CN106155258A - 一种掉电保护的电路及相关方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种掉电保护的电路及相关方法，所述电路包括：闪存控制器、系统电源、开关模块、备用储能模块和闪存；开关模块用于在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，与所述备用储能模块和闪存形成新回路，开关模块连接至系统电源、闪存和备用储能模块；备用储能模块用于在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，为闪存提供电能，备用储能模块的输入端连接至开关模块的电源输出端，备用储能模块的输出端连接至闪存，所述闪存，用于执行所述闪存控制器发送的写指令，将所述待写入数据写入所述闪存。解决了现有技术中在系统电源异常掉电，导致闪存数据缺失或损坏的问题。

Description

一种掉电保护的电路及相关方法

技术领域

本发明涉及半导体存储领域，尤其涉及一种掉电保护的电路及相关方法。

背景技术

闪存(Flash，Flash Memory)为非易失性存储器，其在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，可进行擦写及再编程。任何Flash器件的写入操作只能在空或已擦除的模块内进行，所以大多数情况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。其中，闪存的存储模块采用串行结构，存储模块的读写是以页和块为单位来进行。

在实际应用中，多层单元(MLC，Multi-Level Cell)NAND闪存写操作以Page为单位进行，从Page0开始依次操作。因此当需要向Page1中写数据时，Page0中已经存储了有效数据，如果在写Page1的过程中MLC NAND异常掉电，不但Page1数据无法正常写入，而且Page0的数据也会被异常的改写，对于Page1是系统欲写入的数据，文件系统有异常处理机制，丢失不会造成系统异常，但Page0是未知数据，丢失就有可能造成文件系统异常，重新上电后系统可能无法正常启动。

现有技术中，一般对关键文件系统数据进行备份，当出现文件系统异常时，系统自动恢复备份，但会减少实际使用存储空间，并且由于系统为异常开机，开机时间较长，以及开机画面不正常，极大降低用户体验。

或者，现有技术在内嵌式存储器(eMMC，Embedded Multi Media Card)内部集成MLC存储单元和eMMC控制器，以提高系统的稳定性，但实施该技术方案的技术成本较高。

发明内容

本发明提供一种掉电保护的电路及相关方法，能够解决现有技术中在系统电源异常掉电后，闪存无法继续执行最后一条写指令，而导致闪存数据缺失或损坏的问题。

本发明第一方面提供一种掉电保护的电路，包括：闪存控制器、系统电源、开关模块、备用储能模块和闪存；

所述闪存控制器，用于接收到处理器发送的将待写入数据写入闪存的请求后，向所述闪存发送所述待写入数据和写指令；

所述系统电源，用于为所述闪存控制器和所述闪存供电，所述系统电源通过所述开关模块与所述闪存连接；

所述开关模块，用于在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，所述开关模块分别连接所述系统电源、所述闪存和所述备用储能模块，其中，所述开关模块的电源输入端连接至所述系统电源，所述开关模块的电源输出端分别连接至所述闪存和至所述备用储能模块；

所述备用储能模块用于在所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，为所述闪存提供电能，所述备用储能模块连接所述开关模块和所述闪存，其中，所述备用储能模块的输入端连接至所述开关模块的电源输出端，所述备用储能模块的输出端连接至所述闪存；

所述闪存，用于执行所述闪存控制器发送的写指令，将所述待写入数据写入所述闪存。

结合第一方面，本发明第一方面的第一种实现方式中，所述开关模块为单向导通型开关，所述单向导通型开关用于在所述系统电源的电压小于所述预设的掉电阈值时，阻止所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源，以增加所述备用储能模块的供电时间。

结合第一方面，本发明第一方面的第二种实现方式中，所述开关模块为通断型开关，所述电路还包括：

掉电检测模块，用于获取所述系统电源的电压，在检测到电路系统异常掉电，所述系统电源的电压小于所述预设的掉电阈值时，向开关控制模块发送指令，所述指令用于指示所述开关控制模块控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开；可选的，所述掉电检测模块连接所述系统电源和开关控制模块；

