CN105095101A - 向存储器写入数据的方法及装置、智能卡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种向存储器写入数据的方法及装置、智能卡。该方法包括：根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页；根据备份页的写入次数判断备份页是否需要替换；当判定备份页需要替换时，根据写入次数从两个以上页中选取替换页，将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元；当判定备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元。本发明用以实现延长存储器的使用寿命，并在数据写入时可以进行掉电保护。

Description

向存储器写入数据的方法及装置、智能卡

技术领域

本发明涉及存储器领域，尤其涉及一种向存储器写入数据的方法及装置、智能卡。

背景技术

存储器在现代信息技术中广泛应用于信息的保存，是一种记忆设备，主要功能是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。

在现有技术中，存储器中某一存储区域在执行写入操作时若发生掉电，则将要写入的数据就无法完整写入存储器，而需要被替换的原始数据可能已经被全部或部分擦除，这就造成这一存储区域的原始数据丢失。例如：在智能卡系统中，每次对智能卡执行写入操作之前读卡器都要先读取并存储智能卡内的原始数据，若写入过程中发生掉电，会使智能卡内的原始数据丢失，这样由读卡器存储了执行写入操作之前智能卡的原始数据，待下次对智能卡上电时读卡器需要再对这个备份的原始数据进行恢复。但是，这种方法使得智能卡对原始数据的备份完全依赖于读卡器，并且对于智能卡的存储器本身而言，并没有掉电保护的功能。

另外，影响存储器使用寿命的重要因素就是存储器的可写次数，而存储器的可写次数有一个上限，例如：可写100000次，也就是说存储器的使用寿命是一定的。若存储器在执行写入操作时针对的存储区域一为该存储器的写入操作的操作单位，在使用存储器的过程中，控制端可能需要以存储区域二为操作单位执行写入操作，且存储区域二比存储区域一的存储区域小，在这种情况下，若对存储区域二的数据进行不断更新，则存储器不仅会对存储区域一反复执行写入的操作，还会对存储区域一中除了存储区域二以外的其他存储区域执行反复写入的操作，这就使得其他存储区域的可写次数被浪费，从而减少了存储器的使用寿命，相应地，应用此存储器的智能卡的使用寿命也会减少。例如若智能卡要求执行数据的写入操作是以容量为16字节的块为操作单位，而该智能卡中的存储器是以页为执行写入操作的操作单位，假设一页的容量为128字节，那么就可以在一页中存放128÷16＝8个块，如果需要频繁对一页中的一个块执行写入操作，该页其他的块也会一起被执行写入操作，那么就会造成存储器的使用寿命大大减少。

发明内容

本发明提供一种向存储器写入数据的方法及装置、智能卡，用以实现延长存储器的使用寿命，并在数据写入时可以进行掉电保护。

本发明提供一种向存储器写入数据的方法，所述存储器包括两个以上页，所述页包括数据单元和信息单元，所述数据单元存储数据，所述信息单元存储辅助信息，所述辅助信息包括逻辑页号、用于对所述数据进行校验的校验值和写入次数，所述方法包括：

根据所述校验值从所述两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页；

根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换；

当判定所述备份页需要替换时，根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页，将所述替换页的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元，将所述替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入所述新的备份页的数据单元，更新所述新的备份页的信息单元；

当判定所述备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元。

本发明还提供一种向存储器写入数据的装置，所述存储器包括两个以上页，所述页包括：数据单元和信息单元，所述数据单元存储数据，所述信息单元存储辅助信息，所述辅助信息包括逻辑页号、用于对所述数据进行校验的校验值和写入次数，所述装置包括：

第一选取模块，用于根据所述校验值从所述两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页；

判断模块，用于根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换；

第一写入模块，用于当判定所述备份页需要替换时，根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页，将所述替换页的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元，将所述替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入所述新的备份页的数据单元，更新所述新的备份页的信息单元；

