SECTOR中的一個(gè)記錄數(shù)據(jù)塊的大小； 進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的標(biāo)記區(qū)存放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A及發(fā)生轉(zhuǎn)儲(chǔ)操作的FLASH的SECTOR編號(hào)兩個(gè)字節(jié)型的數(shù)據(jù)； 進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記區(qū)存放數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移標(biāo)記B、記錄數(shù)據(jù)塊的編號(hào)及發(fā)生轉(zhuǎn)移操作的FLASH的SECTOR編號(hào)三個(gè)字節(jié)型數(shù)據(jù)； 步驟二 數(shù)據(jù)添加 系統(tǒng)把新記錄寫入到FRAM的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)的尾部，形成舊記錄在前新記錄在后的順序，把記錄逐條保存起來，直至將FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)寫滿； 步驟三數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移 當(dāng)FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)寫滿之后，就需要做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到FLASH中，具體操作步驟細(xì)化如下 第一步，讀取FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作的標(biāo)記B、記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)i (I < i < Y)、FLASH的SECTOR編號(hào)為k(j+l彡k彡j+n)； 第二步，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A = 0，設(shè)置FLASH中SECTOR編號(hào)=k ； 第三步，擦除FLASH中用于數(shù)據(jù)備份的SECTOR ； 第四步，讀取FLASH中編號(hào)為k的SECTOR中的全部數(shù)據(jù)到SDRAM的數(shù)據(jù)暫存區(qū)，然后把這部分?jǐn)?shù)據(jù)寫入FLASH中用于數(shù)據(jù)備份的SECTOR中，并做校驗(yàn)，這一步叫做轉(zhuǎn)儲(chǔ)； 第五步，如果轉(zhuǎn)儲(chǔ)成功，則設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記A = i，如果系統(tǒng)發(fā)生異常，則FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo)記不會(huì)改變?nèi)詾锳 = O; 第六步，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記B = O; 第七步，擦除FLASH中編號(hào)為k的SECTOR ； 第八步，把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)塊讀出，并添加到SDRAM中由上述第四步得到的數(shù)據(jù)塊的尾部，然后把這個(gè)數(shù)據(jù)塊寫回編號(hào)為k的SECTOR中，并作校驗(yàn)； 第九步，如果第八步寫入成功，設(shè)置FRAM中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記B = I ； 第十步，經(jīng)過第九步之后，再根據(jù)第一步得到的i判斷編號(hào)為k的SECTOR是否寫滿；如果尚未寫滿，則修改FRAM中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作標(biāo)記的記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)為i+Ι，而SECTOR編號(hào)不變?nèi)詾閗 ;如果已經(jīng)寫滿，則記錄數(shù)據(jù)塊編號(hào)改為I (即下次從第一個(gè)數(shù)據(jù)塊開始寫)，而設(shè)置SECTOR編號(hào)=k+Ι (即下次從下一個(gè)SECTOR寫入)；如果(k+Ι)超出FLASH的記錄數(shù)據(jù)區(qū)(即k+l> j+n)，則設(shè)置SECTOR編號(hào)=j+l (即循環(huán)回到記錄數(shù)據(jù)區(qū)起始位置)； 第十一步，清空FRAM中的記錄數(shù)據(jù)暫存區(qū)，新的記錄又可以從頭寫入這個(gè)空間； 步驟四數(shù)據(jù)恢復(fù) 若系統(tǒng)在上述步驟三中的第四步或第八步操作時(shí)發(fā)生異常故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，則數(shù)據(jù)恢復(fù)步驟如下 第一步，讀取備份SECTOR中的數(shù)據(jù)到SDRAM中，獲得備份數(shù)據(jù)，此時(shí)FRAM中的轉(zhuǎn)儲(chǔ)標(biāo) 記沒有改變，即A = 1，SECTOR編號(hào)=k，但B = 0，表明數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移沒有成功； 第二步，擦除FLASH中編號(hào)為k的SECTOR ； 第三步，把SDRAM中第一步獲取的備份數(shù)據(jù)寫入FLASH中編號(hào)為k的SECTOR中，并做校驗(yàn)； 第四步，如果第三步寫入成功，則設(shè)置FRAM中的轉(zhuǎn)移標(biāo)記，即B = 1，轉(zhuǎn)到第五步，如果系統(tǒng)發(fā)生異常，則FRAM中的標(biāo)記A = 1,B = 0, SECTOR編號(hào)=k，不會(huì)改變； 第五步，按數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作方法把FRAM中的記錄數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到FASLH中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可延長(zhǎng)FLASH使用壽命的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法是利用FLASH、FRAM及SDRAM三部分組合成的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)完成的，該方法主要包括系統(tǒng)初始化、數(shù)據(jù)添加、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移及數(shù)據(jù)恢復(fù)四個(gè)步驟。采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案優(yōu)點(diǎn)在于采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作，不僅提高了數(shù)據(jù)的保存速度，更重要的是大大降低了對(duì)FLASH的擦除次數(shù)，從而盡可能地延長(zhǎng)了FLASH的使用壽命；同時(shí)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作采用先轉(zhuǎn)儲(chǔ)，再轉(zhuǎn)移的步驟，保證了在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作過程中，即使系統(tǒng)發(fā)生異常故障，也能保證系統(tǒng)恢復(fù)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移操作前的狀態(tài)，達(dá)到了數(shù)據(jù)安全可靠操作的目的。
文檔編號(hào)G06F12/08GK102981977SQ20111025965
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者黃正 申請(qǐng)人:上海華魏光纖傳感技術(shù)有限公司