所述开关控制模块，用于控制所述通断型开关的通/断，在接收到所述掉电检测模块发送的所述指令时，根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，以截断所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源，可选的，所述开关控制模块连接所述通断型开关模块的电源输入端；

可选的，所述开关控制模块具体用于：

根据所述指令调整所述闪存控制器电源的跌落阈值，以使所述闪存控制器电源的电压跌落至所述跌落阈值时，断开所述通断型开关，以截断所述系统电源和所述闪存，与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路。

结合第一方面及第二种实现方式，本发明第一方面的第三种实现方式中，所述通断型开关包括第一分压电阻、第二分压电阻及场效应管，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻并联，所述第一分压电阻的一端连接至所述系统电源的正极以及所述场效应管的源极，所述第一分压电阻的另一端和所述第二分压电阻一端均连接至所述场效应管的栅极；

所述开关控制模块包括三极管、第三分压电阻及第四分压电阻，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻并联，所述第四分压电阻的一端连接至所述三极管的基极，所述第四分压电阻的另一端和所述三极管的发射极均接地，所述三极管的集电极通过所述第二分压电阻连接所述场效应管的栅极，在所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，通过调节所述第三分压电阻的电阻值和所述第四分压电阻的电阻值，以调整闪存控制器供电电源的跌落阈值，以使所述供电电源的电压跌落至所述跌落阈值，所述三极管和所述场效应管均截止。

结合第一方面、第一至第三种实现方式，本发明第一方面的第四种实现方式中，所述备用储能模块为电容。

结合第一方面及第一或第四种实现方式，本发明第一方面的第五种实现方式中，单向导通型开关为低压差的锗管。

本发明第二方面提供一种防止数据失效的方法，所述防止数据失效的方法应用于掉电保护的电路，所述掉电保护的电路包括闪存控制器、系统电源、开关模块、备用储能模块和闪存；

所述防止数据失效的方法包括：

所述闪存控制器接收到处理模块发送的将待写入数据写入闪存的请求后，向所述闪存发送所述待写入数据和写指令；

当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述开关模块与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路；

所述闪存利用所述备用储能模块提供的电能，执行所述写指令，将所述待写入数据完整写入所述闪存。

结合第二方面，本发明第二方面的第一种实现方式中，所述开关模块为单向导通型开关，所述当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述开关模块截断所述系统电源和闪存电源之间的电流，与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，所述备用储能模块为所述闪存供电具体包括：

当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述单向导通型开关与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，以阻止所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源，以使所述备用储能模块为所述闪存供电，增加所述备用储能模块的供电时间。

结合第二方面，本发明第二方面的第二种实现方式中，所述开关模块为通断型开关，所述方法还包括：

掉电检测模块获取所述系统电源的电压，在检测到所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，向开关控制模块发送指令，所述指令用于指示所述开关控制模块控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开；

所述开关控制模块在接收到所述掉电检测模块发送的所述指令时，根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，以截断所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源；

可选的，所述系统电源包括所述闪存控制器电源，所述根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，具体包括：

所述开关控制模块根据所述指令调整所述闪存控制器电源的跌落阈值，以使所述闪存控制器电源的电压跌落至所述跌落阈值时，断开所述通断型开关，以截断所述系统电源和所述闪存，与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路。

结合第二方面及第一至二种实现方式，本发明第二方面的第三种实现方式中，所述闪存控制器从发出所述最后一条写Page指令，直至所述闪存完成执行所述最后一条写Page指令的最长时间段为t，所述闪存控制器向所述闪存发送的最后一条写Page指令的时间点为T1，所述闪存控制器在系统掉电后不工作的时间点为T2，从所述备用储能模块为所述闪存供电直至所述备用储能模块的电量耗尽的时间点为T3，则T3-T2为所述备用储能模块为所述闪存持续供电的时间，其中，T2≥T1，T3-T2≥t，则T3-T1≥t。

