CN114329641A - 计数值计数方法、读取方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于单调计数器技术领域，特别涉及计数值计数方法、读取方法、装置及电子设备。本申请提供的计数值计数方法，通过将现有技术的计数器的一个数据位拆分成两组、四组或者八组存储单元，每当单调计数器对应的闪存进行一次数据的读写，计数值加一，则对这些存储单元组的位数据编程为0。在存储单元相同的情况下，远比现有技术的单调计数器计数更多。本申请提供的计数值读取方法，用于读取运行上述计数方法的单调计数器的计数值，通过先读取字节数值表示的一部分计数值，再读取位数据表示的另一部分计数值，相较于直接读取数据位的位数据，这样能够大大减少读取次数，提高读取效率。

Description

计数值计数方法、读取方法、装置及电子设备

技术领域

本发明属于单调计数器技术领域，特别涉及计数值计数方法、读取方法、装置及电子设备。

背景技术

应答保护单调计数器(Replay Protection Monotonic Counter，RPMC)是指具有单调计数功能的计数器，在应答保护单调计数器中计入的数据后，应答保护单调计数器只会随着计数值的变化单调递增。

现有技术的单调计数器往往通过编程8位存储单元以实现加一功能。由于存储块的单元数目有限，若要提高单调计数器的计数值，必须增加相应的存储单元数目，增加存储单元数目必然导致存储块的占用面积增加，进而增加功耗，目前尚未公开在存储单元数目不变的前提下，能够有效增加单个数据位的计数值的技术方案。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供了计数值计数方法、读取方法、装置及电子设备，在存储单元数目不变的前提下，能够增加单个数据位的计数值。

第一方面，本发明提供的计数值计数方法，用于对单调计数器计数，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，计数方法包括以下步骤：

对所述存储块开始计数，选定未编程的所述数据位；

将每个所述未编程的数据位拆分为N组存储单元，N为2、4或8；

计数值每加一则将所述N组存储单元中的其中一组的位数据由8/N个1编程为8/N个0。

数据位拆分为多组存储单元，提高计数值

可选地，将每个数据位拆分为2组存储单元；

计数值每加一则将其中一组存储单元的位数据由1111编程为0000。

数据位拆分为2组存储单元，兼顾了计数值以及算法的复杂程度。

可选地，将每个数据位拆分为4组存储单元；

计数值每加一则将其中一组存储单元的位数据由11编程为00。

数据位拆分为4组存储单元，进一步增加单个数据位的计数值。

本申请提供的计数值计数方法，通过将现有技术的计数器的一个数据位拆分成两组、四组或者八组存储单元，每当单调计数器对应的闪存进行一次数据的读写，计数值加一，则对这些存储单元组的位数据编程为0。在存储单元相同的情况下，远比现有技术的单调计数器计数更多，反之，在计数相同的情况下，可节省存储单元的数目继而节省面积。

第二方面，本发明提供的计数值读取方法，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，用于读取运行上述的计数方法的单调计数器的计数值，读取方法包括以下步骤：

读取当前操作的存储块的数据位的所有字节数据；

每读取一组字节数据为0x00的所述数据位，计数值加N；

每读取一组位数据为8/N个0的存储单元，所述存储单元不包括字节数据为0x00的所述数据位的存储单元，计数值加一。

本申请提供的计数值读取方法，用于读取运行上述计数方法的单调计数器的计数值，通过先读取字节数值表示的一部分计数值，再读取位数据表示的另一部分计数值，相较于直接读取数据位的位数据，这样能够大大减少读取次数，提高读取效率。

可选地，所述计数值加N的步骤包括，先逐一读取字节数据为0x00的数据位，当字节数据为0x00时计数值加N并切换到下一个数据位，当字节数据不为0x00时进行读取位数据。

可选地，将每个数据位拆分为2组存储单元；

每读取一个0x00的字节数据，计数值加二；

每读取一个0000的位数据，计数值加一。

可选地，将每个数据位拆分为4组存储单元；

每读取一个0x00的字节数据，计数值加四；

每读取一个00的位数据，数值加一。

第三方面，本发明提供的计数值计数装置，用于对单调计数器计数，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，其特征在于，包括：

选定模块，用于对所述存储块开始计数，选定未编程的所述数据位；

拆分模块，用于将每个所述未编程的数据位拆分为N组存储单元，N为2、4或8；

编程模块，用于计数值每加一则将所述N组存储单元中的其中一组的位数据由8/N个1编程为8/N个0。

第四方面，本发明提供的计数值读取装置，用于对单调计数器的存储块的数据位进行读取，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取当前操作的存储块的数据位的所有字节数据；

第一计数模块，用于每读取一组字节数据为0x00的所述数据位，计数值加N，N为2、4或8；

第二计数模块，用于每读取一组位数据为8/N个0的存储单元，所述存储单元不包括字节数据为0x00的所述数据位的存储单元，计数值加一。

第五方面，本发明提供的电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行上述的计数方法中的步骤。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例的计数方法的步骤流程图。

图2为现有技术的计数过程示意图。

图3为本申请实施例中数据位拆分为2组存储单元的计数过程示意图。

图4为本申请实施例中数据位拆分为4组存储单元的计数过程示意图。

图5为本申请实施例的读取方法的步骤流程图。

图6为本申请实施例的电子设备的结构示意图。

标号说明：1、电子设备；2、处理器；3、存储器；4、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应答保护单调计数器通常包括两个存储块（Block），分别为第一存储块和第二存储块，第一存储块和第二存储块可以设置在同一个存储器中，由同一个外围电路提供控制选择信号和地址信号进行控制，也可以设置在不同的存储器中。第一存储块和第二存储块均具有计数标识位、校验位和数据位。

