CN113204316A - 一种使用flash进行高效数据存储的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，属于FLASH数据存储技术领域。本发明在FLASH中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括N个索引存储区，动态参数扇区包括M个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和CRC校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数。当读取数据时，系统上电后首先读取索引扇区，得到最后一次的索引存储区地址，进而得到动态参数存储区号，并读取对应的动态参数；当写入数据时，先写入动态参数存储区，再将对应的区号写入索引存储区。本发明充分利用了FLASH存储器的大容量存储空间，提高了数据平均写入速度和芯片的使用寿命。

Description

一种使用FLASH进行高效数据存储的方法
技术领域
本发明属于FLASH数据存储技术领域，具体涉及一种使用FLASH进行高效数据存储的方法。
背景技术
FLASH是一种大容量非易失性存储器件。由于工艺原理限制，对已写入数据的地址进行再次写入数据之前，必须进行数据的擦除，并且不提供字节擦除功能，只能进行扇区擦除。
以某FLASH产品为例，容量4Mbit，扇区配置结构如图1所示。手册建议的字节擦除时间最大300us，扇区擦除时间最大30S。芯片可靠擦除次数1万次。
在一些应用系统中，设备的工作参数、工作模式、产生的工作数据等需要保存在FLASH芯片中，以便在设备关闭、重启后可以恢复之前工作状态进行工作。
在使用固定地址保存数据时，即使需要改变的数据量很小，也要将整个扇区数据全部擦除，即降低了FLASH芯片的使用寿命(FLASH芯片都有擦除次数限制)，也增加了单次写入数据的时间。
为了应对这种情况，FLASH芯片中通常提供小扇区，如图1中的SA8/SA9，用于保存动态数据。但这也只是减少的数据写入之前扇区擦除的时间，并没有改善芯片使用寿命。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，以解决FLASH芯片使用寿命降低的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，在FLASH中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括N个索引存储区，动态参数扇区包括M个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和CRC校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数，该方法包括如下步骤：
(1.1)开机运行，索引存储区号置0；
(1.2)读取索引存储区号中的索引，并计算索引中的动态参数存储区号的CRC校验码，与索引中的CRC校验码进行比较，如二者一致，索引数据完整，如二者不一致，索引数据不完整；
(1.3)若不完整，则表明当前无有效动态参数，设置索引存储区号＝0，退出；若完整，进行步骤(1.4)；
(1.4)索引存储区号+1，读取索引，采用步骤1.2中的方法判断读取到的索引数据的完整性；
(1.5)若不完整，进行步骤(1.6)；若完整，判断是否为最后一个地址，如果是，则进行步骤(1.7)，否则，进行步骤(1.4)；
(1.6)索引存储区号-1；
(1.7)读取索引，得到动态参数存储区号，读取动态参数。
进一步地，N个索引存储区大小一致连续存储，M个动态参数存储区大小一致连续存储。
进一步地，索引存储区的数量N等于动态参数存储区的数量M。
进一步地，所述CRC校验码是对动态参数存储区号进行校验产生的校验码。
进一步地，校验方法为CRC循环冗余校验。
一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，在FLASH中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括N个索引存储区，动态参数扇区包括M个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和CRC校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数，该方法包括如下步骤：
(2.1)接收动态参数，动态参数存储区号+1；
(2.2)写动态参数到动态参数存储区号指定的地址；
(2.3)动态参数存储区中数据读出校验判断；
(2.4)若校验通过，进行步骤(2.5)；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.2)；
(2.5)索引存储区号+1；
(2.6)写索引到索引存储区号对应的索引存储区；
(2.7)索引存储区中数据读出校验判断；
(2.8)若校验通过，则指令正确执行；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.6)。
进一步地，N个索引存储区大小一致连续存储，M个动态参数存储区大小一致连续存储。
进一步地，索引存储区的数量N等于动态参数存储区的数量M。
进一步地，所述CRC校验码是对动态参数存储区号进行校验产生的校验码。
进一步地，校验方法为CRC循环冗余校验。
(三)有益效果
本发明提出一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，创新性的引入索引自校验命中方法，高效获取到系统最后一次使用的索引。引入数据索引查找方法，通过索引指针获取到动态数据保存的地址，进行数据的读写。充分利用了FLASH存储器的大容量存储空间，提高了数据平均写入速度和芯片的使用寿命。
附图说明
图1为某FLASH产品的扇区配置结构；
图2为本发明的FLASH存储器数据结构图；
图3为本发明的读取索引以及动态参数的流程图；
图4为本发明的写动态参数的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明主要涉及FLASH数据存储技术领域，具体是一种使用FLASH存储器进行高效数据存储的方法。
本文提出一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，可以很好的解决上面提到的问题。主要是2项关键技术，一种是基于自校验进行索引命中的方法，一种是基于索引进行数据查找的方法。
如图2所示，在FLASH中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括N个索引存储区，动态参数扇区包括M个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和CRC校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数。索引扇区和动态参数扇区分别用于保存索引数据和动态参数数据，每个索引数据和每个动态参数数据设计占用固定长度并连续存储。附图2中的N＝M时,达到设计最优。