结合第二方面及第一至第三种实现方式，本发明第二方面的第四种实现方式中，所述方法还包括：

在确定所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值后，判断所述闪存是否已执行完所述写指令；

若已执行完，则结束流程；

若未执行完，则根据预设公式增加所述备用储能模块的储能容量，以增加供电的时间。

本发明提供的一种掉电保护的电路，包括在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，与所述备用储能模块和所述闪存电源形成新回路的开关模块，实现备用储能模块只为闪存提供电能，以及用于在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，为闪存提供电能的备用储能模块，保证了在系统电源异常掉电后，闪存仍能够继续执行闪存控制器发出的最后一条写指令，保证数据正确完整写入，解决了现有技术中在系统电源异常掉电后，导致闪存数据缺失或损坏的问题。

附图说明

图1为本实施例中一种掉电保护的电路一结构示意图；

图2为本实施例中一种掉电保护的电路一结构原理示意图；

图3为本实施例中一种掉电保护的电路另一结构示意图；

图4为本实施例中一种掉电保护的电路另一结构原理示意图；

图5为本实施例中一种掉电保护的电路另一结构示意图；

图6为本实施例中一种防止数据失效的方法一实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块，本文中所出现的模块的划分，仅仅是一种逻辑上的划分，实际应用中实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中，或一些特征可以忽略，或不执行，另外，所显示的或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块之间的间接耦合或通信连接可以是电性或其他类似的形式，本文中均不作限定。并且，作为分离部件说明的模块或子模块可以是也可以不是物理上的分离，可以是也可以不是物理模块，或者可以分不到多个电路模块中，可以根据实际的需要选择其中的部分或全部模块来实现本发明实施例方案的目的。

本发明中，嵌入式存储系统主要由芯片、闪存、系统电源、备用储能模块及开关模块构成，芯片包括处理器(CPU，Central Processing Unit)、闪存控制器，一般芯片与闪存分开供电，单独为闪存配备备用储能模块，以备异常掉电之需，由于在设计芯片与闪存统一供电时，若为整个嵌入式存储系统配备备用储能模块，会增加生产成本及加大产品体积，并降低系统集成度。

本发明实施例提供了一种掉电保护的电路及相关方法，用于半导体存储器件领域，如可以应用于机顶盒、移动硬盘、网络硬盘及平板电脑等存储设备，能够解决现有技术中在系统电源异常掉电后，导致闪存数据缺失或损坏的问题。以下进行详细说明。

请参照图1，在系统需要向上述闪存写入数据时，会通过CPU向闪存控制器发送写闪存请求，然后由闪存控制器将该写闪存请求转换为闪存能够识别、执行的写指令，同时也将待写入数据发送至闪存，以便闪存根据该写指令对该待写入数据进行存储，本发明实施例中一种掉电保护的电路，包括：

开关模块1、备用储能模块2、闪存控制器3、系统电源4及闪存5；

所述闪存控制器3，用于接收到处理器发送的将待写入数据写入闪存5的请求后，向所述闪存5发送所述待写入数据和写指令；

所述系统电源4，用于为所述闪存控制器3和所述闪存5供电，所述系统电源4通过所述开关模块1与所述闪存5连接；

所述开关模块1用于在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，连通所述备用储能模块2和所述闪存5，所述开关模块1的电源输入端连接至所述系统电源4，所述开关模块1的电源输出端分别连接至所述闪存5和至所述备用储能模块2；

所述备用储能模块2用于在系统电源4的电压小于预设的掉电阈值时，为闪存提供电能，所述备用储能模块2连接所述开关模块1和所述闪存5，可选的，所述备用储能模块2的输入端连接至所述开关模块1的电源输出端，所述备用储能模块2的输出端连接至所述闪存5；

所述闪存5，用于执行所述闪存控制器3发送的写指令，将所述待写入数据写入所述闪存5。

需要说明的是，本文中，由于芯片可以有多路供电电源，本文中仅仅将芯片与闪存各自的供电电源区分开来，所以，本文中所述的系统电源4为整个嵌入式存储系统的供电电源，与闪存控制器3的供电电源以及闪存5集成的闪存电源均为上述系统电源的支路电源。

