CN105512056A - 数据保存方法、装置及终端 - Google Patents

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CN105512056A CN201410495841.4A CN201410495841A CN105512056A CN 105512056 A CN105512056 A CN 105512056A CN 201410495841 A CN201410495841 A CN 201410495841A CN 105512056 A CN105512056 A CN 105512056A
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Abstract

本发明提供了一种数据保存方法、装置及终端，其中该方法包括检测到供电电源发生掉电；触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；依据保护机制程序将在供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中，解决了相关技术中存在的在进行掉电数据保存时，需要使用备用电源，导致系统成本增加的问题，进而达到了在不使用备用电源的情况下实现掉电数据的保存的目的。

Description

数据保存方法、装置及终端
技术领域
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种数据保存方法、装置及终端。
背景技术
掉电场景数据保存，作为故障监控的“黑匣子”，一直是技术创新的热点。掉电事件发生的突然性、掉电事件的持续时间短，以及掉电时需要保存的数据量大，这三个特性使得掉电数据无法及时的保存。当前已有的专利，大略可以看成三种方法的综合，首先是在系统中增加备用电源的方法，在掉电发生时备用电源接替系统电源供电，满足数据保存的时间需求；其次是使用非易失闪存NANDFLASH，追求更快的写入速度，变相缩短数据保存的时间；最后是掉电后使用数据压缩，减小写入数据的大小。
但是对于无线通讯领域产品而言，首先，增加备用电源意味着成本的增加。其次，基站产品的数据可靠性要求高，NANDFLASH在使用过程中会随机出现“坏块”，无法保证掉电期间写入数据的正确性。最后，掉电需要保存的数据，如果全部以压缩形式存储，压缩的时间必然导致写入非易失存储器的时间拖长，转而进一步提高对备用电源供电时间的要求。而基站产品掉电的持续时间，一般最多在几十毫秒量级。
NANDFLASH和非易失闪存NORFLASH是最常见的非易失存储器。在消费电子产品市场，面对NANDFLASH的价格优势以及不可同日而语的写入速度，NORFLASH被NANDFLASH所取代，是很正常的事。但是和NANDFLASH相比，NORFLASH的数据可靠性更高。诸如汽车、工业、医疗、无线通讯产品，或是消费电子的系统固件等，对读取速度和可靠性要求非常高，但并不强调写入速度，在这些应用领域NORFLASH仍然是影响设备功能与性能的关键器件。
针对相关技术中存在的在进行掉电数据保存时，需要使用备用电源，导致系统成本增加的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种数据保存方法、装置及终端，以至少解决相关技术中存在的在进行掉电数据保存时，需要使用备用电源，导致系统成本增加的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种数据保存方法，包括：检测到供电电源发生掉电；触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中。
优选地，在检测到所述供电电源发生掉电之前，还包括：对所述掉电数据依据重要程度进行分区域存储。
优选地，依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中包括：优先将所述掉电数据中重要程度超过预定值的数据存储到所述预定存储器中。
优选地，所述预定存储器包括高速非易失性存储器，所述高速非易失性存储器包括以下存储器至少之一：串行非易失性闪存SPINORFLASH、相变随机存储PRAM、可变电阻式存储器RRAM、铁电随机存储器FRAM、磁性随机存储器MRAM。
优选地，在检测到所述供电电源发生掉电之前，还包括：擦除所述预定存储器的待写入区域中存储的数据。
根据本发明的另一方面，提供了一种数据保存装置，包括：检测模块，用于检测到供电电源发生掉电；触发模块，用于触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；第一存储模块，用于依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中。