第二写入模块，用于当判定所述备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元。

本发明还提供一种智能卡，包括：射频接口、控制器和存储器，所述存储器包括两个以上页，所述页包括：数据单元和信息单元，所述数据单元存储数据，所述信息单元存储辅助信息，所述辅助信息包括逻辑页号、用于对所述数据进行校验的校验值和写入次数；

所述控制器用于根据所述校验值从所述两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换，当判定所述备份页需要替换时，根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页，将所述替换页的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元，将所述替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入所述新的备份页的数据单元，更新所述新的备份页的信息单元，当判定所述备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元。

在本发明中，第一选取模块根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，然后判断模块根据备份页的写入次数判断备份页是否需要替换，当备份页需要替换时，第一写入模块则根据写入次数从两个以上页中选取替换页，将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元；当备份页不需要替换时，第二写入模块将需要写入的数据写入备份页的数据单元，并更新备份页的信息单元。这样，每次写入数据之前先根据写入次数判断备份页是否需要替换，使存储器的每个页都可以在使用过程中进行替换得到新的备份页，最终达到对各页的均匀使用，使存储器的使用寿命得到均衡，从而延长存储器的总的使用寿命；并且在向存储器写入数据的过程中，由于将数据写入到了备份页中，所以即使在写入过程中发生掉电，也不会影响原始页中的数据，有效地进行了掉电保护。

附图说明

图1为本发明向存储器写入数据的装置实施例的结构示意图；

图2为本发明向存储器写入数据的装置实施例的工作过程示意图；

图3为本发明向存储器写入数据的装置实施例中页的存储格式的具体实例；

图4为本发明向存储器写入数据的装置实施例中具体的工作过程的一个实例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

如图1所示，为本发明向存储器写入数据的装置实施例的结构示意图，该装置可以包括：第一选取模块11、判断模块12、第一写入模块13和第二写入模块14，判断模块12与第一选取模块11连接，第一写入模块13与判断模块12连接，第二写入模块14与第一写入模块13连接，第二写入模块14与判断模块12连接。

在本实施例中，存储器可以包括两个以上页，该页可以包括：数据单元和信息单元，数据单元存储数据，信息单元存储辅助信息，这里的辅助信息可以包括逻辑页号、用于对数据进行校验的校验值和写入次数，写入次数表示该页发生写入操作的次数；第一选取模块11用于根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，若在存储器执行写入操作的过程中执行到某页时发生掉电，则该页的校验值会发生错误，因而可以通过校验值判断某页是否发生掉电，实际中可以通过循环冗余校验、逻辑运算等方法判断校验值是否发生错误，若在此过程中没有页发生掉电，也就是第一选取模块11没有找到发生掉电的页，则可以通过每页的信息单元中的其他辅助信息来选取备份页，例如：根据逻辑页号或写入次数设定选取备份页的依据来选取备份页；判断模块12用于根据备份页的写入次数判断备份页是否需要替换；第一写入模块13用于当判定备份页需要替换时，根据写入次数从两个以上页中选取替换页，将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元，具体地，将替换页的数据写入备份页以后，该备份页就存储了替换页的数据，所以需要对该备份页的信息单元进行更新，例如：写入次数加1，此时，替换页代替原备份页成为新的备份页；第二写入模块14用于当判定备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元。

本实施例的工作过程如下：如图2所示，为本发明向存储器写入数据的装置实施例的工作过程示意图，在该工作过程中，存储器可以包括两个以上页，该页可以包括数据单元和信息单元，数据单元存储数据，信息单元存储辅助信息，辅助信息可以包括逻辑页号、用于对数据进行校验的校验值和写入次数，具体可以包括如下步骤：

步骤21、第一选取模块11根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页；

在存储器执行写入操作的过程中执行到某页时发生掉电，则该页的校验值会发生错误，若某页的校验值没有发生错误，则说明该页没有发生掉电，如果第一选取模块11没有找到发生掉电的页，则可以通过每页的信息单元中的其他辅助信息来选取备份页，例如：根据逻辑页号或写入次数设定选取备份页的依据来选取备份页；