本发明实施例中，在系统电源4的电压小于预设的掉电阈值时，闪存控制器3与所述备用储能模块2和所述闪存5形成新回路，阻止备用储能模块2输出的电流输入所述系统电源4，实现备用储能模块2只为闪存5提供电能，保证了在系统电源异常掉电后，闪存5仍能够继续执行闪存控制器3发出的最后一条写指令，保证数据正确完整写入，提高用户体验，解决了现有技术中在系统电源异常掉电后，导致闪存数据缺失或损坏的问题。

可选的，在上述图1所对应的实施例的基础上，本发明实施例的第一个可选实施例中，请参阅图2，所述开关模块1为单向导通型开关11，所述单向导通型开关11用于在所述系统电源4的电压小于所述预设的掉电阈值时，阻止所述备用储能模块2所输出的电流输入所述系统电源4，以增加所述备用储能模块2的供电时间。

具体的，所述闪存5包括闪存电源VDD-NAND，所述开关模块1的电源输出端分别连接至所述闪存电源和至所述备用储能模块2；

所述备用储能模块2的输出端连接至所述闪存电源；

实际应用中，在开关模块1为单向导通型开关11时，掉电保护的电路另一结构图可以参考图3，图3中单向导通型开关11为二极管D，需要说明的是，本实施例中采用的二极管D的数量及级联方式，本文中均不作限定，只要可以起到单向导通作用即可。

可选的，在上述图1所对应的实施例的基础上，本发明实施例的第二个可选实施例中，请参阅图4，所述开关模块1为通断型开关12，所述电路还包括：

掉电检测模块6，用于获取所述系统电源4的电压，在检测到所述系统电源4的电压小于所述预设的掉电阈值时，向开关控制模块7发送指令，所述指令用于指示所述开关控制模块7控制所述通断型开关12和所述系统电源4之间连接的断开，即控制所述通断型开关12以截断所述备用储能模块2所输出的电流输入所述系统电源4，所述掉电检测模块4连接所述系统电源4和开关控制模块7，可选的，所述掉电检测模块4还可以获取掉电时间点；

所述开关控制模块7，用于控制所述通断型开关12的通/断，在接收到所述掉电检测模块6发送的所述指令后，根据所述指令控制所述通断型开关12和所述系统电源4之间连接的断开，以截断所述备用储能模块2所输出的电流输入所述系统电源4，即可达到增加所述备用储能模块2的供电时间的目的，其中，所述开关控制模块7连接所述通断型开关12的电源输入端；

可选的，上述系统电源4包括闪存控制器电源VDD-CORE，所述开关控制模块7断开所述通断型开关12，具体如下：

根据所述指令，所述开关控制模块7可以通过调节闪存控制器电源的跌落阈值，使所述闪存控制器电源的电压跌落至上述跌落阈值，以达到断开所述通断型开关12的目的，从而可以使通断型开关12与所述备用储能模块2和所述闪存5形成新回路，以使所述备用储能模块2为所述闪存5供电。

可选的，参阅图5，所述通断型开关12包括第一分压电阻R₁、第二分压电阻R₂及场效应管Q₁，所述第一分压电阻R₁和所述第二分压电阻R₂并联，所述第一分压电阻R₁的一端连接至所述系统电源4的正极以及所述场效应管Q₁的源极S，所述第一分压电阻R₁的另一端和所述第二分压电阻R₂一端均连接至所述场效应管Q₁的栅极G；

所述开关控制模块7包括三极管Q₂、第三分压电阻R₃及第四分压电阻R₄，所述第三分压电阻R₃和所述第四分压电阻R₄并联，所述第四分压电阻R₄的一端连接至所述三极管Q₂的基极B，所述第四分压电阻R₄的另一端和所述三极管Q₂的发射极E均接地，所述三极管Q₂的集电极C通过所述第二分压电阻R₂连接所述场效应管Q₁的栅极；

实际应用中，开关控制模块7中的三极管Q2可以采用多级放大结构，具体三极管数量、级联方式，本文中均不作限定，通断型开关12中的Q1同理。

在正常供电状态下，VDD-CORE为嵌入式存储系统供电，此时Q₁和Q₂均导通，由系统电源3V3-MOS为整个系统供电，在所述系统电源4的电压小于预设的掉电阈值时，通过调节所述第三分压电阻R₃的电阻值和所述第四分压电阻R₄的电阻值，以调整闪存控制器电源的跌落阈值，以使所述闪存控制器电源的电压跌落至所述跌落阈值，所述三极管Q₁和所述场效应管Q₂均截止。

