CN104077246A - 一种实现易失性存储器备份的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现易失性存储器备份的装置，包括易失性存储器、非易失性存储器、用于选择外部电源或者内部电源供电的电源切换单元、用于极端异常掉电时供电的内部电源、和混合存储器控制单元。通过本发明提供的技术方案，极端异常掉电时采用混合存储器控制单元完成了将易失性存储器内的数据备份至非易失性存储器中，避免了多个模块协调配合完成该功能，从而有效降低了对易失性存储器数据备份的设计和调试的复杂度，很好地满足了对易失性存储器备份的市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及备份技术，尤指一种极端异常掉电时，实现易失性存储器备份的装置。
背景技术
众所周知，例如同步动态随机存取存储器(SDRAM)芯片的易失性存储器芯片或由多个易失性存储器芯片构成的内存条(下文统称为易失性存储器)广泛的应用于个人计算机、服务器、各种网络设备和计算设备等设备中。易失性存储器掉电时，其中存储的数据会丢失。特别是应用于关键场合的、使用易失性存储器的设备的外部电源和备用外部电源同时停止供电或者设备的系统异常重启(下文将此两种情况称为极端异常掉电)时，易失性存储器中存储的尚未处理的数据立刻丢失，这将带来巨大损失。
如上所述，为了避免极端异常掉电所带来的巨大损失，在极端异常掉电时，如何对易失性存储器中数据进行备份为本领域人员研究的热点。目前，一种极端异常掉电时对易失性存储器备份的装置，其数据备份路径为易失性存储器——易失性存储器控制单元——中央处理单元——非易失性存储器控制单元——非易失性存储器，该装置使用多个单元协调配合完成数据备份，增加了其设计和调制的复杂度，并且掉电后仍需要通过设备内部备份电源(下文中称为内部电源)对多个模块进行供电一段时间，对内部电源的电量有较高的要求，从而不能很好地满足极端异常掉电时对易失性存储器备份的设计和调试的复杂度较低、所需内部电源的电量较小的市场需求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现易失性存储器备份的装置，能够有效降低其设计和调试的复杂度、以及对内部电源的电量的需求，从而很好地满足极端异常掉电时对易失性存储器备份的市场需求。
为了达到本发明目的，本发明公开了一种实现易失性存储器备份的装置，包括易失性存储器、非易失性存储器、用于选择外部电源或者内部电源供电的电源切换单元、用于极端异常掉电时供电的内部电源、和混合存储器控制单元，其中，
所述电源切换单元分别与所述外部电源和所述内部电源相连，并将备份使能信号输出给所述混合存储器控制单元；
所述内部电源分别与所述电源切换单元和所述外部电源相连；
所述混合存储器控制单元通过第一总线和标准的非易失性存储器总线分别与所述易失性存储器和所述非易失性存储器连接，其中，所述第一总线为标准的易失性存储器总线，所述混合存储器控制单元用于在来自所述电源切换单元的备份使能信号有效时，将所述易失性存储器内的数据备份至所述非易失性存储器中。
所述混合存储器控制单元的第二总线作为该装置的对外接口，其中，所述第二总线为标准的易失性存储器总线，所述混合存储器控制单元在来自所述电源切换单元的备份使能信号无效时，用于该装置外部的器件通过所述第二总线访问所述易失性存储器和所述非易失性存储器。
所述非易失性存储器的容量大于或等于所述易失性存储器的容量。
与现有技术相比，本发明技术方案包括易失性存储器、非易失性存储器、用于选择外部电源或者内部电源供电的电源切换单元、用于极端异常掉电时供电的内部电源、和混合存储器控制单元，其中，电源切换单元分别与外部电源和内部电源相连，并将备份使能信号输出给混合存储器控制单元；内部电源分别与电源切换单元和外部电源相连；混合存储器控制单元通过第一总线和标准的非易失性存储器总线分别与易失性存储器和非易失性存储器连接，其中，第一总线为标准的易失性存储器总线，混合存储器控制单元用于在来自电源切换单元的备份使能信号有效时，将易失性存储器内的数据备份至非易失性存储器中。通过本发明提供的技术方案，在极端异常掉电时，相比于现有技术需要多个单元协调配合完成数据备份，本发明技术方案通过混合存储器控制单元完成了将易失性存储器内的数据备份至非易失性存储器中，数据备份路径为易失性存储器——混合存储器控制单元——非易失性存储器。这样，针对极端异常掉电时对易失性存储器备份，一方面，有效降低了设计和调试的复杂度；另一方面，由于内部电源所需供电的单元明显减少，所以有效降低了内部电源的电量的需求，使得能够使用小电量的内部电源；从而很好地满足了极端异常掉电时对易失性存储器备份的设计和调试的复杂度较低、内部电源的电量较小的市场需求。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实现易失性存储器备份的装置的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1为本发明实现易失性存储器备份的装置的组成结构示意图，如图1所示，包括易失性存储器、非易失性存储器、用于选择外部电源或者内部电源供电的电源切换单元、用于极端异常掉电时供电的内部电源、和混合存储器控制单元。其中，
