CN109062825A - 一种固态硬盘异常掉电的保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固态硬盘异常掉电的保护方法及装置，其中该方法包括：根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；根据数据量设置缓存的储存空间；监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。本发明保证了在主电源掉电时，备用电源的电量全部用在缓存数据的写入中，同时有效避免了在主电源掉电之后，备用电源的电量不足以支持缓存完成数据处理的情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态硬盘，更具体地说是一种固态硬盘异常掉电的保护方法及装置。
背景技术
由于环境的不确定性(如电线老化、设备失常、电压异常抖动)，固态硬盘(SSD)的外部主要供电可能会突然断电，此时如果SSD内部没有应对措施的话，SSD内部写缓存中的数据必然会丢失。因此，为了应对SSD外部供电的不确定性，是在SSD内部装载一个备用电源装置，固件中还设计一个掉电监测模块，该模块负责监测SSD外部主电源的供电情况以及在异常掉电情况下通知备用电源进行供电。但现有技术还存在以下缺陷，例如：
第一、没有考虑到备用电源的备电能力损耗，比如电容，随着充放电次数的增加，电容的容量会降低，当降低到一定程度时，储备的电量不足以支撑到写缓存数据全部写完，那么依然会产生数据丢失的情况。
第二、没有考虑到SSD固件设计的复杂性，由于闪存介质的特性，SSD内部常常会发生比较耗时的内部任务，比如垃圾处理，磨损均衡等，而且此时往往SSD是不会处理写缓存的请求(或者只会很缓慢的处理)。如果在异常掉电情况下，SSD内部恰巧正在处理内部任务，那么备用电源的电量是否能支撑到缓存数据处理完成，这依然是个未知数。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种固态硬盘异常掉电的保护方法及装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种固态硬盘异常掉电的保护方法，所述方法包括：
根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；
根据数据量设置缓存的储存空间；
监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；
通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。
其进一步技术方案为：所述根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量的步骤，具体包括以下步骤：
主电源对备用电源进行充电，直至电量充满为止；
获取主电源对备用电源的充电量；
根据充电量计算备用电源的放电时长；
计算放电时长内缓存的写数据量。
其进一步技术方案为：所述根据充电量计算备用电源的放电时长的步骤中，所采用的计算公式为：M/V＝T，其中，M为充电量，V为放电速度，T为放电时长。
其进一步技术方案为：所述计算放电时长内缓存的写数据量的步骤中，所采用的计算公式为：D＝T*S，其中，T为所述的放电时长，S为缓存处理数据的速度，D为写数据量。
其进一步技术方案为：所述监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理的步骤，具体包括以下步骤：
检测主电源的电压值；
当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断；
停止接收主机后续的读写请求；
通知固件停止垃圾处理以及磨损均衡处理。
其进一步技术方案为：所述通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中的步骤之后，还包括以下步骤：
等待备用电源电量全部放完；
控制固态硬盘断电。
一种固态硬盘异常掉电的保护装置，包括计算单元、设置单元、监测单元以及通知单元；
所述计算单元，用于根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；
所述设置单元，用于根据数据量设置缓存的储存空间；
所述监测单元，用于监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；
所述通知单元，用于通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。
其进一步技术方案为：所述计算单元包括充电控制模块、电量检测模块以及计算模块；
所述充电控制模块，用于主电源对备用电源进行充电，直至电量充满为止；
所述电量监测模块，用于获取主电源对备用电源的充电量；
所述计算模块，用于根据充电量计算备用电源的放电时长，以及计算放电时长内缓存的写数据量。
其进一步技术方案为：所述监测单元包括电压检测模块、中断模块、停止模块以及内部任务处理模块；
所述电压检测模块，用于检测主电源的电压值；
所述中断模块，当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断；
所述停止模块，用于停止接收主机后续的读写请求；
所述内部任务处理模块，用于通知固件停止垃圾处理以及磨损均衡处理。
其进一步技术方案为：还包括等待模块以及断电模块；
所述等待模块，用于等待备用电源电量全部放完；
所述断电模块，用于控制固态硬盘断电。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明一种固态硬盘异常掉电的保护方法通过备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量，来设置缓存的存储空间，并且当监测到主电源掉电时，会停止内部任务的处理，保证了在主电源掉电时，备用电源的电量全部用在缓存数据的写入中。而且缓存的存储空间是根据备用电源的储电量所能支持处理完成的数据量而进行设置的，因此，有效避免了在主电源掉电之后，备用电源的电量不足以支持缓存完成数据处理的情况。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明技术手段，可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护方法具体实施例的流程图；