可选的，在上述图1所对应的实施例、第一至第三个可选实施例的基础上，本发明实施例的第四个可选实施例中，参阅图3和图5，所述备用储能模块2为电容C，所述电容C用于为所述闪存5供电。

可选的，在上述图1所对应的实施例、第一或第四个可选实施例的基础上，本发明实施例的第五个可选实施例中，单向导通型开关11为低压差的锗管；

实际应用中，单向导通型开关11具体也可以是反向偏置单向导通二极管(FWD，Free Wheeling Diode)，或者是在三极管的集电极-发射极之间、场效应管MOSFET的漏极-源极之间连接一个FWD，具体本文中均不作限定。

上述实施例描述了本发明提供的掉电保护的电路，下面基于上述实施例中掉电保护的电路提供了防止数据失效的方法，上述掉电保护的电路包括闪存控制器、系统电源、开关模块、备用储能模块和闪存，请参阅图6，本发明实施例包括：

101、闪存控制器接收到处理模块发送的将待写入数据写入闪存的请求后，向所述闪存发送所述待写入数据和写指令；

一个Page的物理存储单元包含多个物理存储单元，例如闪存为MLC时，有Page0和Page1，MLC执行写指令的操作以Page为单位进行，从Page0开始依次写入，直至完成Page1的写入操作，使整个嵌入式存储系统数据完整。

102、当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，开关模块与备用储能模块和闪存形成新回路；

通过开关模块形成的新回路，可以阻止备用储能模块输出的电流输入所述系统电源；

可以理解的是，闪存集成有为上述闪存供电的闪存电源，在嵌入式存储系统异常掉电后，所述系统电源的电压低于所述闪存电源的电压，或，所述系统电源的电压低于所述备用储能模块的供电电压。

103、所述闪存利用所述备用储能模块提供的电能，执行所述写指令，将所述待写入数据写入所述闪存。

本发明实施例中，当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，开关模块与备用储能模块和闪存形成新回路，阻止备用储能模块输出的电流输入所述系统电源，闪存利用备用储能模块提供的电能，执行所述写指令，使所述待写入数据完整写入所述闪存，实现闪存控制器向所述闪存发送写指令后，异常掉电后，闪存能够继续执行写指令，以保证数据写入的完整性，有效提高嵌入式存储系统的稳定性，及用户体验。

可选的，在上述图5所对应的实施例的基础上，本发明实施例的第一个可选实施例中，所述开关模块为单向导通型开关，

其中，所述开关模块与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，所述备用储能模块为所述闪存供电具体包括：

当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述单向导通型开关与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，以阻止所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源，以使所述备用储能模块为所述闪存供电，增加所述备用储能模块的供电时间。

可以理解的是，在满足所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时：所述系统电源的电压低于所述闪存电源的电压，所述系统电源的电压低于所述备用储能模块的供电电压。

可选的，在上述图5所对应的实施例的基础上，本发明实施例的第二个可选实施例中，所述系统电源包括所述闪存控制器电源，所述开关模块为通断型开关，所述方法还包括：

掉电检测模块获取所述系统电源的电压，在检测到所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，向开关控制模块发送指令，所述指令用于指示所述开关控制模块控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，可选的，所述掉电检测模块还可以获取掉电时间点；

上述开关控制模块在接收到所述掉电检测模块发送的所述指令时，根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，以截断所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源；

可选的，所述系统电源包括所述闪存控制器电源，所述根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，具体包括：

所述开关控制模块根据所述指令调整所述闪存控制器电源的跌落阈值，以使所述闪存控制器电源的电压跌落至所述预设跌落阈值时，断开所述通断型开关，以截断所述系统电源和所述闪存之间的电流，与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，以使所述备用储能模块为所述闪存供电。

