KR100735774B1 - Data backup method for embedded system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 임베디드 시스템의 데이터 백업방법에 관한 것으로서, 운영체제 이미지 저장영역과 램디스크 이미지 저장영역이 할당된 플래시메모리에 백업데이터의 저장을 위한 플래시디스크 영역을 할당하는 단계와; 상기 플래시디스크 영역을 포맷하는 단계와; 상기 플래시디스크 영역에 저장되는 백업데이터를 파일 및 디렉토리 구조로 관리하기 위한 파일시스템을 상기 운영체제의 커널에 등록하는 단계와; 상기 플래시디스크에 백업하고자 하는 데이터를 블록 단위로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 별도의 하드웨어적인 변경 없이 데이터 백업을 위한 메모리 공간을 확보할 수 있다.The present invention relates to a data backup method of an embedded system, comprising: allocating a flash disk area for storing backup data to a flash memory to which an operating system image storage area and a ram disk image storage area are allocated; Formatting the flash disk area; Registering a file system for managing backup data stored in the flash disk area in a file and directory structure in a kernel of the operating system; And storing data to be backed up on the flash disk in block units. As a result, a memory space for data backup can be secured without any hardware change.
Description
도 1은 종래의 임베디드 시스템의 백업메모리 관리 상태도,1 is a backup memory management state diagram of a conventional embedded system;
도 2는 종래의 임베디드 시스템의 서브 보드 교환 상태도,2 is a state diagram of the sub-board exchange of the conventional embedded system,
도 3은 본 발명에 따른 임베디드 시스템의 백업메모리 관리 상태도,3 is a backup memory management state diagram of an embedded system according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 임베디드 시스템의 서브 보드 교환 상태도이다.4 is a diagram illustrating a sub-board exchange state of the embedded system according to the present invention.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
30 : NVRAM(Non Volatile RAM) 30: Non Volatile RAM (NVRAM)
32 : SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)32: Synchronous Dynamic RAM
34 : 커널 36 : RAM디스크34: kernel 36: RAM disk
38 : 플래시디스크 41 : MCU 메인38: flash disk 41: MCU main
43 : MCU 서브 50 : 서비스보드 43: MCU Sub 50: Service Board
본 발명은 임베디드 시스템의 데이터 백업방법에 관한 것으로서, 특히, 별도의 하드웨어적인 변경 없이 데이터 백업을 위한 메모리 공간을 확보할 수 있도록 하는 한편, MCU 서브 보드의 교체 시 백업데이터가 유실되는 것을 방지할 수 있도록 하는 임베디드 시스템의 데이터 백업방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data backup method of an embedded system, and in particular, it is possible to secure a memory space for data backup without a separate hardware change, and to prevent the loss of backup data when replacing the MCU sub-board. The present invention relates to a data backup method of an embedded system.
임베디드 시스템(Embedded System)은 이란 미리 정해진 특정 기능을 수행하기 위해 프로세서를 내장하여 장치를 조작하는 제어시스템으로서, 각종 전자기기, 가전제품, 기계장치 등의 기능을 제어하는데 사용된다. 이에, MCU(Main Control Unit)와 그 MCU를 구동하여 특정한 기능을 수행하도록 프로그램을 탑재함으로써 해당 장치의 용도에 맞는 기본적인 컴퓨팅 능력을 가지고 그 용도에 맞는 애플리케이션을 이용하여 제어동작을 수행하게 된다. 이에, 임베디드 시스템은 크기가 적은 메모리를 사용함으로써, 단가를 낮추고 하드웨어의 크기를 최소화하면서 성능이 최적화 되도록 구현하여야 한다.An embedded system is a control system for manipulating a device with a built-in processor to perform a predetermined function. The embedded system is used to control various electronic devices, home appliances, and mechanical devices. Thus, by mounting a program to perform a specific function by driving the MCU (Main Control Unit) and the MCU to have a basic computing ability for the purpose of the device and to perform a control operation using an application for that purpose. Therefore, the embedded system should be implemented to optimize performance while lowering the unit cost and minimizing the size of the hardware by using a small memory size.
이러한, 임베디드 시스템은 임베디드 리눅스(Embedded Linux)를 OS(운영체제)로 하고, 운영체제와 프로그램을 저장하기 위해 대용량의 하드디스크를 쓰지 아니하고, 메모리장치를 통해 프로그램과 리소스를 관리한다.Such an embedded system manages programs and resources through a memory device without using a large-capacity hard disk to store an operating system and an embedded Linux as an operating system (OS).