图2为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护方法具体实施例中根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量的流程图；
图3为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护方法具体实施例中监测主电源的供电情况的流程图；
图4为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护方法具体实施例中通知备用电源进行供电的流程图；
图5为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护装置具体实施例的结构性框图；
图6为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护装置具体实施例中计算单元的结构性框图；
图7为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护装置具体实施例中监测单元的结构性框图；
图8为本发明一种固态硬盘异常掉电的保护装置具体实施例中控制固态硬盘断电的结构性框图。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
应当理解，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
还应当理解，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
如图1-4所示，本发明提供了一种固态硬盘异常掉电的保护方法，该方法包括：
S10、根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；
S20、根据数据量设置缓存的储存空间；
S30、监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；
S40、通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。
具体的，备用电源是相对于主电源而言的，备用电源是设置在固态硬盘内部的，备用电源可以是电容，但不限于是电容，主电源是固态硬盘外部的电源。在正常情况下，固态硬盘是靠主电源为其供电的，只有在主电源掉电的情况下，备用电源才为固态硬盘供电。
在某些实施例中，步骤S10具体包括以下步骤：
S101、主电源对备用电源进行充电，直至电量充满为止；
S102、获取主电源对备用电源的充电量；
S103、根据充电量计算备用电源的放电时长；
S104、计算放电时长内缓存的写数据量。
具体的，为了保证节约电能，在对备用电源充电充满时，则停止对备用电源充电。其中，根据充电量计算备用电源的放电时长所采用的计算公式为：M/V＝T，其中，M为充电量，V为放电速度，T为放电时长。由于每次异常掉电后备用电源都是耗光电量的，所以每次重新上电后充电量等于备用电源最后的储电量，异常掉电后备用电源的放电速度V也是一个常量，那么只要检测出充电量M为多少，就可以计算出放电时长T。计算放电时长内缓存的写数据量所采用的计算公式为：D＝T*S，其中，T为放电时长，S为缓存处理数据的速度，D为写数据量。由于缓存处理数据的速度是一个常量，假设为S＝500MB/s，再假设通过上述公式M/V＝T计算出的放电时长为T＝50ms，则可以计算出写数据量D＝T*S＝50ms*500MB/s＝25MB，又由于在主电源掉电时，同时停止了内部任务处理，所以缓存占用全部带宽进行数据的处理。因此，通过上述的公式可以计算出备用电源的储电量能够支撑多少写数据量的处理。由此，只需要将缓存的储存空间大小设置成写数据量D，就能满足在主电源掉电后，备用电源的储电量能够保证缓存中已缓存的数据全部写入非易失性存储介质(闪存)中。
在某些实施例中，步骤S30具体包括以下步骤：
S301、检测主电源的电压值；
S302、当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断；
S303、停止接收主机后续的读写请求；
S304、通知固件停止垃圾处理以及磨损均衡处理。
具体的，电压值是衡量主电源是否掉电的一个重要标志，当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断，即主电源出现故障，此时无法提供电能。这时固态硬盘会停止接收主机后续的读写请求，并通知固态硬盘的固件停止垃圾处理、磨损均衡处理等内部任务的处理。
在某些实施例中，在步骤S40之后，还包括以下步骤：
S401、等待备用电源电量全部放完；
S402、控制固态硬盘断电。
具体的，备用电源开始工作后，直至把储电量全部放完，才进行固态硬盘的断电，这便于对下一次备用电源的充电量进行计算。
如图5-8所示，本发明还提供了一种固态硬盘异常掉电的保护装置，该装置还包括计算单元1、设置单元2、监测单元3以及通知单元4；
计算单元1，用于根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；
设置单元2，用于根据数据量设置缓存的储存空间；
监测单元3，用于监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；
通知单元4，用于通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。
具体的，备用电源是相对于主电源而言的，备用电源是设置在固态硬盘内部的，备用电源可以是电容，但不限于是电容，主电源是固态硬盘外部的电源。在正常情况下，固态硬盘是靠主电源为其供电的，只有在主电源掉电的情况下，备用电源才为固态硬盘供电。
在某些实施例中，计算单元1包括充电控制模块11、电量检测模块12以及计算模块13；
充电控制模块11，用于主电源对备用电源进行充电，直至电量充满为止；