可选的，在上述图5所对应的实施例、第一至第二个可选实施例的基础上，本发明实施例的第三个可选实施例中，所述闪存控制器从发出所述最后一条写Page指令，直至所述闪存完成执行所述最后一条写Page指令的最长时间段为t，所述闪存控制器向所述闪存发送的最后一条写Page指令的时间点为T1，所述闪存控制器在系统掉电后不工作的时间点为T2，从所述备用储能模块为所述闪存供电直至所述备用储能模块的电量耗尽的时间点为T3，则T3-T2为所述备用储能模块为所述闪存持续供电的时间，其中，T2≥T1，T3-T2≥t，则T3-T1≥t。

可以理解的是，从所述备用储能模块为所述闪存供电直至所述备用储能模块的电量耗尽的时间点T3为上述备用储能模块所存储的最大电量，当T2＝T1时，T2最小，即系统异常掉电与发出最后一条写Page指令是同时发生，此时t最长，只要能保证上述备用储能模块所储存的电量能够支撑到上述闪存执行完最后一条写Page指令即可，一般情况下，将备用储能模块所储存的电量的供电时间设定超出t，以确保万无一失。

可选的，在上述图5所对应的实施例、第一至第三个可选实施例的基础上，本发明实施例的第四个可选实施例中，所述方法还包括：

在确定所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值后，判断所述闪存是否已执行完所述写指令；

若已执行完，则结束流程；

若未执行完，则根据预设公式增加所述备用储能模块的储能容量，以增加供电的时间；

实际应用中，可以人工设定上述备用储能模块的储能容量的供电时间，也可以预先设定相关程序来进行相关计算，以调整上述备用储能模块的供电时间即T3-T1。

通过上述掉电检测模块来检测掉电时间点，工作人员可以用来预先判断异常掉电前，闪存控制器是否有发出写指令，以便提前采取措施，避免不必要的等待，具体确定发出写指令的时间过程如下：

1、实时检测电路系统的供电状态；

2、在系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，确定满足预设触发切换电源条件，备用储能模块为闪存供电；

3、判断在所述备用储能模块为所述闪存供电期间，所述闪存是否执行将待写入数据写入所述闪存的最后一条写指令；

可以理解的是，上述最后一条写指令为上述嵌入式存储系统异常掉电前，或至少是在异常掉电的一刻，闪存控制器所发出的一条写指令，本文中出现的相同内容均不再赘述。

4、若确定所述闪存执行上述最后一条写指令，则确定所述最后一条写指令发出的时间点在满足所述切换电源条件之前。

可以理解的是，若否，则可以确定至少在系统异常掉电前，闪存已执行完闪存控制器在掉电前所发出的一条写指令，那么，上述最后一条写指令发出的时间点仍然在满足所述切换电源条件之前。

或者，例如，MLC有两个Page，闪存控制器并未在系统异常掉电前发出最后一条写指令为写Page1指令时，由于Page0数据没有保护机制，所以会影响Page0中数据的完整性。由于闪存控制器只有在闪存完成上一条写入Page的写指令并反馈至闪存控制器后，才会发出下一条写入Page的写指令，即便该写指令可能不是最后一条写Page指令，但在该闪存再次上电时，系统会以掉电时写Page时，中断的位置继续开始写数据，直至闪存完成整个数据的写入操作，保证了闪存的数据的完整性。

其中，所述判断在所述备用储能模块为所述闪存供电期间，所述闪存是否执行将待写入数据写入所述闪存的最后一条写指令具体包括：

当获取闪存控制器在系统掉电后不工作的目标时间点、以及由所述备用储能模块供电期间，所述闪存执行所述闪存控制器发出的最后一条写指令的目标时间段时；

则确定所述闪存已执行完所述最后一条写指令，所述闪存控制器发出所述最后一条写指令的时间点在所述目标时间点之前。

可选的，掉电检测模块还可以根据所述目标时间点和所述目标时间段，得到所述备用储能模块为所述闪存供电期间，所述备用储能模块的电量低至所述闪存无法工作的时间点。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本发明所提供的一种掉电保护的电路及相关方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (11)

