CN101681278A - 用于防止存储介质中错误的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了防止存储介质中的写入错误的系统和方法，包括对源自向存储设备提供电源的供电电路的早期电源失效(EPF)信号的存在进行检测。存储设备控制器电路通过使存储介质完成当前写入操作并停止所有其他写入操作来进行响应。以这种方式，通过在EPF信号发出和实际电源失效之间的预定时间段期满之前使存储设备停止写入操作来防止写入错误。

Description

用于防止存储介质中错误的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年3月23日提交的美国临时申请No.60/919751的优先权，其全部内容合并于此作为参考。

技术领域

本发明涉及存储设备。更具体地，涉及出现电源失效事件时的存储设备处理。

背景技术

现今，视频记录设备比以前更普遍，在许多情况下代替了旧的磁带录像机设备。新视频记录设备通常采用包括硬盘驱动器(HDD)在内的数字技术。在这些新视频记录设备中由于电源失效事件而引起的电源中断不仅可以导致中断期间的视频内容丢失，而且还可以导致电源中断之前和/或之后立即发生的在驱动器上存储的视频信息的损坏。在诸如计算机应用的一些系统中，可以将关键操作系统数据映射在HDD的两个扇区或弧形段中。因此，当系统引导和读取不良数据时，将寻找映射的扇区并获得正确数据，以便继续引导过程。例程将数据从良好扇区拷贝到不良扇区中；从而修复该不良扇区。然而，数据写入和存储的这种复制不是针对驱动器视频数据存储使用的实用选项、不是节省成本的，或由于文件和数据管理系统的实现方式导致实现起来也是很困难的。

一般而言，当正将数据从存储器高速缓存写入存储介质或磁盘并且突然断电时，在HDD上发生写接合(Write-Splice)错误。当突然断电时，写接合错误导致损坏驱动器正写入时刻驻留在扇区上的数据。扇区将包含以下数据：其中一些数据来自事件之前，其余数据来自事件之后。由于针对该扇区的循环冗余校验(CRC)将仅基于事件之前的数据，因此该循环冗余校验(CRC)将是不正确的。因此，当恢复电源并读取扇区时，该扇区上的CRC将与在读取该扇区的内容时由主机产生的CRC不匹配。如果写入的数据很关键，如设备的操作系统数据，并且发生写接合，则当重新接通电源时，设备将不能完成其引导处理。此外，如果数据与诸如视频的数据流有关，则错误会产生保持操作(如视频的显示)的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，方法包括：检测信号，如来自向存储设备提供电源的供电电路的电源失效(EPF)信号；响应于所检测的信号向存储设备的控制器电路发出命令，例如修改待机立即(ModifiedStandby Immediate MSI)命令；以及响应于所发出的命令，完成对正在被写入的特定扇区的当前数据写入操作，并且停止对存储介质的其他写入操作。

发出的命令还可以包括：向控制器发送肯定应答信号，以指示：已发出了MSI命令，并根据MSI命令正在对存储设备的写入操作进行管理。

放弃用于写入存储介质的剩余高速缓存数据。可以在EPF信号结束时由电源失效的高速缓存存储器执行该放弃。

根据另一方面，本发明的设备包括：控制器，被配置为接收数据并向终端用户提供数据；供电电路，被配置为如果发生电源失效向控制器提供早期电源失效(EPF)信号；存储设备，具有与所述控制器进行通信的电路，并被配置为根据用户喜好来实现数据信息的选择性存储；以及装置，响应于来自供电电路的检测EPF信号向存储设备的控制器电路提供修改后待机立即(MSI)命令。MSI命令使存储设备的电路完成对存储介质的特定扇区的当前数据写入操作，并停止所有其他写入操作。

在附图和以下描述中提出了一个或多个实现方式的细节。即使以一种特定的方式进行描述，但是应当清楚的是，可以以各种方式来配置或具体体现那些实现方式。例如，实现方式可以作为方法来执行，或者可以具体体现为，被配置为执行一组操作的设备或存储用于执行一组操作的指令的设备。根据结合附图和权利要求考虑的以下详细描述，其他方面和特征将变得显而易见。

附图说明

在附图中，类似的参考数字表示类似的组件，其中：

图1示出了实现本发明的方法的机顶盒的框图；

图2是根据本发明实现方式的事件和信号的时序图；

图3a是根据本发明实现方式的方法的流程图；

图3b是根据本发明另一实现方式的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于接收和记录数据(如通过卫星网络传送的音频和视频)的机顶盒100的示意框图。机顶盒包含用于对诸如包括纠错的四相移键控(QPSK)格式的卫星信号进行接收和解调的电路。还使用运动图像专家组(MPEG)处理将解调的信号、传输流解码为视频和音频的单独流。将视频和音频信号发送至显示设备(未示出)。控制器101管理机顶盒的操作，包括管理用户接口和将信号路由至各个模块和连接器。控制器101还控制路由至存储设备(104、106)(如，HDD)的信号和从存储设备(104、106)路由来的信号。

