CN104361907A - 一种flash存储器的计数方法 - Google Patents

Abstract

一种FLASH存储器的计数方法，尤其涉及一种是作为计数器用FLASH存储器的存储方法，主要采用进制换算的计算方法，使得计数数据记录到一定的值后才执行擦除操作，使得可以计数非常大的计数值。与现有技术相比，本发明的有益效果是：在存储累计数值时，可以记录超大容量的数据，同时极大的减少了FLASH存储器扇区擦除的次数，提高了FLASH存储器的使用寿命。

Description

一种FLASH存储器的计数方法

技术领域

本发明涉及一种FLASH存储器的存储方法，尤其是作为计数器用FLASH存储器的存储方法。

背景技术

FLASH存储器是一种可擦除、非易失性存储元件，具有速度快，价格便宜的特点。FLASH存储器具有断电保存数据的功能，在一切工矿设备中具有不可替代的作用。FLASH存储器的数据擦除是以固定的区块为单位进行擦除，区块大小一般为256kb至20mb。FLASH存储器通过二进制0、1存储数据，并且写操作只能将1改写为0，不能将0改写成1。FLASH擦除以扇区为单位，FLASH擦除后扇区内数据全变为1。FLASH存储器的主要问题是存在擦除次数限制的问题，一般情况下擦除10万次FLASH存储器就会损坏报废。尤其是把FLASH存储器作为计数器使用时，10万次的擦除动作远远不够，为此一般情况下FLASH存储器的操作都为多次写入后执行一次擦除的方式，尤其是在一次擦除前写入数据越多越好。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种FLASH存储器的计数方法，在存储累计数值时，可以记录超大容量的数据，同时极大的减少了FLASH存储器扇区擦除的次数，提高了FLASH存储器的使用寿命。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种FLASH存储器的计数方法，包含以下几个步骤：

a1)FLASH存储器包括N个计数块，记为X_i，其中N≥1，1≤i≤N，且N、i为整数；

a2)计数块X_i包括M个计数区，记为E_ij，M≥2，1≤j≤M，且M、j为整数，每个计数区E_ij包括若干个扇区；

初始阶段，设置计数块X₁内所有计数区E_1j内扇区的值以二进制表示全为1，同时值的写入由计数区E₁₁开始；

a3)计数时，每当计数变化一个单位，就向计数区E₁₁写入一次数据，使扇区内一个数据1变成数据0，直至计数区E₁₁扇区内数据皆为0；

a4)当计数区E₁₁扇区内数据皆为0，且计数变化一个单位时，就向计数区E₁₂写入一次数据，使计数区E₁₂扇区内一个数据1变成数据0，同时擦除计数区E₁₁内所有扇区数据，使得计数区E₁₁扇区的值以二进制表示全为1，然后重新由a3步骤循环；

a5)当计数区E₁₁和计数区E₁₂扇区内数据皆为0，且计数变化一个单位时，就向计数区E₁₃写入一次数据，使计数区E₁₃扇区内一个数据1变成数据0，同时擦除计数区E₁₂和计数区E₁₁内所有扇区数据，使得计数区E₁₁和计数区E₁₂扇区的值以二进制表示全为1，然后重新由a3步骤循环；

a6)以此类推，当计数区{E₁₁，E₁₂…E_1(j-1)}(2≤j≤M)扇区内数据皆为0时，就向计数区E_ij写入一次数据，使扇区内一个数据1变成数据0，同时擦除计数区{E₁₁，E₁₂…E_1(j-1)}(2≤j≤M)内所有扇区数据，使得计数区{E₁₁，E₁₂…E_1(j-1)}(2≤j≤M)扇区的值以二进制表示全为1，然后重新由a3步骤循环；

a7)读计数块X₁内数据时，设置计数区E_ij的数据长度n_f，数据为0的位数为m_f，1≤f≤M，且f为整数，那么计数数据就为：m₁+m₂(n₁+1)+m₃(n₂+1)(n₁+1)+…..+m_f(n_f-1+1)…(n₂+1)(n₁+1)；

其余计数块X_i的计数方法与计数块X₁一致。

上述技术方案中，优选的，所述的FLASH存储器还包括若干个记录块，每当从某一计数块X_i内读取数据时，通过步骤a7读取该计数块X_i内数据后，把此数据记录到所述的记录块内。

上述技术方案中，优选的，某一计数块X_i内所有计数区E_ij扇区内全部值都为0时，通过步骤a7读取该计数块X_i内数据记录到所述的记录块内，同时对该计数块X_i内所有计数区E_ij执行擦除操作，然后重新由a3步骤循环。

上述技术方案中，优选的，在步骤a3、a4、a5、a6中，数据写入计数区E_ij的规则为：计数区E_ij内某一扇区数据全部写入完毕后才对该计数区E_ij其他扇区进行写入操作；单个扇区数据写入时由从低位向高位依次写入，每次写入使一个数据1变为数据0。