优选地，所述数据保存装置还包括：第二存储模块，用于对所述掉电数据依据重要程度进行分区域存储。
优选地，所述第一存储模块包括：存储单元，用于优先将所述掉电数据中重要程度超过预定值的数据存储到所述预定存储器中。
优选地，所述数据保存装置还包括：擦除模块，用于擦除所述预定存储器的待写入区域中存储的数据。
根据本发明的再一方面，提供了一种终端，包括上述任一项所述的装置。
通过本发明，采用检测到供电电源发生掉电；触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中，解决了相关技术中存在的在进行掉电数据保存时，需要使用备用电源，导致系统成本增加的问题，进而达到了在不使用备用电源的情况下实现掉电数据的保存的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的数据保存方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的SPINORFLASH的芯片结构图；
图3是根据本发明实施例的数据保存装置的结构框图；
图4是根据本发明实施例的数据保存装置的优选结构框图一；
图5是根据本发明实施例的数据保存装置中第一存储模块36的结构框图；
图6是根据本发明实施例的数据保存装置的优选结构框图二；
图7是根据本发明实施例的终端的结构框图；
图8是根据本法明实施例的调电数据保护方法流程图；
图9是根据本发明实施例的系统框架图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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组合。
在本实施例中提供了一种数据保存方法，图1是根据本发明实施例的数据保存方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S102，检测到供电电源发生掉电；
步骤S104，触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；
步骤S106，依据该保护机制程序将在供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中。
通过上述步骤，检测到供电电源发生掉电；触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；依据该保护机制程序将在供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中，实现了在不使用备用电源的情况下，依据保护机制程序在掉电瞬间完成掉电数据的保存，解决了相关技术中存在的在进行掉电数据保存时，需要使用备用电源，导致系统成本增加的问题，进而达到了在不使用备用电源的情况下实现掉电数据的保存的目的。
在一个优选地实施例中，在检测到供电电源发生掉电之前，还包括：对掉电数据依据重要程度进行分区域存储。即，在掉电发生之前会将部分重要度高的数据保存在系统内，例如电压、电流、信号量、开关量等重要参数会优先存储于系统的内部，当发生掉电瞬间会将存储于系统内部的这些数据优先保存至预定存储器中。提高重要数据的保存效率。
在一个优选地实施例中，依据保护机制程序将在供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中包括：优先将掉电数据中重要程度超过预定值的数据存储到预定存储器中。即，预先存储的数据在存储时会进行重要度的划分，重要度高的数据会在掉电时优先进行存储，重要度较低的数据可以进行一些压缩处理，并且可以在重要度高的数据存储完之后，再进行存储。保证重要数据存储的完整性。
其中，上述的预定存储器可以包括高速非易失性存储器，该高速非易失性存储器可以包括以下存储器至少之一：串行非易失性闪存SPINORFLASH、相变随机存储PRAM、可变电阻式存储器RRAM、铁电随机存储器FRAM、磁性随机存储器MRAM。其中，串行非易失性闪存(SerialPeripheralInterfaceNORFLASH，简称为SPINORFLASH)的容量已经超过64M字节，双倍数据速率(DoubleDateRate，简称为DDR)模式下的SPINORFLASH读写速度可以达到每秒几千万字节，这个速度十倍于并行的NORFLASH。图2是根据本发明实施例的SPINORFLASH的芯片结构图，如图2所示，该芯片的设计相对简单，相对于传统的并行非易失闪存NORFlash而言，SPINORFLASH只需要十几个引脚就能够实现64M甚至128M字节的数据存储，而并行的NORFLASH则至少需要50个引脚。