CN110704236A - 芯片flash数据的在线校验方法及计算机存储介质 - Google Patents

芯片flash数据的在线校验方法及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种芯片flash数据的在线校验方法及计算机存储介质，在校验方法中整个flash使用唯一的一个校验和进行校验，在普通的不具有DMA功能的芯片中，flash的校验是在软件空闲时间片中进行，在具有DMA功能芯片中，flash的校验在软件不需要使用硬件CRC模块时进行，在软件运行的同时由DMA搬运flash数据至CRC模块进行校验，在校验中断时保存校验的配置以及中间结果和中断的位置。本发明仅需要在flash中额外占用一个校验和的位置，极大节省了校验字对flash存储空间的占用，并且能够在运行中对CRC配置和中间结果进行了保存恢复，允许flash数据校验被打断，可以灵活地将flash数据校验插入到软件空闲的时间片之中，在使用DMA模块的芯片时也不影响应用软件对于CRC硬件模块的使用。

Description

芯片flash数据的在线校验方法及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及一种在线校验方法及计算机存储介质，特别是一种芯片flash数据的在线校验方法及计算机存储介质。
背景技术
非挥发性存储器通常用于存储芯片的运行程序、出厂校正参数等初始化数据，非易失数据的保存和正确读取是芯片正常执行的关键。而部分非挥发性存储器由于存放条件不良，运行时收到高温高压干扰等因素，可能会出现存储数据改变等错误故障，在芯片运行过程中，及时发现此类故障并采取预先采取停机上报等操作显得尤为必要和关键。目前的校验方法通常每1byte或4byte就需要存储一个校验位或校验字，占据flash中较大空间，另一方面一次性完成整个flash的校验计算过程，耗时较长，会影响正常软件的运行性能。
发明内容
发明目的：本发明要解决的技术问题是提供一种芯片flash数据的在线校验方法及计算机存储介质，解决了目前校验方法校验和占用flash空间较大并且校验计算过程干扰软件正常运行的不足，整个flash校验使用唯一一个固定大小的校验和，节省了存储资源，分块对flash进行校验，不打扰正常软件的运行。
技术方案：本发明所述的芯片flash数据的在线校验方法，芯片包括了CRC硬件模块和flash，在flash上存储程序数据以及上述数据产生的一个唯一校验和，所述芯片运行应用程序，当芯片进入空闲时间片后，包括以下步骤：
(1)将应用程序所使用的配置字保存到内存中，所述配置字为应用程序设定的CRC硬件模块寄存器的配置字；
(2)当flash校验程序第一次运行时，设置flash校验程序需要使用的配置字和初始值；当flash校验程序不是第一次运行时，从内存中读取flash校验程序所使用的配置字、上一次校验结果和上一次校验程序结束时的flash访问地址，并将上一次的校验结果作为本次校验的初始值，将上一次校验程序结束时的flash访问地址作为本次校验的起始地址；
(3)将flash数据搬运至CRC硬件模块进行校验，直至空闲时间片用尽时暂停；
(4)将本次校验结果和本次校验程序的结束地址保存在内存中；
(5)将步骤(1)保存的配置字恢复到CRC硬件模块寄存器中，恢复执行应用程序。
进一步的，所述配置字包括CRC的位宽、CRC的系数、CRC的初始值和是否需要数据翻转。
进一步的，所述flash上的校验和位宽为8bit、16bit和32bit中的一种。
基于同样的发明构思，本发明所述的另一种芯片flash数据的在线校验方法，芯片包括了CRC硬件模块、flash和DMA模块，在flash上存储程序数据以及上述数据产生的一个唯一校验和，所述芯片运行应用程序；
当应用程序没有使用CRC硬件模块时，DMA模块将flash数据搬运至CRC硬件模块进行校验；
当应用程序需要使用CRC硬件模块时，包括以下步骤：
(1)暂停DMA模块运行；
(2)将flash校验程序所使用的配置字、本次校验结果和本次校验程序的结束地址保存到内存中，所述配置字为所述flash校验程序所使用的CRC硬件模块寄存器的配置字；
(3)将应用程序需要使用的配置字写入CRC硬件模块寄存器；
(4)将应用程序需要校验的数据搬运至CRC硬件模块进行校验，校验完成后返回校验结果；
(5)将步骤(2)中所述的配置字恢复到CRC硬件模块寄存器中；
(6)重新配置DMA模块，读取步骤(2)中的校验结果和结束地址；
(7)重启DMA模块，将步骤(2)中的校验结果作为本次重启的校验程序的初始值，从所述结束地址开始搬运数据至CRC硬件模块寄存器进行校验。
进一步的，所述配置字包括CRC的位宽、CRC的系数、CRC的初始值和是否需要数据翻转。
进一步的，所述flash上的校验和位宽为8bit、16bit和32bit中的一种。
本发明所述的计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被计算机处理器执行时实现上述的芯片flash数据的在线校验方法。
有益效果：本发明不同于现有校验方法，仅需要在flash中额外占用一个校验和的位置，极大节省了校验字对flash存储空间的占用，并且能够在运行中对CRC配置和中间结果进行了保存恢复，允许flash数据校验被打断，可以灵活地将flash数据校验插入到软件空闲的时间片之中，在使用DMA模块的芯片时也不影响应用软件对于CRC硬件模块的使用。
附图说明
图1是本发明实施例1的方法流程图；
图2是本发明实施例2的方法流程图。
具体实施方式