电量监测模块12，用于获取主电源对备用电源的充电量；
计算模块13，用于根据充电量计算备用电源的放电时长，以及计算放电时长内缓存的写数据量。
具体的，为了保证节约电能，在对备用电源充电充满时，则停止对备用电源充电。其中，根据充电量计算备用电源的放电时长所采用的计算公式为：M/V＝T，其中，M为充电量，V为放电速度，T为放电时长。由于每次异常掉电后备用电源都是耗光电量的，所以每次重新上电后充电量等于备用电源最后的储电量，异常掉电后备用电源的放电速度V也是一个常量，那么只要检测出充电量M为多少，就可以计算出放电时长T。计算放电时长内缓存的写数据量所采用的计算公式为：D＝T*S，其中，T为放电时长，S为缓存处理数据的速度，D为写数据量。由于缓存处理数据的速度是一个常量，假设为S＝500MB/s，再假设通过上述公式M/V＝T计算出的放电时长为T＝50ms，则可以计算出写数据量D＝T*S＝50ms*500MB/s＝25MB，又由于在主电源掉电时，同时停止了内部任务处理，所以缓存占用全部带宽进行数据的处理。因此，通过上述的公式可以计算出备用电源的储电量能够支撑多少写数据量的处理。由此，只需要将缓存的储存空间大小设置成写数据量D，就能满足在主电源掉电后，备用电源的储电量能够保证缓存中已缓存的数据全部写入非易失性存储介质(闪存)中。
在某些实施例中，监测单元3包括电压检测模块31、中断模块32、停止模块33以及内部任务处理模块34；
电压检测模块31，用于检测主电源的电压值；
中断模块32，当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断；
停止模块33，用于停止接收主机后续的读写请求；
内部任务处理模块34，用于通知固件停止垃圾处理以及磨损均衡处理。
具体的，电压值是衡量主电源是否掉电的一个重要标志，当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断，即主电源出现故障，此时无法提供电能。这时固态硬盘会停止接收主机后续的读写请求，并通知固态硬盘的固件停止垃圾处理、磨损均衡处理等内部任务的处理。
在某些实施例中，本装置还包括等待模块5以及断电模块6；
等待模块5，用于等待备用电源电量全部放完；
断电模块6，用于控制固态硬盘断电。
具体的，备用电源开始工作后，直至把储电量全部放完，才进行固态硬盘的断电，这便于对下一次备用电源的充电量进行计算。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种固态硬盘异常掉电的保护方法，其特征在于，所述方法包括：
根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；
根据数据量设置缓存的储存空间；
监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；
通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。
2.根据权利要求1所述的一种固态硬盘异常掉电的保护方法，其特征在于，所述根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量的步骤，具体包括以下步骤：
主电源对备用电源进行充电，直至电量充满为止；
获取主电源对备用电源的充电量；
根据充电量计算备用电源的放电时长；
计算放电时长内缓存的写数据量。
3.根据权利要求1所述的一种固态硬盘异常掉电的保护方法，其特征在于，所述根据充电量计算备用电源的放电时长的步骤中，所采用的计算公式为：M/V＝T，其中，M为充电量，V为放电速度，T为放电时长。
4.根据权利要求3所述的一种固态硬盘异常掉电的保护方法，其特征在于，所述计算放电时长内缓存的写数据量的步骤中，所采用的计算公式为：D＝T*S，其中，T为所述的放电时长，S为缓存处理数据的速度，D为写数据量。
5.根据权利要求1所述的一种固态硬盘异常掉电的保护方法，其特征在于，所述监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理的步骤，具体包括以下步骤：
检测主电源的电压值；
当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断；
停止接收主机后续的读写请求；
通知固件停止垃圾处理以及磨损均衡处理。
6.根据权利要求1所述的一种固态硬盘异常掉电的保护方法，其特征在于，所述通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中的步骤之后，还包括以下步骤：
等待备用电源电量全部放完；
控制固定硬盘断电。
7.一种固态硬盘异常掉电的保护装置，其特征在于，包括计算单元、设置单元、监测单元以及通知单元；
所述计算单元，用于根据备用电源的储电量计算缓存所能处理完成的数据量；
所述设置单元，用于根据数据量设置缓存的储存空间；
所述监测单元，用于监测主电源的供电情况，当主电源掉电时，停止内部任务处理；
所述通知单元，用于通知备用电源进行供电，将缓存储存空间中的数据全部写入非易失性存储介质中。
8.根据权利要求7所述的一种固态硬盘异常掉电的保护装置，其特征在于，所述计算单元包括充电控制模块、电量检测模块以及计算模块；
所述充电控制模块，用于主电源对备用电源进行充电，直至电量充满为止；
所述电量监测模块，用于获取主电源对备用电源的充电量；
所述计算模块，用于根据充电量计算备用电源的放电时长，以及计算放电时长内缓存的写数据量。
9.根据权利要求7所述的一种固态硬盘异常掉电的保护装置，其特征在于，所述监测单元包括电压检测模块、中断模块、停止模块以及内部任务处理模块；
所述电压检测模块，用于检测主电源的电压值；
所述中断模块，当电压值下降到预设的阈值时，主电源产生中断；
所述停止模块，用于停止接收主机后续的读写请求；
所述内部任务处理模块，用于通知固件停止垃圾处理以及磨损均衡处理。
10.根据权利要求7所述的一种固态硬盘异常掉电的保护装置，其特征在于，还包括等待模块以及断电模块；
所述等待模块，用于等待备用电源电量全部放完；
所述断电模块，用于控制固态硬盘断电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181221 |