步骤22、判断模块12根据备份页的写入次数判断备份页是否需要替换，若备份页需要替换执行步骤23，否则执行步骤24；

步骤23、第一写入模块13根据写入次数从两个以上页中选取替换页，将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元；

步骤24、第二写入模块14将需要写入的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元。

其中，步骤21可以在开始向存储器执行写入操作时执行一次来选取备份页，后续向存储器执行写入操作时直接根据步骤22判断备份页是否需要替换来得到备份页；也可以在每次执行写入操作时先采用步骤21选取备份页，然后再执行步骤22进一步对备份页是否需要替换进行判断。

在本实施例中，第一选取模块11根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，然后判断模块12根据备份页的写入次数判断备份页是否需要替换，当备份页需要替换时，第一写入模块13则根据写入次数从两个以上页中选取替换页，将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元；当备份页不需要替换时，第二写入模块14将需要写入的数据写入备份页的数据单元，并更新备份页的信息单元。这样，每次写入数据之前先根据写入次数判断备份页是否需要替换，使存储器的每个页都可以在使用过程中进行替换得到新的备份页，最终达到对各页的均匀使用，使存储器的使用寿命得到均衡，从而延长存储器的总的使用寿命；并且在向存储器写入数据的过程中，由于将数据写入到了备份页中，所以即使在写入过程中发生掉电，也不会影响原始页中的数据，有效地进行了掉电保护，例如：对于智能卡系统，可以实现在对智能卡执行写入操作时对数据的备份不必再依赖于读卡器，提高了智能卡使用的可靠性。

可选地，在本实施例中，辅助信息还可以包括轮转序号，轮转序号用于表示逻辑页号相同的页进行写入操作的时间顺序。轮转序号的排号规则可以根据实际情况进行编写，例如：按照写入次数依次递增，假如轮转序号为3，执行一次写入操作后，轮转序号更新为4；轮转序号还可以是以一定的周期进行循环更新，假设次数循环周期为n，其中，n为大于1的自然数，则轮转序号按照在页中执行写入操作的次数，从0到n-1依次变化，待达到n-1以后，在页中再执行写入操作时，轮转序号将又从0开始循环，根据轮转序号的循环顺序，判断写入操作的时间顺序，这种循环更新方法相较于使轮转序号一直递增，数据量较小，节省空间。

可选地，再参见图1所示的示意图，向存储器写入数据的装置还可以包括第二选取模块15，第二选取模块15与第一选取模块11连接，判断模块12与第二选取模块15连接。第二选取模块15用于当第一选取模块11根据校验值从两个以上页中未找到发生掉电的页时，根据轮转序号从逻辑页号相同的页中选取备份页，优选地，选择写入操作执行最早的那个页作为备份页。例如：当轮转序号按照写入次数依次递增时，可以在逻辑号相同的页中选取轮转序号小的页作为备份页。这里，第二选取模块15是提供一种选取备份的另一种依据。可选地，当存储器中还存在未发生过写入操作的空白页时，第一选取模块11还可以用于从两个以上页中选取空白的页作为备份页，这同样也是一种选取备份页的依据，最终目的都是为了得到备份页，在执行写入操作时将需要写入的数据写入得到的备份页中，从而实现对原始数据的备份。

可选地，再参见图1所示的示意图，判断模块12具体可以包括：比较单元121、第一判定单元122和第二判定单元123，其中，比较单元121与第一选取模块11和第二选取模块15连接，第一判定单元122与比较单元121连接，第二判定单元123与比较单元121连接，第一写入模块13与第一判定单元122连接，第二写入模块14与第二判定单元123连接。比较单元121用于将备份页的写入次数与预定阈值进行比较；第一判定单元122用于当备份页的写入次数大于预定阈值时，判定备份页需要替换；第二判定单元123，用于当备份页的写入次数小于或等于预定阈值时，判定备份页不需要替换。这里的预定阈值可以根据实际应用的情况来设定，例如：将预定阈值设定为存储器使用寿命的1％，也就是预定阈值为存储器的可写次数的上限的1％，这样当该备份页的写入次数达到预定阈值时就需要替换。