上述技术方案中，更进一步，可以包括如下几个步骤：

b1)把某一计数块X_i分成两个计数区，分别为倍数区和余数区，所述的倍数区包括P个扇区，记为Y_ia，其中P≥1，1≤a≤P，且P、a为整数，所述的余数区包括Q个扇区，记为Z_ib，其中Q≥1，1≤b≤Q，且Q、b为整数；

初始阶段，倍数区和余数区内所有扇区的值以二进制表示全为1；

b2)计数时，每当计数变化一个单位，就向余数区Z_ib写入一次数据，使一个数据1变成数据0，直至余数区Z_ib中数据皆为0；

b3)当余数区Z_ib中数据皆为0,且计数变化一个单位时，，就向倍数区Y_ia写入一次数据，使一个数据1变成数据0，同时对余数区Z_ib执行擦除动作，然后重新由b2步骤循环；

b4)读该计数块X_i内数据时，设置余数区Z_ib的位数为α，余数区Z_ib内为0的数据个数为β，倍数区Y_ia内为0的数据个数为γ，那么计数数据就为γ*(α+1)+β。

本方法主要用于累计计数的数据在FLASH存储器内的储存(比如电表的度数，水表的度数，行驶的里程数等)，相比于其他数据，累计计数数据有其特殊性，由于数据不定时的增加，如果用FLASH存储器普遍的“写入-擦除-写入”法，FLASH存储器约10万次的擦除限制远远不能记录大量的数据。而FLASH存储器具有断电保存数据的功能，绝大多数的累计计数都要在断电的情况下进行保存，为此也只有类似FLASH存储器这种不挥发性内存才有存储这类数据。而这类数据频繁的写入，会对FLASH存储器的寿命造成严重的影响，如果FLASH存储器在使用中损坏，数据就会丢失或者失真，这对现代工业来说是绝对不能允许发生的事情。为此本方法是一种专门在FLASH存储器中记录累计数值的方法，在能记录大量数据的同时，极大的减少了擦除的次数，基本可以在FLASH存储器因为长时间使用而造成的不可逆损坏前，FLASH存储器使用时的擦除次数还未达到最大值。

在FLASH存储器内可以设置多个计数块，每个计数块都可以记录一个累积数值，一个FLASH存储器就可以同时记录多个设备的累积数值。在计数块内设置有至少两个计数区，计数区由不同数量的扇区组成，由于FLASH存储器的特性，扇区的大小是在生产时就设定好的。同时由于FLASH存储器的读写特性，扇区里的至非1既0，并且只能有1改为0。本方法就利用FLASH存储器的这种特性就行累计数值的存储。在进行计数前，需要全部初始化，计数块内所有扇区数据都为1，然后开始计数。为了方便计数以及减少最后换算时的计算量，需要对计数区进行排序，计数区内扇区的数量对排序没有影响，排序只是为了让计数区顺序的写入数据。为了方便计数以及减少最后换算时的计算量，还需要对计数区内的扇区进行排序，一个扇区内的数据写入完后再进行下个扇区的写入。在扇区内的写入遵循由从低位向高位依次写入，每次写入使一个数据1变为数据0的规则。这种写入的模式，使得外部计量变化一个单位，就让扇区内的一个为1的值变为0，如果一个计数区内所有扇区的值都为0，就让下一个计数区内扇区内的一个值变为0，原来的计数区进行擦除动作，重新计数。如此循环，直至所有计数区的值都为0。这种计数方法类似数学进制，不同计数区类似个、十、百、千、万等位，每个计数区内扇区的总长度就是进制的基数，相邻计数区之间的进制位可以不同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在存储累计数值时，可以记录超大容量的数据，同时极大的减少了FLASH存储器扇区擦除的次数，提高了FLASH存储器的使用寿命。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1：FLASH存储器内某一计数块包括三个计数区，分别为第一计数区、第二计数区和第三计数区。每个计数区包含两个扇区，每个扇区的大小为4bits。具体换算如表1所示。

表1：计数换算表

参考表1，每个计数区由两个4bits的扇区组成，则计数8个单位后第二计数区写入一次，计数91个单位后第三计数区计数一次，一个计数块最高的计数值为728，要记录到这个数值，需要进行扇区的擦除工作102次。

实施例2：FLASH存储器内某一计数块包含倍数区和余数区，倍数区和余数区各包含16个扇区，每个扇区的大小为4Kbytes，即为32Kbits。则余数区长度为32768，余数区存储32769个单位后，倍数区才写入一次。则整个计数块写满后总共可以计数1073807360单位，而计数块的大小只有128KB。记录到1073807360单位时，也只需擦除32768次。