本发明的一个实现方式采用了源自供电电路102的早期电源失效(EPF)信号，该信号在诸如HDD的电路最终中断前约30ms通知控制器101。

在正常情况下，所发出的正常待机立即命令将高速缓存的数据转储到HDD的磁盘，然后磁头停止移动。由于正常高速缓存大小为8MB，通常缓冲转储会花费比EPF时间(即，30ms)更长的时间。通过响应于EPF发出标准(未修改)待机立即命令实际上使问题变得更糟糕。这是由于通过发出标准(未修改)命令，实质上确保了当30ms期满并且确实失去供电时HDD将向磁盘写入。如上所述，这是将引起写接合错误的情况。

根据一个实施例，一旦控制器识别了EPF中断信号，进入例程以向HDD电路发送修改后待机立即(MSI)命令。修改后待机立即命令被配置为对HDD命令的行为进行修改，使得仅完成当前(即，当检测到EPF时)正被写入的扇区，然后放弃(而不是写入)高速缓存存储器的其余部分，然后磁头停止移动。HDD识别修改后待机立即命令并完成对HDD存储介质上的扇区的数据写入。HDD然后停止其写操作，并将不再对HDD存储介质进行写操作。EPF信号和修改后待机立即命令的组合保证了通过允许驱动器完成最后扇区写入并使磁头停止移动，以在中断电源之前成功地完成了对HDD存储介质的所有写入功能。这将防止发生写接合错误的情况。

图2示出了使用本实施例方面的与HDD操作有关的事件时序的典型时序图。所示EPF信号200在由于电源失效事件而使HDD的5V电源信号202实际上脱离了正常水平之前接近30ms时发生。示出的针对HDD的修改后待机立即(MSI)命令204在识别EPF信号之后并在由于电源失效而使对HDD的5V电源信号脱离了正常水平之前开始。通常，一旦由供电电路101产生了EPF信号，会在2ms之内检测到。一旦检测到，就发出MSI命令，优选地，立即发出，最后的写命令不会多于17ms持续时间。该17ms持续时间在时间上足以提供根据64kB系统的最大写入命令大小。根据本实现方式，如果需要，这为HDD提供了附加的11ms的缓冲时间206(即，在正常30ms切断时间段期间)，以完成其对特定扇区的写入操作、并使磁头停止移动、以及清除剩余高速缓存存储器数据。因此，在检测EPF信号的存在之后，本发明的系统将完成当前数据写入操作、并使磁头停止移动、以及在电源失效之前不超过剩余的28ms(即，在本示例中，30ms-2ms来检测EPF)内关闭存储设备。

图2示出了EPF时间为约30ms的示例。这里所提出的该EPF时间仅作为示例，本领域技术人员将认识到，针对存储设备的EPF时间可以因制造商而改变。不管制造商的规范是否涉及相同的EPF时间，本发明的MSI将操作用于增加EPF中可用的时间。

图3a示出了根据本发明的方法300的流程图。如上所述，首先，检测到EPF的存在(302)。当检测到EPF时，将修改后待机立即(MSI)命令发送至HDD电路(304a)。作为响应，HDD识别MSI信号并完成其对特定扇区的数据的当前数据写入循环(306)，并且放弃任何剩余的缓冲数据，而不将该剩余的缓冲数据写入存储介质。当最终丧失电源时将放弃高速缓存中的剩余数据，并且HDD中的RAM高速缓存丢失其数据。

根据图3b所示的另一实现方式，修改后待机立即(MSI)命令还可以向控制器提供返回肯定应答信号，以确认适当地实现了修改后的写入功能(304b)。结合EPF信号使用本发明的修改后待机立即命令操作用于防止存储介质中发生写入接合错误，并由于电源失效时间还允许将写入暂停。

描述的实现方式的特征和方面可以应用于各种应用。如上所述，应用例如包括个人使他们家庭中的主机设备与使用通过电缆的以太网通信架构的互联网进行通信。然而，这里所描述的特征和方面可以适用于其他应用邻域，并相应地，其他应用是可能的并可以想到的。例如，用户可以位于他们家庭的外面，例如，在公共场所或在他们的工作地点。此外，可以使用以太网和电缆以外的协议和通信介质。例如，可以通过光纤光缆、通用串行总线(USB)电缆、小型计算机系统接口(SCSI)电缆、电话线路、数字订户线/环线(DSL)线路、卫星连接、视线连接、以及蜂窝连接(并使用关联的协议)来发送和接收数据。

