CN101630293B - 数据保护方法、掉电保护装置及存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了数据保护方法、掉电保护装置及存储设备，本发明实施例中，通过对存储设备进行掉电保护的储能元件进行检查，在储能元件状态异常时，启动缓存数据的回写，将缓存数据写入到存储区中，使得存储设备的供电系统掉电时，可以尽量保护数据存储设备的数据完整性，提高数据存储的安全性。

Description

数据保护方法、掉电保护装置及存储设备

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，具体涉及数据保护方法、掉电保护装置及存储设备。

背景技术

当前设计的固态硬盘为了提高数据读写速度及延长闪存(Flash)颗粒的寿命，对于硬盘数据的读取和写入，均需要通过缓存区(Cache)实现。

在写入数据时，先将数据写入硬盘的缓冲区，再将缓冲区内的数据写入到硬盘的Flash存储介质，在读取数据时，同时对于主机的数据写操作，先将Flash存储介质的数据读取到缓存区，然后再将缓存区的数据通过传输总线发送出去。

由于缓存区采用的是易失性存储器，当缓存区中存在数据时，如果硬盘的供电系统掉电，缓存区无法保存内部数据，导致数据的丢失。

为了解决掉电造成的上述问题，现有技术中的一种方案是：在固态硬盘中增加掉电保护设计。采用超级电容之类的储能元器件，为硬盘提供掉电时的电源供应，以保证硬盘供电系统掉电后，有足够的时间将缓存区中的数据回写到闪存中。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现在频繁充放电或高温等环境下，超级电容或类似的储能元器件本身可能会出现容量下降或损坏，这种情况下当发生掉电时，则由于储能元件失效，将导致缓存数据丢失。

发明内容

本发明实施例提供数据保护方法、掉电保护装置及存储设备，可以为存储设备提供更完善的数据保护。

本发明实施例提供的一种数据保护方法，包括：

对用于进行存储设备掉电保护的储能元件进行检查；

当检查结果为所述储能元件的状态异常时，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区；缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止。

相应的根据本发明例的另一方面，提供的一种掉电保护装置，包括储能元件、储能元件检测单元、中央处理器和控制器，其中：

所述储能元件，与存储设备的供电接口连接，用于当所述存储设备掉电时，为所述存储设备供电；

所述储能元件检测单元，用于对所述储能元件进行检查；

所述中央处理器，用于在所述储能元件检测单元检测结果为储能元件状态异常时，向控制器发送数据回写请求；

所述控制器，用于接收中央处理器的回写请求，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区；缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止。

根据本发明实施例的再一方面，提供一种存储设备，包括：储能元件、储能元件检测单元、中央处理器、控制器和存储单元；

所述储能元件，与存储设备的供电接口连接，用于在所述存储设备掉电时，为所述存储设备供电；

所述储能元件检测单元，用于对所述储能元件进行检查；

所述中央处理器，用于在所述储能元件检测单元检测结果为储能元件异常时，向控制器发送数据回写请求；

所述控制器与存储单元相连，用于接收中央处理器的数据回写请求，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区；缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止；

所述存储单元，用于存储数据。

本发明实施例中，通过对存储设备掉电保护储能元件进行检查，在储能元件状态异常时，启动缓存数据的回写，使得存储设备的供电系统掉电时，可以尽量保护数据存储设备的数据完整性，提高数据存储的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一数据保护方法的流程图；

图2是本发明实施例二数据保护方法的流程图；

图3是本发明实施例三数据保护方法的流程图；

图4是本发明实施例四掉电保护方法的流程图；

图5是本发明实施例五掉电保护装置的结构示意图；

图6是本发明实施例六掉电保护装置的结构示意图；

图7是本发明实施例七存储设备的结构示意图；

图8是本发明实施例八固态硬盘的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供数据保护方法、掉电保护装置和存储设备。以下分别进行详细说明。

实施例一、一种数据保护方法，流程图如图1所示，包括：

A1，对用于进行存储设备掉电保护的储能元件进行检查；若检查结果为储能元件的状态异常；

本发明实施例中，储能元件可以是电容、电池等可以储存电能的元件。对储能元件的检查可以是按照一定的周期进行，也可以按照事件触发，或者周期检查和事件触发检查相结合，触发检查操作的事件可以有多种，例如：由数据读取/写入触发，开机触发、关机触发等。

对于电容作为储能元件的检查，可以采取对电容进行充放电测试，若测试得到容量小于设置值或者无法完成充放电，则确定检查结果为电容状态异常；否则，确认检查结果为电容状态正常。

对于电池作为储能元件，则可以直接检查电池的放电电压，如果低于设置值，则认为电池状态异常。

A2，若检查结果为储能元件的状态异常，将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区。

本发明实施例中，存储区可以是磁介质存储区也可以是闪存式(FLASH)存储介质存储区。

本发明实施例一中，通过对掉电保护储能元件进行检查，在储能元件状态异常时，则启动存储设备缓存数据的回写，使得当存储设备供电系统掉电时，丢失尽量少的数据，可以尽量保护存储区数据的完整，提高数据存储的安全性。