本发明对芯片中flash的存储数据进行运行过程中的在线校验，使用芯片中的CRC硬件模块，从而减轻软件进行CRC校验的计算负担。一般地，CRC硬件计算模块，可以根据配置计算任意CRC系数和任意大小数据块的校验和。CRC硬件模块包括4个软件寄存器接口，CRC_CR可以配置CRC校验和的位宽、输入输出数据是否进行反转以及是否使用上一次CRC计算的校验和继续本次计算。CRC_INIT是CRC计算的初始值，CRC_POL为CRC计算的系数，CRC_DR用于传递待校验的数据和最终的校验和。如果待校验的数据块大于32bit，则可能需要多次向CRC_DR写入数据，最终通过读取CRC_DR取回最终的校验和。通常芯片内的flash数据会达到kB～MB量级，如32kB、64kB、128kB，甚至更大。一次完成整个flash计算耗时太长，会影响正常的软件功能。因此可以根据软件运行的时间片，分块对flash进行校验。例如某MCU软件的运行定时周期为100us，即100us需要把所有相关功能运行一次，剩余大概有10us左右的空闲。则可以安排100us的定时中断，中断服务处理程序占用<10us的运行时间进行flash分块校验，校核数据块的大小取决于CRC硬件校验模块的运算速度，通常可能为几十个字节。
本发明的实施例1的芯片包括了CRC硬件模块和flash，在flash上存储全部程序数据以及上述数据产生的一个唯一校验和，校验和的位宽可以为8bit、16bit或者32bit。芯片正常运行应用程序，当芯片进入空闲时间片后，处理流程如图1所示，具体为：
(1)在某段时间段内，芯片执行完毕应用软件的定时任务，进入空闲状态；可以利用空闲时间片进行flash校验等工作
(2)保存CRC硬件模块的配置寄存器配置(因为在执行应用软件的过程中，软件可能使用过CRC硬件模块)，保存寄存器到内存空闲位置，以便后面恢复时使用；通常需要保存的配置字包括CRC的位宽，CRC的系数，CRC的初始值，是否需要数据翻转等等；
(3)设置flash校验程序需要使用的校验字，包括CRC的位宽，CRC的系数，CRC的初始值，是否需要数据翻转等等，并需要将之前的flash校验结果，作为本次校验的初始值，使得整个flash数据的CRC校验是接续的；如果flash校验程序第一次运行时，则设置flash校验程序需要使用的配置字和初始值；flash校验的最终校验和是固定的，可以在程序开始运行前就进行确定；
(4)根据上一次flash校验的结束地址，将后续的flash数据搬运至CRC硬件模块的CRC_DR寄存器，即上次flash校验程序被打断之后，下次开始的时候要接着上一次停止的地方继续校验，把数据从flash搬运到CRC硬件模块进行校验，由于flash的校验是分时间片、分块进行的，所以芯片要对flash校验的暂停的位置进行维护；
(5)芯片搬运一段数据进行flash校验后，空闲时间片接近用尽，需要将flash校验的中间结果和暂停的地址暂存在内存中的空闲位置；
(6)退出flash的校验，由芯片将之前应用软件使用的CRC配置由内存恢复到CRC模块的寄存器中，这样，应用软件继续执行时不会察觉到CRC配置字的变化；芯片返回执行应用软件任务。
待整个flash数据都完成校验后，最终产生一个固定大小的校验和，可以与flash中在出厂时固化的正确校验和进行比较，从而发现存储数据的异常。
实施例1中，为了节省存储资源，整个flash使用唯一的一个校验和。由于flash的校验是分块进行的，因此需要保存flash分块校验的中间结果(中间过程的校验和)，并在进行下一个数据块的校验和的计算时作为初始值赋值给CRC_INIT进行计算。另外，flash的校验是在软件空闲时间片中进行的，而且可以被中断，只需妥善保存校验的配置以及中间结果和中断的位置，以备后续继续进行校验，以保证flash在线校验使用CRC硬件模块时不对正常的应用软件造成影响。
基于同样的发明构思，实施例2应用于包含DMA模块的芯片。对于集成了DMA模块的芯片，芯片在运行应用软件的同时可以使用DMA模块将flash数据搬运至CRC硬件模块进行校验，如果应用软件需要CRC硬件模块执行校验任务，则需要将DMA暂停，同时保存CRC硬件模块的寄存器配置以及中间校验结果，以便在重启DMA传输时将用于flash校验的CRC硬件配置恢复。实施例2的流程如图2所示，在flash上存储全部程序数据以及上述数据产生的一个唯一校验和，校验和的位宽可以为8bit、16bit或者32bit，具体过程为：
当应用程序没有使用CRC硬件模块时，DMA模块将flash数据搬运至CRC硬件模块进行校验；
当应用程序需要使用CRC硬件模块时，包括以下步骤：
(1)芯片暂停DMA，如果应用软件需要使用CRC硬件模块，则需要将DMA暂停，使其暂时停止将flash数据搬运至CRC硬件模块；
(2)芯片将flash校验时使用的CRC硬件模块的配置寄存器的值保存至内存空闲位置，以便后续恢复时使用。通常包括CRC的位宽，CRC的系数，CRC的初始值，是否需要数据翻转等等，此外还需要保护flash校验的中间结果以及校验被打断时flash的读取地址，以便后续接续校验；
(3)芯片将应用程序需要使用的CRC硬件模块配置写入寄存器，通常包括CRC的位宽，CRC的系数，CRC的初始值，是否需要数据翻转等等；
(4)芯片将应用程序需要校验的数据搬运至CRC硬件模块，等待其计算完成，再将校验结果读回；
(5)芯片将flash校验时使用的CRC硬件模块的配置寄存器的值由内存恢复，通常包括CRC的位宽，CRC的系数，CRC的初始值，是否需要数据翻转等等；
(6)芯片重新配置DMA，使其从校验被打断的地址开始搬运数据，同时将flash校验的中间结果作为CRC硬件模块的初始值；
(7)芯片重启DMA；芯片返回执行应用程序。
待整个flash数据都完成校验后，最终产生一个固定大小的校验和，可以与flash中在出厂时固化的正确校验和进行比较，从而发现存储数据的异常。
实施例2中的flash的校验是在软件不需要使用硬件CRC模块时进行的，由DMA搬运flash数据至CRC模块，校验可以被中断，只需由软件妥善保存校验的配置以及中间结果和中断的位置，以备后续继续进行校验。
本发明实施例如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本发明实例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
相应的，本发明的实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序。当所述计算机程序由处理器执行时，可以实现前述芯片flash数据的在线校验方法。例如，该计算机存储介质为计算机可读存储介质。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