도 1은 종래의 임베디드 시스템의 백업메모리 관리 상태도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 임베디드 시스템은 휘발성 메모리인 SDRAM(Synchronous Dynamic RAM)(5)을 통해 애플리케이션과 리소스를 관리하는 한편, 비휘발성 메모리인 플래시메모리(Fresh Memory) 및 NVRAM(Non Volatile RAM)(3) 등을 이용하여 백업데이터를 관리한다.1 is a backup memory management state diagram of a conventional embedded system. As shown in FIG. 1, a conventional embedded system manages applications and resources through synchronous memory (Synchronous Dynamic RAM) 5, which is volatile memory, while non-volatile memory (Fresh Memory) and NVRAM (Non Volatile). RAM) 3 to manage the backup data.
플래시메모리에는 리눅스 운영체제를 동작시키기 위해서 리눅스 커널(7)과 RAM디스크 이미지(9)가 탑재되며, 캐릭터 디바이스 드라이버(Char Device Driver, CDD)를 통해 1Byte 씩 읽기/쓰기가 수행된다. 그리고, 백업데이터가 발생할 경우 128K bytes 크기의 NVRAM(3)에 캐릭터 디바이스 드라이버(Char Device Driver, CDD)를 통해 저장된다. 이러한 백업데이터 관리를 위한 구성은 모두 메인 MCU(Main Control Unit) 상에 구현되어, 메인 MCU에서 백업데이터가 저장된 NVRAM(3)을 통합 관리하는 구조를 갖는다. 이에, 로딩 시에는 NVRAM(3)으로부터 백업데이터를 읽어 들여 이것을 사용하여 시스템을 초기화하였다.The flash memory includes a Linux kernel (7) and a RAM disk image (9) to operate the Linux operating system, and read / write data is performed by 1 byte through a character device driver (CDD). When backup data is generated, it is stored in a 128K bytes NVRAM 3 through a character device driver (CDD). All of the configuration for the backup data management is implemented on the main MCU (Main Control Unit), has a structure to integrate management of the NVRAM (3) stored the backup data in the main MCU. Therefore, at the time of loading, backup data was read from NVRAM 3 and the system was initialized using this.
그런데, 임베디드 시스템에서는 OS 이미지인 커널(7) 및 RAM디스크(9)가 저장되는 플래시메모리(16M bytes)와, SDRAM(120M bytes)(5)과, 그리고 백업을 위한 NVRAM(128K bytes)(3)의 사양을 한정된 크기의 MCU 보드에서 구현하므로, 데이터 백업을 위한 용량이 충분치 않다는 문제점이 있다. 또한, RAM디스크(9) 등의 메모리 액세스가 CDD로 구현되어 프로그래밍 기능성 측면에서 비효율적이라는 문제점이 있다.In an embedded system, however, a flash memory (16M bytes) in which an OS image kernel (7) and a RAM disk (9) are stored, an SDRAM (120M bytes) (5), and an NVRAM (128K bytes) (3) for backup (3) ) Is implemented in a limited size MCU board, so the capacity for data backup is insufficient. In addition, there is a problem that memory access such as the
도 2는 종래의 임베디드 시스템의 MCU 서브보드 절체 상태도이다. 소정의 MCU메인보드(11) 상의 MCU 서브보드(13)를 교체하는 경우 백업데이터는 NVRAM(15)에 저장된다. 그런데, NVRAM(15)은 MCU 상에서 관리되고 보드 자체가 이중화 구조가 아니므로 MCU 서브보드(13) 교체 시 백업데이터가 저장된 NVRAM(15) 또한 탈장된다. 따라서, 서브 MCU보드를 교체하는 경우엔 모든 백업데이터가 유실되므로 새로이 시스템을 인스톨해야 하므로 서비스 재개를 위한 시간이 지연된다는 문제점이 있다.2 is a state diagram of MCU sub-board switching of the conventional embedded system. In the case of replacing the
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서, 별도의 하드웨어적인 변경 없이 데이터 백업을 위한 메모리 공간을 확보할 수 있도록 하는 한편, MCU 서브 보드의 교체 시 백업데이터가 유실되는 것을 방지할 수 있도록 하는 임베디드 시스템의 데이터 백업방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-described problems, to ensure the memory space for data backup without additional hardware changes, and to prevent the backup data is lost when replacing the MCU sub-board The purpose is to provide a data backup method of the embedded system.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 임베디드 시스템의 데이터 백업방법은, 운영체제 이미지 저장영역과 램디스크 이미지 저장영역이 할당된 플래시메모리에 백업데이터의 저장을 위한 플래시디스크 영역을 할당하는 단계와; 상기 플래시디스크 영역을 포맷하는 단계와; 상기 플래시디스크 영역에 저장되는 백업데이터를 파일 및 디렉토리 구조로 관리하기 위한 파일시스템을 상기 운영체제의 커널에 등록하는 단계; 상기 플래시디스크에 백업하고자 하는 데이터를 블록 단위로 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a data backup method of an embedded system, the method including: allocating a flash disk area for storing backup data to a flash memory to which an operating system image storage area and a ram disk image storage area are allocated; Formatting the flash disk area; Registering a file system for managing backup data stored in the flash disk area in a file and directory structure in the kernel of the operating system; And storing data to be backed up on the flash disk in block units.