本发明实施例一中，若检查结果为储能元件的状态异常，本实施例方法还可以包括：向用户告警。使得管理人员能够及时发现储能元件出现问题，进而采取维修、替换及备份数据等措施保证数据的安全。具体的告警方式可以有多种，例如：可以通过硬件方式设置一个告警灯，当告警灯亮起，则指示储能元件状态异常，也可以通过软件方式，在管理员的显示器上弹出提示框，提示管理员处理。

实施例二、一种数据保护方法，流程图如图2所示，包括：

B1，对用于进行存储设备掉电保护的储能元件进行检查，并保存所述检查结果；

本实施例中，在对存储设备掉电保护的储能元件进行检查后，可以保存所述对用于存储设备掉电保护的储能元件进行检查的检查结果，检查结果在每次检查后更新。例如，一种较为简单的检查结果记录方式可以采用记录一个储能元件标志位：CapBreakFlag，CapBreakFlag的值为TRUE，则指示储能元件状态异常，CapBreakFlag的值为FALSE，则指示储能元件状态正常。

B2，定期获取保存的检查结果；

B3，若检查结果指示状态异常，则将存储设备缓存数据写入到存储区。

本发明实施例二对储能元件进行检查后，先将检查结果保存，然后定期获取检查结果，并根据检查结果触发缓存数据的回写操作，实现对储能元件的检查过程和数据回写流程的分离。可以理解的是，在此过程中，可以采用单独的周期进行缓存数据回写，回写的频率和时机不受对储能元件的检查过程约束，灵活性更强。

由于考虑到存储设备在掉电的情况同样可以在储能元件的支持下进行缓存数据的回写，而这个过程可能与本实施例中步骤B3的缓存数据回写流程出现冲突，因此本发明实施例中，采取以下增加缓存回写标志位的方式解决这个问题，具体描述参见实施例三和实施例四。

实施例三，一种数据保护方法，流程图如图3所示，包括：

C1，对用于进行存储设备掉电保护的储能元件进行检查；

C2，定期获取保存的检查结果，若检查结果指示状态异常，则继续步骤C3；

C3，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；

例如，可以采用回写状态标志位对当前的缓存数据回写状态进行标识，例如用CacheFlushFlag来表示缓存回写状态，当CacheFlushFlag＝TRUE时，表示正在将缓存数据写入存储区域，即写入进行；当CacheFlushFlag＝FASLE时，表示已停止将缓存数据写入存储区域，即写入停止。

C4，将该存储设备的缓存数据写入到该存储设备的存储区中；

C5，缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止。

例如，使CacheFlushFlag＝FASLE。

本发明实施例中，缓存数据可以包括：缓存区的用户数据和硬盘管理数据。采用实施例三的数据保护方法，通过回写状态标志位对当前的缓存数据回写状态进行标识，那么在系统掉电启动储能元件接替系统电源时，可以根据缓存回写标志位的值，获知当前的缓存回写状态，进而决定是否执行缓存数据回写，具体描述，参见实施例四。

实施例四，一种掉电保护方法，流程图如图4所示，包括：

D1，当检测到存储设备掉电时，开启所述储能元件放电开关；

D2，获取所述缓存回写状态标志位的值；

D3，若所述缓存回写状态标志位的值指示：写入停止，则将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区中。

实施例四是基于实施例三的掉电保护方法，当所述缓存回写状态标志位的值指示：写入停止，则说明当前没有进行缓存数据回写，那么启动缓冲数据回写操作则不会与实施例三中的缓存数据回写操作冲突，若缓存回写状态标志位的值指示：写入进行，则说明当前已经存在一个缓存数据回写操作，而无需再次执行数据回写，只需等待当前的缓存回写操作完成即可。

实施例五、一种掉电保护装置，结构示意图如图5所示，包括：储能元件310、储能元件检测单元320，中央处理器330，控制器340，其中：

所述储能元件310，与存储设备的供电接口连接，用于在存储设备掉电时，为存储设备供电；

储能元件检测单元320，用于对所述储能元件310进行检查；

所述中央处理器330，用于在储能元件检测单元320检测结果为储能元件异常时，则向控制器发送数据回写请求；

所述控制器340，用于接收中央处理器的回写请求，将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区中。

本实施例中的掉电保护装置可以运行实施例一所述的方法，此处不再赘述。

实施例六、一种掉电保护装置，结构示意图如图6所示，包括：储能元件410、储能元件检测单元420、告警单元430、掉电监测单元440、中央处理器450、控制器460。

所述储能元件410，与存储设备供电接口连接，用于所述掉电检测单元440检测到存储设备掉电时，为该存储设备供电；

储能元件检测单元420，用于对所述储能元件410进行检查；

告警单元430，用于在储能元件检测单元420的检查结果为所述储能元件410的状态异常时，向用户告警。

掉电监测单元440，用于检测存储设备的供电状况；

中央处理器450，用于在储能元件检测单元检测结果为储能元件异常时，向控制器460发送数据回写请求；所述中央处理器450还用于在掉电检测单元440检测到所述存储设备掉电时，控制所述储能元件410为存储设备供电。