相变随机存储(Phase-ChangeRandomAccessMemory，简称为PRAM)是一种非易失性存储器，相比普通的闪存FLASH，PRAM具有高速低功耗的特点。如果发展顺利的话，预计PRAM将逐步取代FLASH，成为下一代存储器产品中的主导力量。可变电阻式存储器(ResistiveRandomAccessMemory，简称为ReRAM/RRAM)是一种新型的非易失性存储器。优点在于消耗电力较低，且写入速度快。铁电随机存储器(FerroelectricRandomAccessMemory，简称为FeRAM/FRAM)是一种新型的非易失性存储器，利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储，优点在于消耗电力较低，且写入速度快。磁性随机存储器(MagneticRandomAccessMemory，简称为MRAM)是一种非易失性的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器(SRAM)的高速读取写入能力，以及动态随机存储器(DRAM)的高集成度，而且基本上可以无限次地重复写入。
在一个优选地实施例中，在检测到供电电源发生掉电之前，还包括：擦除预定存储器的待写入区域中存储的数据。其中，可以在系统刚上电的时候便对预定存储器中的存储区域进行擦除处理，从而保证掉电过程中不引入擦除操作，为数据存储提供更多的时间。
在本实施例中还提供了一种数据保存装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图3是根据本发明实施例的数据保存装置的结构框图，如图3所示，该装置包括检测模块32，触发模块34和第一存储模块36，下面对该装置进行说明。
检测模块32，用于检测到供电电源发生掉电；触发模块34，连接至上述检测模块32，用于触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；第一存储模块36，连接至上述触发模块34，用于依据保护机制程序将在供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中。
图4是根据本发明实施例的数据保存装置的优选结构框图一，如图4所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括第二存储模块42，下面对该装置进行说明。
第二存储模块42，连接至上述检测模块32，用于对掉电数据依据重要程度进行分区域存储。
图5是根据本发明实施例的数据保存装置中第一存储模块36的结构框图，如图5所示，该第一存储模块36包括存储单元52，下面对其进行说明。
存储单元52，用于优先将掉电数据中重要程度超过预定值的数据存储到预定存储器中。
图6是根据本发明实施例的数据保存装置的优选结构框图二，如图6所示，该装置除包括图3所示的所有模块外，还包括擦除模块62，下面对该装置进行说明。
擦除模块62，连接至上述检测模块32，用于擦除预定存储器的待写入区域中存储的数据。
图7是根据本发明实施例的终端的结构框图，如图7所示，该终端70包括上述任一项的数据保存装置72。
为了解决相关技术中存在的在进行掉电数据保存时，需要使用备用电源，导致系统成本增加的问题，本法明还提出了如下的掉电数据保存方法及装置，下面结合具体实施例对本发明进行说明。
本发明实施例中提供的用于无线通讯产品的掉电数据保护的方法，能够提高无线通讯产品系统的恢复能力和可靠性，以及异常的记录能力。该方法涉及电源、电源检测单元(同上述检测模块32)、控制器(同上述触发模块34和第一存储模块36)以及稳定可靠的高速非易失性存储器。其中控制器可以包括高速SRAM的SOC芯片，稳定可靠的高速非易失性存储器可以包括SPINORFLASH、PRAM，ReRAM/RRAM，FRAM/FeRAM，MRAM这五种存储器至少之一。
图8是根据本法明实施例的调电数据保护方法流程图，如图8所示，该流程包括如下步骤：
步骤S802，电源模块正常供电；
步骤S804，系统正常工作；
步骤S806，电源检测模块对电源进行检测；
步骤S808，判断电源是否正常工作；
步骤S810，当电源正常工作时，继续对电源进行检测，转至步骤S806；
步骤S812，当电源掉电时，电源检测单元检测到掉电事件，通知控制器；
步骤S814，控制器利用从电源掉电事件发生到电源完全失效的时间，执行高速SRAM中的保护机制程序，将高速SRAM中的数据写入稳定可靠的高速非易失性存储器；
步骤S816，电源模块完全不工作；
步骤S818，系统掉电完毕。