可选地，在本实施例中，第一写入模块13可以用于根据写入次数从两个以上页中选取写入次数最少的页作为替换页。例如：当该备份页的写入次数达存储器的使用寿命的1％时，就需要对备份页进行替换，此时，根据每页信息单元中的写入次数选取替换页，选取写入次数最少的页作为替换页，然后将备份页与替换页进行替换，产生新的备份页，在写入次数最少的页作为新的备份页后，第一写入模块13将需要写入的数据写入到该新的备份页的数据单元中，更新该新的备份页的写入次数、逻辑页号等辅助信息，防止只对某一页进行频繁写入。

可选地，在本实施例中，页的存储容量可以为128字节，则此页的数据单元和信息单元的存储容量的和为128字节；可选地，页的容量还可以为其他任意的值，只要该页的存储容量足够容纳数据单元和信息单元的数据即可。

如图3所示，为本发明向存储器写入数据的装置实施例中页的存储格式的具体实例，在该实例中，页的容量为128字节，在存储器执行写入操作时是对一个16字节的块进行操作的，那么，该页可以包括8个块，则可以定义该页的前7个块为数据单元，最后一个块为信息单元，则数据单元为112字节，信息单元为16字节，该信息单元包括逻辑页号、轮转序号、写入次数和校验值，在存储器执行写入操作的过程中，该页可以根据是否写入数据而更新信息单元中的逻辑页号、轮转序号、写入次数和校验值。

如图4所示，为本发明向存储器写入数据的装置实施例中具体的工作过程的一个实例的流程示意图，在该实例中，存储器的可写入次数为10000次，预定阈值100次，具体可以包括以下步骤：

步骤41、开始向存储器执行写入操作；

步骤42、第一选取模块11根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，若第一选取模块11找到发生掉电的页则执行步骤44，否则执行步骤43；

步骤43、第一选取模块11未找到发生掉电的页，第二选取模块15选取逻辑号相同、轮转序号较小的页作为备份页；

步骤44、比较单元121将备份页的写入次数与预定阈值100次进行比较，判断备份页的写入次数是否大于100次，若是则执行步骤45，否则执行步骤47；

步骤45、第一判定单元122判定备份页需要替换；

步骤46、第一写入模块13根据写入次数从两个以上页中选取写入次数最少的页作为替换页，并将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元；

步骤47、第二判定单元123判定备份页不需要替换；

步骤48、第二写入模块14将需要写入的数据写入备份页，更新备份页的信息单元。

本发明还提供一种智能卡的实施例，该智能卡包括：射频接口、控制器和存储器，其中，存储器包括两个以上页，该页包括数据单元和信息单元，数据单元存储数据，信息单元存储辅助信息，辅助信息包括逻辑页号、用于对数据进行校验的校验值和写入次数；控制器用于根据校验值从两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，根据备份页的写入次数判断备份页是否需要替换，当判定备份页需要替换时，根据写入次数从两个以上页中选取替换页，将替换页的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元，将替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入新的备份页的数据单元，更新新的备份页的信息单元，当判定备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入备份页的数据单元，更新备份页的信息单元。

例如：对于要求以容量为16字节的块为写入操作单位的Mifare卡，在该Mifare卡中的存储器若以容量为128字节的页为写操作的单位，使用本发明，通过选取备份页，将数据写入备份页，并及时对备份页进行替换，达到均衡使用每一页，从而可以达到延长智能卡寿命、提高智能卡掉电保护的功能。