所述控制器460，用于接收中央处理器的数据回写请求，将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区中。

本实施例的掉电保护装置可以运行实施例二所述的方法，此处不再赘述。

实施例七、一种存储设备，结构示意图如图7所示，包括：储能元件710、储能元件检测单元720、中央处理器730、控制器740、存储单元750；

所述储能元件710，与存储设备的供电接口连接，用于在该存储设备掉电时，为该存储设备供电；

所述储能元件检测单元720，用于对所述储能元件710进行检查；

所述中央处理器730，用于在储能元件检测单元720检测结果为储能元件异常时，向控制器740发送数据回写请求；

所述控制器740与存储单元750相连，用于接收中央处理器730的数据回写请求，将该存储设备的缓存数据写入到该存储设备的存储单元750中。

所述存储单元750，用于存储数据。

本发明实施例中，所述存储单元是磁存储介质、电存储介质等常用非易失性存储介质。

实施例八、一种固态硬盘，结构示意图如图6所示，包括：供电电路510、掉电保护电容520、掉电检测电路530、中央处理器540，充放电开关550；固态硬盘控制器560、缓存区570、数据接口580、固态硬盘存储区590和电容检测电路600。

供电电路510，用于对整个固态硬盘供电；

所述掉电保护电容520与系统供电电路510通过充放电开关550连接；

掉电检测电路530，用于检测固态硬盘供电电路510的供电状况；

所述中央处理器540，用于在掉电检测电路530检测到供电电路510供电正常时，控制所述充放电开关550为掉电保护电容充电；在掉电检测电路530检测到固态硬盘掉电时，控制所述充放电开关550开启掉电保护电容为固态硬盘供电；所述中央处理器540还用于在所述电容检测电路检测到所述掉电保护电容状态异常时，向主机发送告警信息，并向固态硬盘控制器560发送数据回写请求；

电容检测电路600，用于对所述掉电保护电容的状态进行检测；

固态硬盘控制器560，用于接收所述中央处理器的数据回写请求，将缓存区570的数据写入固态硬盘存储区590；还用于控制数据接口580进行数据传输；

缓存区570，用于对缓存数据进行缓存；

数据接口580，与外部数据总线连接，进行外部数据传输；

固态硬盘存储区590，用于存储数据。

本发明实施例中所述存储设备包括固态硬盘、磁介质存储硬盘等存储设备。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上对本发明实施例所提供的数据保护方法、掉电保护装置及存储设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种数据保护方法，其特征在于，包括：

对用于进行存储设备掉电保护的储能元件进行检查；

当检查结果为所述储能元件的状态异常时，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区；缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

保存所述对用于进行存储设备掉电保护的储能元件进行检查的检查结果；

定期获取所述保存的检查结果。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当检测到所述存储设备掉电时，则开启所述储能元件放电开关，并获取所述缓存回写状态标志位的值；

若所述缓存回写状态标志位的值指示写入停止，则将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区中。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，若检查结果为所述储能元件的状态异常，还包括：向用户告警。

5.根据权利要求1或2任意一项所述的方法，其特征在于，所述储能元件为电容，所述对用于存储设备进行掉电保护的储能元件进行检查的过程包括：

对所述电容进行充放电测试，若测试结果为所述电容容量小于设置值或者所述电容无法完成充放电，则确定检查结果为电容状态异常；否则，确认检查结果为电容状态正常。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述缓存数据包括：缓存区的用户数据和硬盘管理数据。

7.一种掉电保护装置，其特征在于，包括储能元件、储能元件检测单元、中央处理器和控制器，其中：

所述储能元件，与存储设备的供电接口连接，用于当所述存储设备掉电时，为所述存储设备供电；

所述储能元件检测单元，用于对所述储能元件进行检查；

所述中央处理器，用于在所述储能元件检测单元检测结果为储能元件状态异常时，向控制器发送数据回写请求；

所述控制器，用于接收中央处理器的回写请求，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区；缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止。

8.如权利要求7所述的掉电保护装置，其特征在于，还包括：掉电监测单元；

掉电监测单元，用于检测所述存储设备的供电接口的供电状况；

所述中央处理器还用于在掉电检测单元检测到所述存储设备掉电时，控制所述储能元件为所述存储设备供电。

9.一种存储设备，其特征在于，包括：储能元件、储能元件检测单元、中央处理器、控制器和存储单元；

所述储能元件，与存储设备的供电接口连接，用于在所述存储设备掉电时，为所述存储设备供电；

所述储能元件检测单元，用于对所述储能元件进行检查；

所述中央处理器，用于在所述储能元件检测单元检测结果为储能元件异常时，向控制器发送数据回写请求；

所述控制器与存储单元相连，用于接收中央处理器的数据回写请求，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入进行；将所述存储设备的缓存数据写入到所述存储设备的存储区；缓存数据写入完成后，设置缓存回写状态标志位的值，使得该标志位的值指示写入停止；

所述存储单元，用于存储数据。

Images