Claims (7)

1.一种芯片flash上的数据的在线校验方法，芯片包括了CRC硬件模块和flash，其特征在于：在flash上存储程序数据以及上述数据产生的一个唯一校验和，所述芯片运行应用程序，当芯片进入空闲时间片后，包括以下步骤：
(1)将应用程序所使用的配置字保存到内存中，所述配置字为应用程序设定的CRC硬件模块寄存器的配置字；
(2)当flash校验程序第一次运行时，设置flash校验程序需要使用的配置字和初始值；当flash校验程序不是第一次运行时，从内存中读取flash校验程序所使用的配置字、上一次校验结果和上一次校验程序结束时的flash访问地址，并将上一次的校验结果作为本次校验的初始值，将上一次校验程序结束时的flash访问地址作为本次校验的起始地址；
(3)将flash数据搬运至CRC硬件模块进行校验，直至空闲时间片用尽时暂停；
(4)将本次校验结果和本次校验程序的结束地址保存在内存中；
(5)将步骤(1)保存的配置字恢复到CRC硬件模块寄存器中，恢复执行应用程序。
2.根据权利要求1所述的芯片flash上的数据的在线校验方法，其特征在于：所述配置字包括CRC的位宽、CRC的系数、CRC的初始值和是否需要数据翻转。
3.根据权利要求1所述的芯片flash上的数据的在线校验方法，其特征在于：所述flash上的校验和位宽为8bit、16bit和32bit中的一种。
4.一种芯片flash上的数据的在线校验方法，芯片包括了CRC硬件模块、flash和DMA模块，其特征在于：在flash上存储程序数据以及上述数据产生的一个唯一校验和，所述芯片运行应用程序；
当应用程序没有使用CRC硬件模块时，DMA模块将flash数据搬运至CRC硬件模块进行校验；
当应用程序需要使用CRC硬件模块时，包括以下步骤：
(1)暂停DMA模块运行；
(2)将flash校验程序所使用的配置字、本次校验结果和本次校验程序的结束地址保存到内存中，所述配置字为所述flash校验程序所使用的CRC硬件模块寄存器的配置字；
(3)将应用程序需要使用的配置字写入CRC硬件模块寄存器；
(4)将应用程序需要校验的数据搬运至CRC硬件模块进行校验，校验完成后返回校验结果；
(5)将步骤(2)中所述的配置字恢复到CRC硬件模块寄存器中；
(6)重新配置DMA模块，读取步骤(2)中的校验结果和结束地址；
(7)重启DMA模块，将步骤(2)中的校验结果作为本次重启的校验程序的初始值，从所述结束地址开始搬运数据至CRC硬件模块寄存器进行校验。
5.根据权利要求4所述的芯片上的flash数据的在线校验方法，其特征在于：所述配置字包括CRC的位宽、CRC的系数、CRC的初始值和是否需要数据翻转。
6.根据权利要求4所述的芯片上的flash数据的在线校验方法，其特征在于：所述flash上的校验和位宽为8bit、16bit和32bit中的一种。
7.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序在被计算机处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的方法。
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