其中，当电源恢复供电时，控制器可以从稳定可靠的高速非易失性存储器读回掉电前的数据。在上述方法中，当电源掉电时，电源检测单元检测到掉电事件，通知控制器，随后控制器利用从电源掉电事件发生到电源完全失效的时间，执行高速SRAM中的保护机制程序，将高速SRAM中的数据写入稳定可靠的高速非易失性存储器；当电源恢复供电时，控制器可以从稳定可靠的高速非易失性存储器读回掉电前的数据。此外，稳定可靠的高速非易失性存储器中的待写入区域预先擦除，可以保证整个掉电过程中不引入擦除操作。
本发明实施例中还提供了一种用于基站产品的系统，能够提高基站产品系统的恢复能力和可靠性，以及异常的记录能力。图9是根据本发明实施例的系统框架图，如图9所示，该系统包含以下四个部分进行：电源模块902、电源检测模块904、控制器模块906、和稳定可靠的高速非易失性存储器908，当电源检测模块904检测到掉电发生时，立即将缓存数据进行保护，待系统电源回复后，能快速有效地恢复保护数据。其中：电源检测模块:904负责完成系统电源和供电模块电源检测情况，包括：检测系统电源是否正常，然后触发控制模块906的相关数据保护行为；电源模块902，是系统的电源部分，给控制器模块906和稳定可靠的高速非易失性存储器908进行必要的电源供应；控制器模块906，包含高速的SRAM，一部分用于存放掉电发生后的管理整个保护系统运作的处理代码，另一部分存放正常运行情况下且未写入稳定可靠的高速非易失性存储器908的掉电数据；稳定可靠的高速非易失性存储器908，存放由控制器模块906的高速SRAM读出来的保护数据。
掉电发生后，控制器模块906发现电源检测模块904检测到的电源故障状态后，开始执行高速SRAM中的掉电保护程序，将数据拷贝到稳定可靠的高速非易失性存储器908中，待系统电源模块902恢复后，可以从稳定可靠的高速非易失性存储器908中获取保护数据。
其中，使用稳定可靠的高速非易失性存储器，可以包括SPINORFLASH、PRAM，ReRAM/RRAM，FRAM/FeRAM，MRAM这五种存储器。这是针对一些使用其他存储器的相关技术做的改进，共同特点是写入速度快，且数据可靠性高。相关技术中的存储器会存在如下问题，诸如NANDFLASH，有随机出现坏块的风险，写入的数据可能错误；并行NORFLASH或者磁盘，写入速度太慢，来不及在掉电持续的时间内及时写入数据。
其中，将待保存的数据存放在SOC内部的高速SRAM中，是针对一些使用同步动态随机存储器(SynchronousDynamicRandomAccessMemory，简称为SDRAM)作为数据缓存的相关技术做的优化，特点是数据保存的实现减少了SDRAM工作正常这个必要条件。而且SDRAM作为片外的存储，相比SOC内部的SRAM读写速度较慢，不利于提升无备用电源场景的数据保存效率。
其中，在本发明实施例中，执行保护机制的程序也是存放在高速SRAM中，是针对一些使用外部存储作为数据缓存的相关技术做的优化，特点是数据保存的实现减少了SDRAM工作正常这个必要条件。而且SDRAM作为片外的存储，相比SOC内部的SRAM读写速度较慢，不利于提升无备用电源场景的数据保存效率。
其中，对待保存的数据做数据处理，是指对需要保存的数据按照一定的优先级进行排列，做不同的处理。最重要的数据类似电压、电流等参数，不做数据压缩，掉电发生后首先保存到稳定可靠的高速非易失性存储器；然后，重要性较低的信号量、开关量等参数，经过数据编码处理，再保存到稳定可靠的高速非易失性存储器；最后是重要性最低的系统运行的log文件，经过文件压缩，再保存到稳定可靠的高速非易失性存储器。这样做的目的是在最恶劣的掉电场景，尽可能多的保存最重要的数据。
其中，稳定可靠的高速非易失性存储器中的待写入区域预先擦除，是针对非易失性存储器的数据区必须先擦除才能正确写入数据的特性，保证整个掉电过程中不引入擦除操作，而浪费宝贵的时间。未考虑该问题的相关技术，一个扇区的擦除动作可能已经耗完了掉电事件的全部时间。
本发明实施例中提供的掉电数据保存的系统，其特征在于两个要点的综合，包括：不包含备用电源；不包含外部的高速缓存。所谓不包含备用电源，是针对一些使用主电源之外的相关技术做的改进，本系统不包含系统电源之外的其他电源。所谓不包含外部的高速缓存，是针对一些使用SOC之外的存储器存放数据和掉电保护程序的技术做的改进，这些技术在系统掉电发生时，会比本发明实施例中的系统多一个必要条件，就是掉电数据保存期间SOC之外的存储器必须保证供电正常。
本发明实施例中所提供的系统是可以不增加备用电源的，实现掉电场景数据保存要求的系统中的组成部分还可以采用如下器件进行代替：
未来的类似NANDFLASH的存储器工艺取得突破，解决了坏块问题，能保证在其生命周期中每个数据块性能的可靠性；
未来出现存储器的技术突破，出现新的存储器。写入速度比本文所特指的几类存储器更快。可以用未来出现的相关存储器代替本发明实施例中的非易失性存储器。