在本实施例中，每次向智能卡的存储器写入数据之前先根据写入次数判断是否更换备份页，可以使存储器的每个页得到均匀使用，使存储器的使用寿命得到均衡，可以延长存储器的使用寿命，并且在向存储器进行写入数据的过程中，由于将数据写入到了备份页中，所以即使在写入过程中发生掉电，也不会影响原始页中的数据，有效地进行了掉电保护，从而延长智能卡的使用寿命，提高智能卡的掉电保护能力。

可选地，该控制器可以包括前述向存储器写入数据的装置实施例中的任一模块和单元，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种向存储器写入数据的方法，其特征在于，所述存储器包括两个以上页，所述页包括数据单元和信息单元，所述数据单元存储数据，所述信息单元存储辅助信息，所述辅助信息包括逻辑页号、用于对所述数据进行校验的校验值和写入次数，所述方法包括：

根据所述校验值从所述两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页；

根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换；

当判定所述备份页需要替换时，根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页，将所述替换页的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元，将所述替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入所述新的备份页的数据单元，更新所述新的备份页的信息单元；

当判定所述备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助信息还包括轮转序号，用于表示所述逻辑页号相同的页进行写入操作的时间顺序；

所述方法还包括：

当根据所述校验值从所述两个以上页中未找到发生掉电的页时，根据所述轮转序号从所述逻辑页号相同的页中选取所述备份页。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换具体为：

将所述备份页的写入次数与预定阈值进行比较；当所述备份页的写入次数大于预定阈值时，判定所述备份页需要替换；

当所述备份页的写入次数小于或等于预定阈值时，判定所述备份页不需要替换。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页具体为：

从所述两个以上页中选取写入次数最少的页作为所述替换页。

5.一种向存储器写入数据的装置，其特征在于，所述存储器包括两个以上页，所述页包括：数据单元和信息单元，所述数据单元存储数据，所述信息单元存储辅助信息，所述辅助信息包括逻辑页号、用于对所述数据进行校验的校验值和写入次数，所述装置包括：

第一选取模块，用于根据所述校验值从所述两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页；

判断模块，用于根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换；

第一写入模块，用于当判定所述备份页需要替换时，根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页，将所述替换页的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元，将所述替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入所述新的备份页的数据单元，更新所述新的备份页的信息单元；

第二写入模块，用于当判定所述备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述辅助信息还包括轮转序号，用于表示所述逻辑页号相同的页进行写入操作的时间顺序，所述装置还包括：

第二选取模块，用于当所述第一选取模块根据所述校验值从所述两个以上页中未找到发生掉电的页时，根据所述轮转序号从所述逻辑页号相同的页中选取所述备份页。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断模块包括：

比较单元，用于将所述备份页的写入次数与预定阈值进行比较；

第一判定单元，用于当所述备份页的写入次数大于预定阈值时，判定所述备份页需要替换；

第二判定单元，用于当所述备份页的写入次数小于或等于预定阈值时，判定所述备份页不需要替换。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一写入模块用于根据所述写入次数从所述两个以上页中选取写入次数最少的页作为所述替换页。

9.一种智能卡，其特征在于，包括：射频接口、控制器和存储器，所述存储器包括两个以上页，所述页包括：数据单元和信息单元，所述数据单元存储数据，所述信息单元存储辅助信息，所述辅助信息包括逻辑页号、用于对所述数据进行校验的校验值和写入次数；

所述控制器用于根据所述校验值从所述两个以上页中选取发生掉电的页作为备份页，根据所述备份页的写入次数判断所述备份页是否需要替换，当判定所述备份页需要替换时，根据所述写入次数从所述两个以上页中选取替换页，将所述替换页的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元，将所述替换页作为新的备份页，并将需要写入的数据写入所述新的备份页的数据单元，更新所述新的备份页的信息单元，当判定所述备份页不需要替换时，将需要写入的数据写入所述备份页的数据单元，更新所述备份页的信息单元。

10.根据权利要求9所述的智能卡，其特征在于，所述控制器包括权利要求5-8任一所述的装置。