通过实施例1和实施例2的表述，只要扇区的长度足够长，计数区的个数足够多，就能存储超大数值的计数数据，同时，对于一个较小的FLASH存储器来说，如果只单独作为一个计数用存储器，一个存储器可以同时记录多个装备的计数值。如果计数区全部计数完后，还可以储存这个值后，擦除所有计数区从新开始计数。

Claims (5)

1.一种FLASH存储器的计数方法，其特征为包换以下几个步骤：

a1)FLASH存储器包括N个计数块，记为X_i，其中N≥1，1≤i≤N，且N、i为整数；

a2)计数块X_i包括M个计数区，记为E_ij，M≥2，1≤j≤M，且M、j为整数，每个计数区E_ij包括若干个扇区；

初始阶段，设置计数块X₁内所有计数区E_1j内扇区的值以二进制表示全为1，同时值的写入由计数区E₁₁开始；

a3)计数时，每当计数变化一个单位，就向计数区E₁₁写入一次数据，使扇区内一个数据1变成数据0，直至计数区E₁₁扇区内数据皆为0；

a4)当计数区E₁₁扇区内数据皆为0，且计数变化一个单位时，就向计数区E₁₂写入一次数据，使计数区E₁₂扇区内一个数据1变成数据0，同时擦除计数区E₁₁内所有扇区数据，使得计数区E₁₁扇区的值以二进制表示全为1，然后重新由a3步骤循环；

a5)当计数区E₁₁和计数区E₁₂扇区内数据皆为0，且计数变化一个单位时，就向计数区E₁₃写入一次数据，使计数区E₁₃扇区内一个数据1变成数据0，同时擦除计数区E₁₂和计数区E₁₁内所有扇区数据，使得计数区E₁₁和计数区E₁₂扇区的值以二进制表示全为1，然后重新由a3步骤循环；

a6)以此类推，当计数区{E₁₁，E₁₂…E_1(j-1)}(2≤j≤M)扇区内数据皆为0时，就向计数区E_ij写入一次数据，使扇区内一个数据1变成数据0，同时擦除计数区{E₁₁，E₁₂…E_1(j-1)}(2≤j≤M)内所有扇区数据，使得计数区{E₁₁，E₁₂…E_1(j-1)}(2≤j≤M)扇区的值以二进制表示全为1，然后重新由a3步骤循环；

a7)读计数块X₁内数据时，设置计数区E_ij的数据长度n_f，数据为0的位数为m_f，1≤f≤M，且f为整数，那么计数数据就为：m₁+m₂(n₁+1)+m₃(n₂+1)(n₁+1)+…..+m_f(n_f-1+1)…(n₂+1)(n₁+1)；

其余计数块X_i的计数方法与计数块X₁一致。

2.根据权利要求1所述的一种FLASH存储器的计数方法，其特征为，所述的FLASH存储器还包括若干个记录块，每当从某一计数块X_i内读取数据时，通过步骤a7读取该计数块X_i内数据后，把此数据记录到所述的记录块内。

3.根据权利要求2所述的一种FLASH存储器的计数方法，其特征为，某一计数块X_i内所有计数区E_ij扇区内全部值都为0时，通过步骤a7读取该计数块X_i内数据记录到所述的记录块内，同时对该计数块X_i内所有计数区E_ij执行擦除操作，然后重新由a3步骤循环。

4.根据权利要求1所述的一种FLASH存储器的计数方法，其特征为，在步骤a3、a4、a5、a6中，数据写入计数区E_ij的规则为：计数区E_ij内某一扇区数据全部写入完毕后才对该计数区E_ij其他扇区进行写入操作；单个扇区数据写入时由从低位向高位依次写入，每次写入使一个数据1变为数据0。

5.根据权利要求1所述的一种FLASH存储器的计数方法，其特征为，

b1)把某一计数块X_i分成两个计数区，分别为倍数区和余数区，所述的倍数区包括P个扇区，记为Y_ia，其中P≥1，1≤a≤P，且P、a为整数，所述的余数区包括Q个扇区，记为Z_ib，其中Q≥1，1≤b≤Q，且Q、b为整数；

初始阶段，倍数区和余数区内所有扇区的值以二进制表示全为1；

b2)计数时，每当计数变化一个单位，就向余数区Z_ib写入一次数据，使一个数据1变成数据0，直至余数区Z_ib中数据皆为0；

b3)当余数区Z_ib中数据皆为0,且计数变化一个单位时，，就向倍数区Y_ia写入一次数据，使一个数据1变成数据0，同时对余数区Z_ib执行擦除动作，然后重新由b2步骤循环；

b4)读该计数块X_i内数据时，设置余数区Z_ib的位数为α，余数区Z_ib内为0的数据个数为β，倍数区Y_ia内为0的数据个数为γ，那么计数数据就为γ*(α+1)+β。