下面结合具体实施例对本发明进一步加以说明。该应用实例中的稳定可靠的高速非易失性存储器，可以选择使用SPINORFLASH，流程包括以下步骤：
1)系统上电后，准备待写入掉电数据的区域，该区域应当保证能够容纳单个或多个掉电数据。注意此处的“掉电数据”可以指掉电时要保存的高速SRAM中的全部数据。对于单个掉电数据的场景，掉电数据转存后，对原存储区域执行擦除操作；对于多个掉电数据的场景，每个掉电数据对应之前的一次掉电事件，各个掉电数据按时间先后循环，则擦除时间上最久远的掉电数据。执行完本步骤后，则可以保证本次运行中一旦发生掉电事件，在保存掉电数据的过程中无需执行数据擦除操作。
2)系统运行时，电源检测模块实时监控系统电源的运行情况，判断发生掉电事件的依据可以为检测到供电电压跌落到一个门限值。
3)系统运行时，重要的数据类似电压、电流、信号量、开关量等参数，按时间顺序循环记录采样多次，数值存放在SOC的高速SRAM中；系统运行的log文件以文件形式存放在外部SDRAM中。其中，“参数”可以指掉电时要保存的高速SRAM中的全部数据，包含若干次采样值，每个采样值对应之前的一次采样，各个采样值按时间先后循环，最新的一个采样值覆盖时间上最久远的采样值。最重要的电压、电流等数据值可以不做数据处理；次重要的信号量、开关量等可以经过数据编码处理，每个采样只占用一个或多个比特；系统运行的log文件可以以文件形式存放在外部SDRAM中。
4)判定发生掉电事件后，电源检测模块以中断方式通知控制模块。
5)控制模块执行高速SRAM中的保护机制程序，立即读取最重要的电压、电流等数据，写入高速SRAM中的采样值循环，并对最新的值打上标签以示区别，然后将参数立即写入SPINORFLASH。
6)控制模块执行高速SRAM中的保护机制程序，读取次重要的信号量、开关量等数据，写入高速SRAM中的采样值循环，并对最新的值打上标签以示区别，然后将参数立即写入SPINORFLASH。
7)控制模块从外部SDRAM读取系统运行最新的log文件，经过文件压缩，再写入SPINORFLASH；这个步骤中随时可能掉电，所以log文件可能保存的不完整。
8)系统掉电事件完毕。
9)相隔一个不确定长度的时间段之后，系统再次上电，用户可以根据SPINORFLASH中保存的掉电数据对之前发生的掉电场景进行分析。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据保存方法，其特征在于，包括：
检测到供电电源发生掉电；
触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；
依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测到所述供电电源发生掉电之前，还包括：
对所述掉电数据依据重要程度进行分区域存储。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中包括：
优先将所述掉电数据中重要程度超过预定值的数据存储到所述预定存储器中。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定存储器包括高速非易失性存储器，所述高速非易失性存储器包括以下存储器至少之一：
串行非易失性闪存SPINORFLASH、相变随机存储PRAM、可变电阻式存储器RRAM、铁电随机存储器FRAM、磁性随机存储器MRAM。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测到所述供电电源发生掉电之前，还包括：
擦除所述预定存储器的待写入区域中存储的数据。
6.一种数据保存装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测到供电电源发生掉电；
触发模块，用于触发用于进行掉电数据保护的保护机制程序；
第一存储模块，用于依据所述保护机制程序将在所述供电电源发生掉电之前存储的掉电数据存储到预定存储器中。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第二存储模块，用于对所述掉电数据依据重要程度进行分区域存储。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一存储模块包括：
存储单元，用于优先将所述掉电数据中重要程度超过预定值的数据存储到所述预定存储器中。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
擦除模块，用于擦除所述预定存储器的待写入区域中存储的数据。
10.一种终端，其特征在于，包括权利要求6至9中任一项所述的装置。
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