여기서, 상기 플래시디스크에 상기 파일시스템으로서 JFFS2(Journaling flash file system version 2) 파일시스템을 탑재하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.Here, it is possible to include the step of mounting a journaling flash file system version 2 (JFFS2) file system as the file system on the flash disk.
그리고, 상기 플래시디스크에 백업하고자 하는 데이터를 블록 단위로 저장하는 단계는, MTD(Memory Technology Devices)를 사용하여 상기 플래시디스크에 블록단위로 액세스하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.The storing of data to be backed up on the flash disk in block units may include accessing the flash disk block by block using a memory technology device (MTD).
한편, 상기 플래시디스크에 저장된 백업데이터를 하나의 백업파일로 변환하는 단계와; 상기 백업파일을 FTP(File Transfer Protocol)방식을 이용하여 LAN(Local Area Network)으로 접속된 외부 장치의 메모리로 업로드 하는 단계와; 시스템 재부팅 시 상기 LAN으로 접속된 외부 장치로부터 상기 백업파일을 다운로드 받아 저장하는 단계를 포함하는 것이 가능하다.On the other hand, converting the backup data stored in the flash disk into a single backup file; Uploading the backup file to a memory of an external device connected to a local area network (LAN) using a file transfer protocol (FTP) method; It is possible to include the step of downloading and storing the backup file from the external device connected to the LAN at system reboot.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 임베디드 시스템의 데이터 백업방법에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, a data backup method of an embedded system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 임베디드 시스템의 백업메모리 관리 상태도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 커널(34) 및 RAM디스크(36)가 저장되는 플래시메모리의 저장공간에 백업데이터의 저장을 위한 플래시디스크(38)를 할당하고 블록단위로 액세스하여 데이터를 전송 및 독출하도록 하고 있다.3 is a backup memory management state diagram of the embedded system according to the present invention. As shown in FIG. 3, in the present invention, a
전체 16M bytes의 플래시메모리인 경우 2M bytes는 커널#1(34), 커널#2로 할당하고 10M bytes는 RAM디스크#1(36), #2로 할당하여 4M bytes정도의 저장공간을 데이터 백업 공간으로 확보하여 플래시디스크(38)로 사용한다. 데이터 백업영역으로 할당된 플래시디스크(38) 영역에 대해서는 블록 디바이스에 접근할 때 사용되는 MTD(Memory Technology Devices)를 사용하여 액세스함으로써 플래시메모리를 하드디스크와 같이 이용할 수 있다. In case of total 16M bytes of flash memory, 2M bytes are allocated to Kernel # 1 (34) and Kernel # 2, and 10M bytes are allocated to RAM Disk # 1 (36) and # 2. To be used as a
여기서, 플래시디스크(38)에 저장하는 백업데이터는 JFFS2(Journaling flash file system version 2) 파일시스템을 이용하여 파일 및 디렉토리 구조로 관리한다. 이에 따라, 플래시디스크(38) 영역에 섹터 단위로 파일을 저장하고 독출할 수 있으므로 메모리 관리가 용이해지고 저장 및 독출 속도 또한 향상시킬 수 있다.Here, the backup data stored in the
한편, 플래시메모리의 RAM디스크(36)에는 RAM디스크 이미지가 저장된다. RAM 디스크 이미지는 RAM디스크에 EXT2 포맷으로 만들고 필요한 파일을 모두 넣은 후에 RAM디스크의 내용을 모두 파일 형태로 복사한 파일로서, 리눅스 커널(34)은 이 파일의 내용이 있는 위치를 지정하면 해당 내용을 부팅 시에 RAM디스크(36)에 모두 옮겨 넣는다. 이때, 커널(34)은 RAM디스크 이미지가 압축되어 있다고 가정하며 부트로더(BOOT)가 이 압축된 RAM디스크 이미지를 SDRAM(32)에 복사해 놓고 커널(34) 부팅 전에 커널(34)에 이 이미지 데이터가 어디에 있는지를 알려준다. 이에, 커널(34)은 부팅 후 루트로 RAM디스크 이미지를 사용할 수 있다.On the other hand, a RAM disk image is stored in the