例如，这里所描述的实现方式可以以方法或过程、设备或软件程序来实现。即使仅在单一形式的实现方式的上下文中进行讨论(例如，仅作为方法进行讨论)，所讨论的特征的实现方式也可以以其他形式(例如，设备或程序)实现。例如设备可以在适当的硬件、软件和固件中实现。例如，方法可以在诸如处理器的设备中实现，该处理器通常指代例如包括计算机、微处理器、集成电路或可编程逻辑器件在内的处理设备。处理设备还可以包括通信设备，例如，计算机、蜂窝电话、便携式/个人数字助理(“PDA”)、以及便于终端用户之间信息通信的其他设备。

这里描述的各个处理和特征的实现方式可以在各种不同的设备或应用中体现，具体地，例如，与数据传送和接收相关联的设备和应用。设备的示例包括视频编码器、视频解码器、视频编解码器、web服务器、机顶盒、膝上型电脑、个人计算机、以及其他通信设备。本领域技术人员都清楚，设备可以是移动的，并甚至可以安装在移动设备中。

此外，可以通过由处理器执行的指令来实现上述方法，并且可以将这样的指令存储在处理器可读介质中，例如，集成电路、软件载体或其他存储设备(例如，硬盘、光盘、随机存取存储器(“RAM”)或只读存储器(“ROM”))。指令可以形成具体体现在处理器可读介质商的应用程序。本领域技术人员都清楚，处理可以包括具有例如用于执行处理的指令的处理器可读介质。

对本领域技术人员是显而易见的，实现方式还可以产生格式化的信号，以承载例如被存储或传送的信息。该信息可以包括：例如，用于执行方法的指令、由描述的实现方式之一产生的数据。例如，这样的信号可以被格式化为电磁波(例如，使用频谱的射频部分)或基带信号。格式化包括：例如，对数据流进行编码、对已编码的流进行封装、以及利用封装的流对载波进行调制。信号承载的信号例如可以是模拟或数字信息。如已知，可以通过各种不同的有线或无线链路来传送信号。

已描述了许多实现方式。然而，将理解的是，可以进行各种修改。例如，可以对不同实现方式的元件进行组合、补充、修改或移除，以产生其他实现方式。此外，本领域技术人员将理解，其他结构和处理可以代替所公开的那些结构和处理，并且产生的实现方式将以至少实质上相同的方式执行至少实质上相同的功能，以实现至少实质上与所公开的实现方式相同的结果。相应地，这些和其他实现方式在以上权利要求的范围内。

Claims (12)

1、一种方法，包括以下步骤：

对早期电源失效信号进行检测，以指示待决电源失效，

响应于所述早期电源失效信号来产生信号，

输出控制信号以停止数据存储，而不会损坏所存储的数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，所述控制信号是针对存储介质的控制器电路的修改后待机立即(MSI)命令。

3、根据权利要求2所述的方法，其中，存储介质的控制器电路完成当前数据写入操作并停止其他写入操作。

4、根据权利要求2所述的方法，其中，所述产生还包括：向控制器发送肯定应答信号(304b)，以指示：已发出MSI命令，并且根据所述MSI命令正在对存储介质的写入操作进行管理。

5、根据权利要求2所述的方法，还包括放弃剩余的高速缓存数据。

6、根据权利要求5的方法，其中，在早期电源失效信号结束时由电源失效的高速缓存存储器执行所述放弃。

7、一种设备，包括：

控制器(101)，被配置为向存储设备提供命令；

电路(102)，被配置为如果发生电源失效向控制器提供早期电源失效(EPF)信号；

存储设备(104、106)，具有与所述控制器进行通信的控制电路；以及

向存储设备提供命令的装置，所述命令指示所述存储设备将完成当前数据写入并停止其他写入操作。

8、根据权利要求7所述的设备，其中，所述装置还包括：

用于在完成当前数据写入操作之后放弃剩余的高速缓存数据的装置。

9、根据权利要求7所述的设备，还包括：用于向控制器提供肯定应答信号的装置，所述肯定应答信号指示已发出了所述命令并根据所述命令正对存储设备的写入操作进行管理。

10、根据权利要求8所述的设备，其中，所述放弃装置包括：在EPF信号结束时由电源失效的高速缓存存储器保持高速缓存的数据。

11、一种包括计算机可用介质在内的计算机程序产品，所述计算机可用介质具有嵌入在其上、用于在机顶盒的元件之间进行通信的计算机可读程序代码，所述计算机程序产品包括：

用于对来自向存储设备提供电源的电路的早期电源失效(EPF)信号进行检测的程序代码；

用于向存储设备的控制器电路发出命令的程序代码；

用于在发出命令时使存储设备的控制器电路完成当前数据写入操作的程序代码；以及

用于停止对存储介质的其他写入操作的程序代码。

12、根据权利要求11所述的计算机程序产品，还包括：用于向控制器发送肯定应答信号的程序代码，所述肯定应答信号指示，已发出了所述命令并根据所述命令正对存储介质的写入操作进行管理。

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