易失性存储器通过第一总线与混合存储器控制单元连接，其中，第一总线为标准的易失性存储器总线。易失性存储器可以由一个或者多个易失性存储器芯片构成，易失性存储器芯片的类型可以为第三代双数据率同步动态随机存取存储器(DDR3SDRAM)、第二代双数据率同步动态随机存取存储器(DDR2SDRAM)或者其他类型。
非易失性存储器通过标准的非易失性存储器总线与混合存储器控制单元连接。其中，非易失性存储器可以由一个或者多个非易失性存储器芯片构成，非易失性存储器芯片的类型可以为闪速存储器(Flash Memory)、相变存储器(PCM)、自旋转移力矩随机存取内存(STT-RAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)或者其他类型。
电源切换单元分别与外部电源和内部电源相连，并将备份使能信号输出给混合存储器控制单元，用于完成所接收的外部电源或者内部电源的电量的选择和转换以向易失性存储器、非易失性存储器和混合存储器控制单元提供适合于它们使用的电量。当外部电源正常供电时，采用外部电源供电且控制备份使能信号无效，当外部电源中断供电时，切换至内部电源供电且控制备份使能信号有效。其中，电源切换单元的具体实现为本领域人员的惯用技术手段，不用于限定本发明的保护范围，此处不再赘述。
内部电源分别与电源切换单元和外部电源相连。内部电源用于当外部电源正常供电时，进行充电操作以存储电量，当外部电源中断供电时，向本发明装置提供电量。其中，内部电源可以为超级电容。
混合存储器控制单元通过第一总线和标准的非易失性存储器总线分别与易失性存储器和非易失性存储器连接，混合存储器控制单元的第二总线作为本发明装置的对外接口，第二总线为标准的易失性存储器总线，例如DDR3SDRAM、第三代双数据率同步动态随机存取存储器双列直插式存储模块(DDR3SDRAM DIMM)或者其他类型总线。具体来讲，
当来自电源切换单元的备份使能信号无效时，混合存储器控制单元用于支持本发明装置外部的器件(例如中央处理单元)，通过第二总线访问易失性存储器和非易失性存储器。具体来讲，混合存储器控制单元，当从第二总线上收到来自本发明装置外部的器件的访问请求时，可以通过该访问请求中的地址最高位来区分要访问的存储器类型是易失性存储器还是非易失性存储器，或者可以通过其他地址位来区分要访问的存储器类型。
当来自电源切换单元的备份使能信号有效时，混合存储器控制单元用于将易失性存储器内的数据备份至非易失性存储器。也就是说，混合存储器控制单元从易失性存储器中读取全部数据，并将所读取的全部数据写入到非易失性存储器中。其中，内部电源的电量能够保证在其供电期间混合存储器控制单元完成数据备份。
为了保证数据的完整备份，非易失性存储器的容量应该大于或等于易失性存储器的容量。
为了避免混合存储器控制单元中用于缓存来自易失性存储器的读取数据的缓存溢出而造成数据备份错误，在将所述易失性存储器内的数据备份至所述非易失性存储器中时，单位时间内对易失性存储器的读取数据量小于或者等于对非易失性存储器的写入数据量，其中，单位时间可以为微秒级时间，例如10微妙、20微妙、或50微妙。
其中，通过第二总线即标准的易失性存储器总线访问易失性存储器和非易失性存储器、以及将易失性存储器内的数据备份至非易失性存储器的具体实现，可以通过可编程逻辑阵列(FPGA)、或者专用集成电路(ASIC)的设计或者其他方式来实现，属于本领域人员的惯用技术手段，此处不再赘述。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (3)
1.一种实现易失性存储器备份的装置，其特征在于，包括易失性存储器、非易失性存储器、用于选择外部电源或者内部电源供电的电源切换单元、用于极端异常掉电时供电的内部电源、和混合存储器控制单元，其中，
所述电源切换单元分别与所述外部电源和所述内部电源相连，并将备份使能信号输出给所述混合存储器控制单元；
所述内部电源分别与所述电源切换单元和所述外部电源相连；
所述混合存储器控制单元通过第一总线和标准的非易失性存储器总线分别与所述易失性存储器和所述非易失性存储器连接，其中，所述第一总线为标准的易失性存储器总线，所述混合存储器控制单元用于在来自所述电源切换单元的备份使能信号有效时，将所述易失性存储器内的数据备份至所述非易失性存储器中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述混合存储器控制单元的第二总线作为该装置的对外接口，其中，所述第二总线为标准的易失性存储器总线，所述混合存储器控制单元在来自所述电源切换单元的备份使能信号无效时，用于该装置外部的器件通过所述第二总线访问所述易失性存储器和所述非易失性存储器。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述非易失性存储器的容量大于或等于所述易失性存储器的容量。
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