1.一种掉电保护的电路，其特征在于，包括：闪存控制器、系统电源、开关模块、备用储能模块和闪存；

所述闪存控制器，用于接收到处理器发送的将待写入数据写入闪存的请求后，向所述闪存发送所述待写入数据和写指令；

所述系统电源，用于为所述闪存控制器和所述闪存供电，所述系统电源通过所述开关模块与所述闪存连接；

所述开关模块，用于在所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，所述开关模块连接所述系统电源、所述闪存和所述备用储能模块；

所述备用储能模块用于在所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，为所述闪存提供电能，所述备用储能模块连接所述开关模块和所述闪存；

所述闪存，用于执行所述闪存控制器发送的写指令，将所述待写入数据写入所述闪存。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述开关模块为单向导通型开关，所述单向导通型开关用于在所述系统电源的电压小于所述预设的掉电阈值时，阻止所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源，以增加所述备用储能模块的供电时间。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述系统电源包括所述闪存控制器电源，所述开关模块为通断型开关，所述电路还包括：

掉电检测模块，用于获取所述系统电源的电压，在检测到所述系统电源的电压小于所述预设的掉电阈值时，向开关控制模块发送指令，所述指令用于指示所述开关控制模块控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开；

所述开关控制模块，用于接收到所述掉电检测模块发送的所述指令时，根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，以截断所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述通断型开关包括第一分压电阻、第二分压电阻及场效应管，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻并联，所述第一分压电阻的一端连接至所述系统电源的正极以及所述场效应管的源极，所述第一分压电阻的另一端和所述第二分压电阻一端均连接至所述场效应管的栅极；

所述开关控制模块包括三极管、第三分压电阻及第四分压电阻，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻并联，所述第四分压电阻的一端连接至所述三极管的基极，所述第四分压电阻的另一端和所述三极管的发射极均接地，所述三极管的集电极通过所述第二分压电阻连接所述场效应管的栅极，在所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述三极管和所述场效应管均截止。

5.根据权利要求1至4任一所述的电路，其特征在于，所述备用储能模块为电容。

6.根据权利要求2或5所述的电路，其特征在于，单向导通型开关为低压差的锗管。

7.一种防止数据失效的方法，其特征在于，所述防止数据失效的方法应用于掉电保护的电路，所述掉电保护的电路包括闪存控制器、系统电源、开关模块、备用储能模块和闪存；

所述防止数据失效的方法包括：

所述闪存控制器接收到处理模块发送的将待写入数据写入闪存的请求后，向所述闪存发送所述待写入数据和写指令；

当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述开关模块与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路；

所述闪存利用所述备用储能模块提供的电能，执行所述写指令，将所述待写入数据写入所述闪存。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开关模块为单向导通型开关，所述当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述开关模块与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，包括：

当系统电源的电压小于预设的掉电阈值时，所述单向导通型开关与所述备用储能模块和所述闪存形成新回路，以阻止所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源，增加所述备用储能模块的供电时间。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开关模块为通断型开关，所述方法还包括：

掉电检测模块获取所述系统电源的电压，在检测到所述系统电源的电压小于所述预设的掉电阈值时，向开关控制模块发送指令，所述指令用于指示所述开关控制模块控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开；

所述开关控制模块接收到所述掉电检测模块发送的所述指令时，根据所述指令控制所述通断型开关和所述系统电源之间连接的断开，以截断所述备用储能模块所输出的电流输入所述系统电源。

10.根据权利要求7至9任一所述的方法，其特征在于，所述闪存控制器从发出所述最后一条写Page指令，直至所述闪存完成执行所述最后一条写Page指令的最长时间段为t，所述闪存控制器向所述闪存发送的最后一条写Page指令的时间点为T1，所述闪存控制器在系统掉电后不工作的时间点为T2，从所述备用储能模块为所述闪存供电直至所述备用储能模块的电量耗尽的时间点为T3，则T3-T2为所述备用储能模块为所述闪存持续供电的时间，其中，T2≥T1，T3-T2≥t，则T3-T1≥t。

11.根据权利要求7至10任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在确定所述系统电源的电压小于预设的掉电阈值后，判断所述闪存是否已执行完所述写指令；

若已执行完，则结束流程；

若未执行完，则根据预设公式增加所述备用储能模块的储能容量，以增加供电的时间。