以某芯片为例，使用扇区4作为索引扇区，大小为64KB，每个索引数据16个字节(14字节数据，2字节CRC校验码)，可以保存4K份索引数据；使用扇区0-3作为动态参数扇区，大小为64K*4字节，每个动态参数数据区4KB，可以保存64份动态参数数据。
每个索引含两部分内容，第一部分为动态参数存储区号，指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址和一些系统参数，第二部分为CRC校验码，是对第一部分数据进行校验产生的校验码,可采用CRC循环冗余校验。
N个索引存储区大小一致连续存储，M个动态参数存储区大小一致连续存储，所以只要知道了动态数据的存储区号就可以找到对应的动态参数。
如图3所示，系统上电后首先读取索引扇区，得到最后一次的索引存储区地址，进而得到动态参数存储区号，并读取对应的动态参数，具体包括以下步骤：
(1.1)开机运行，索引存储区号置0；
(1.2)读取索引存储区号中的索引，并计算索引中的动态参数存储区号的CRC校验码，与索引中的CRC校验码进行比较，二者一致，索引数据完整，二者不一致，索引数据不完整；
(1.3)若不完整，则表明当前无有效动态参数，设置索引存储区号＝0，退出；若完整，进行步骤(1.4)；
(1.4)索引存储区号+1，读取索引，判断读取到的索引数据的完整性,判断方法同1.2；
(1.5)若不完整，进行步骤(1.6)；若完整，判断是否为最后一个地址，如果是，则进行步骤(1.7)，否则，进行步骤(1.4)；
(1.6)索引存储区号-1；
(1.7)读取索引，得到动态参数存储区号，读取动态参数。
如图4所示，系统运行时，接收到动态参数进行数据存储的处理的具体步骤包括：
(2.1)接收动态参数，动态参数存储区号+1；
(2.2)写动态参数到动态参数存储区号指定的地址；
(2.3)动态参数存储区中数据读出校验判断；
(2.4)若校验通过，进行步骤(2.5)；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.2)；
(2.5)索引存储区号+1；
(2.6)写索引到索引存储区号对应的索引存储区；
(2.7)索引存储区中数据读出校验判断；
(2.8)若校验通过，则指令正确执行；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.6)。
本文提出了一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，创新性的引入索引自校验命中方法，高效获取到系统最后一次使用的索引。引入数据索引查找方法，通过索引指针获取到动态数据保存的地址，进行数据的读写。充分利用了FLASH存储器的大容量存储空间，提高了数据平均写入速度和芯片的使用寿命。现申请对于索引自同步的命中方法和数据索引查找方法进行保护，包括但不限于FLASH芯片中的数据存储。
可以举例对比提高寿命的倍数：每次对固定位置写一次，擦一次。而本方法写N次，写满整个索引扇区，再擦一次，使用效率提高N倍，延长了使用寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，在FLASH中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括N个索引存储区，动态参数扇区包括M个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和CRC校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数，该方法包括如下步骤：
(1.1)开机运行，索引存储区号置0；
(1.2)读取索引存储区号中的索引，并计算索引中的动态参数存储区号的CRC校验码，与索引中的CRC校验码进行比较，如二者一致，索引数据完整，如二者不一致，索引数据不完整；
(1.3)若不完整，则表明当前无有效动态参数，设置索引存储区号＝0，退出；若完整，进行步骤(1.4)；
(1.4)索引存储区号+1，读取索引，采用步骤1.2中的方法判断读取到的索引数据的完整性；
(1.5)若不完整，进行步骤(1.6)；若完整，判断是否为最后一个地址，如果是，则进行步骤(1.7)，否则，进行步骤(1.4)；
(1.6)索引存储区号-1；
(1.7)读取索引，得到动态参数存储区号，读取动态参数。
2.如权利要求1所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，N个索引存储区大小一致连续存储，M个动态参数存储区大小一致连续存储。
3.如权利要求1或2所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，索引存储区的数量N等于动态参数存储区的数量M。
4.如权利要求1所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，所述CRC校验码是对动态参数存储区号进行校验产生的校验码。
5.如权利要求3所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，校验方法为CRC循环冗余校验。
6.一种使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，在FLASH中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括N个索引存储区，动态参数扇区包括M个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和CRC校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数，该方法包括如下步骤：
(2.1)接收动态参数，动态参数存储区号+1；
(2.2)写动态参数到动态参数存储区号指定的地址；
(2.3)动态参数存储区中数据读出校验判断；
(2.4)若校验通过，进行步骤(2.5)；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.2)；
(2.5)索引存储区号+1；
(2.6)写索引到索引存储区号对应的索引存储区；
(2.7)索引存储区中数据读出校验判断；
(2.8)若校验通过，则指令正确执行；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.6)。
7.如权利要求6所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，N个索引存储区大小一致连续存储，M个动态参数存储区大小一致连续存储。
8.如权利要求6或7所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，索引存储区的数量N等于动态参数存储区的数量M。
9.如权利要求6所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，所述CRC校验码是对动态参数存储区号进行校验产生的校验码。
10.如权利要求9所述的使用FLASH进行高效数据存储的方法，其特征在于，校验方法为CRC循环冗余校验。
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