이러한 구성에 따라, 데이터를 백업을 위한 플래시디스크(38)를 확보하고자 하는 경우, 먼저, 커널(OS 이미지 저장영역)(34)과 RAM디스크(RAM디스크 이미지 저장영역)(36)의 적정 크기를 고려하여 전체 플래시메모리 상에서 데이터 백업을 위한 메모리 공간을 할당함으로써 약 4M 정도의 플래시디스크(38) 공간을 확보하고 해당 영역을 포맷(format) 한다. 이 후, 실제 리눅스 커널(34) 및 프로그램(Application)에서 사용될 수 있는 패스를 제공하기 위해 시스템 커널에 등록시켜주는 절차인 마운트(MOUNT)를 수행하여 파일시스템(예컨대, JFFS2)을 커널에 등록함으로써 플래시메모리 상에 플래시디스크(38)를 구현할 수 있다.According to this configuration, in order to secure the
도 4는 본 발명에 따른 임베디드 시스템의 MCU 서브보드 교환 상태도이다. 통상 MCU메인(41) 보드의 경우 이중화되어 있지 아니하므로, 본 발명에서는 서비스보드(50)를 MCU메인(41) 보드의 스탠바이보드로 이중화하며 MCU서브(43) 보드가 탈장 되면 서비스보드(50)에서 자신의 백업데이터(52, 54)를 인출하여 로딩하도록 한다. 즉, 임의의 서비스보드(50)의 메모리 공간을 이용하여 데이터를 백업하고 인출할 수 있도록 함으로써 중단 없는 서비스 제공을 도모한다.4 is a state diagram of the MCU subboard exchange of the embedded system according to the present invention. In the present invention, since the MCU main 41 board is not duplicated, in the present invention, the
여기서, MCU메인(41) 보드와 서비스보드(50)는 상호 LAN 통신이 가능하므로 FTP(File Transfer Protocol)방식으로 서비스보드(50) 측에 데이터를 백업하는 것이 바람직하다. 이에, 서비스보드(50)의 FTP 기능을 실행시키고, MCU메인(41) 보드 측에서는 여러 파일을 묶는(archive) 유틸리티인 TAR을 이용하여 MCU메인(41) 보드가 사용하는 데이터를 TAR 백업파일(45, 47)로 변환한 후 이를 FTP프로토콜을 이용하여 서비스보드(50)로 업로드 한다. 이에, MCU메인(41) 보드의 데이터(45, 47)를 서비스보드(50)로 백업할 수 있으며, 이러한 상태에서 MCU메인(41) 보드 상의 MCU서브(43) 보드를 교환하거나 재실장하면 서비스보드(50)에 백업해 놓은 데이터를 다시 FTP를 통해 다운로드 받아 애플리케이션을 구동시키면 이전의 상태 그대로 서비스의 중단 없이 구동시킬 수 있다.Here, since the MCU main 41 board and the
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 기존의 MCU 보드의 설계변경 및 부품추가 없이 기존의 구성만으로 백업메모리의 용량을 확보할 수 있으며, 임의의 서비스보드를 이용하여 데이터를 백업할 수 있도록 함으로써 MCU 보드의 교체 시에 서비스의 중단 및 백업의 유실이 없이 탄력적으로 대응할 수 있도록 하고 있다.As described above, the present invention can secure the capacity of the backup memory only by the existing configuration without changing the design of the existing MCU board and adding parts, and by allowing the data to be backed up using any service board, It provides a flexible response without interruption of service and backup loss at the time of replacement.
이상, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것에 한정되지 아니하고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.As described above, the embodiment according to the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made within the scope apparent to those skilled in the art in connection with the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 임베디드 시스템의 데이터 백업방법 은, RAM디스크가 저장되는 플래시메모리에 백업데이터가 저장되는 저장영역을 할당하여 플래시메모리 디스크로 사용하고 보드 절체 시 백업데이터를 다른 보드의 메모리에 업로드 하여 보관하였다가 다시 다운로드 하여 사용할 수 있도록 하고 있다.As described above, the data backup method of the embedded system of the present invention allocates a storage area for storing backup data to a flash memory in which a RAM disk is stored and uses it as a flash memory disk. It is uploaded to the memory, stored, and downloaded for use again.
이에 따라, 별도의 하드웨어적인 변경 없이 데이터 백업을 위한 메모리 공간을 확보할 수 있도록 하는 한편, MCU 서브 보드의 교체 시 백업데이터가 유실되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, it is possible to secure a memory space for data backup without any additional hardware changes, and to prevent the loss of backup data when the MCU sub-board is replaced.
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