计数基数位是用于记录上一个存储块写满切换时的记录的总计数值。在切换存储块进行计数时，将切换前的存储块的数据保存到切换后的存储块中。标识位是用于表征对应的存储块是否需要进行擦除及编程操作。

校验位是用于保证存储块的特殊位中的数据的有效性。具体的，计数基数位会通过某种校验运算(如加法运算、奇偶运算、异或运算)生成一数值，将该数值与校验位中的数值进行比较。若二值相等，该校验位对应的存储块中的数据有效、未出现异常；而若这二值不等，该校验位对应的存储块中的数据无效、发生了异常。

数据位是用于存储计数数据的单元，单调计数器的计数数据是被存储在由多个存储单元组成的存储阵列中，每个存储块中包括多个数据位，每当单调计数器对应的闪存进行一次数据的读写，就会将单调计数器中的存储块的一个数据位写入数据。

计数值为当前存储块的所有数据位总和，总计数值为存储块的数据位的计数值和切换前的存储块的总计数值的和。通常单调计数器是与闪存合封一起使用的，是在数据存储的过程中用来保证读写数据的机密性和完整性的。例如，在闪存进行一次数据的读写操作后，就在单调计数器中增加一个计数值，从而为闪存经历过的读写次数提供了一个记录信息。闪存每进行一次数据的读写，在单调计数器的当前存储块中的未被写入的数据位写入数据。每个数据位的字节代表一个或多个计数值，每8个位（bit）组成一个字节。

假设存储块是由2048根位线（Bit Line，BL）和16根字线（Word Line，WL）相连的存储元组成的存储阵列，每根字线连接、顺序排列的位线连接的八个存储元组成一个字节（Byte），该存储块能够储存4096个字节，参考图2，其中前8个字节（Byte[7:0]）是用于存储总计数值的计数标识位以及校验位（Header[7:0]），因此剩余的4088个字节为数据位（Byte[4095:8]）。

现有技术的单调计数器的计数过程如图2所示，数据位的字节数据编程为0x00，计数值加一，计数值在加一的同时会将之前的总计数值和计数值求和得到新的总计数值编程到前8个字节，因此现有技术的单调计数器不擦除的单次编程最多能够存储4088次数据，即是单个存储块最多能够计数4088次。

本申请提供了一种单调计数器的计数方法，包括以下步骤：

S01、对存储块开始计数，选定未编程的数据位；

在该步骤中，对于未写入或已擦除的存储块，其起始地址为第一个数据位，即是第9个字节，以该起始地址至结束地址的所有数据位均未编程，首先按照地址顺序选定第一个数据位进行编程，对已经编程的数据位切换至下一个数据位。

S02、将每个未编程的数据位拆分为N组存储单元，N为2、4或8；

为了充分利用存储块的存储空间，在相同的存储空间内写入更多的计数值。将数据位拆分为N组存储单元，以提高单个数据位存储的计数值。

S03、计数值每加一则将N组存储单元中的其中一组的位数据由8/N个1编程为8/N个0。

在某些实施例中，假设N为2，即将每个数据位拆分为2组存储单元，分别为第一组四位存储单元和第二组四位存储单元。

在本实施例中，8个1（11111111）表示该数据位未被写入或者已被擦除，即字节数据为0xFF。而该数据位按照高位和低位划分为两组四位存储单元，分别为第一组四位存储单元和第二组四位存储单元，其中第一组四位存储单元、第二组四位存储单元可以分别存储4个位数据。当第一组四位存储单元存储的位数据为4个0（0000）时，表示计数值加一，当四位存储单元存储的位数据为4个1（1111）时，表示数据位未被写入，计数值不变。

为了直观展示计数过程，参见图3的计数过程示意图。例如当计数值为0时，第9个字节地址（Byte[8]）的字节数据为0xFF，那么该字节地址的第一组四位存储单元和第二组四位存储单元的位数据分别为1111和1111。在闪存进行了一次读写后，计数值加一，此时计数值为1，对第9个字节地址（Byte[8]）的字节数据进行编程。通过将两组四位存储单元中的第一组的位数据由4个1编程为4个0，编程后的该字节地址的第一组四位存储单元和第二组四位存储单元的位数据为0000、1111，与之对应的字节数据为0x0F。

在闪存再进行了一次读写后，计数值加一，此时计数值为2，对第9个字节地址（Byte[8]）的字节数据进行编程，第一组四位存储单元的位数据已经为0000，只对第二组四位存储单元的位数据1111编程，该字节地址的第一组四位存储单元和第二组四位存储单元的位数据分别为0000和0000，故第9个字节地址（Byte[8]）的字节数据为0x00。

闪存在进行了三次读写后，此时计数值为3，由于第9个字节地址（Byte[8]）已经写入了字节数据，字节地址跳转到第10位字节地址（Byte[9]）开始编程位数据。数据的编程过程重复计数值为1、2的相应步骤。

在某些实施例中，假设N为4，即将每个数据位拆分为4组存储单元，分别为第一组两位存储单元、第二组两位存储单元、第三组两位存储单元和第四组两位存储单元。

为了充分展示计数过程，以图4为例，例如当计数值为0时，第9个字节地址（Byte[8]）的字节数据为0xFF，那么该字节地址的第一组两位存储单元、第二组两位存储单元、第三组两位存储单元和第四组两位存储单元的位数据均为11。在闪存进行了一次读写后，计数值加一，此时计数值为1，该字节地址的第一组两位存储单元到第四组两位存储单元的位数据编程为00、11、11、11，第9个字节地址（Byte[8]）的对应的字节数据为0x3F。在闪存再进行了一次读写后，计数值加一，此时计数值为2，对该字节地址的编程的位数据从第一组两位存储单元到第四组两位存储单元的位数据编程为00、00、11、11，第9个字节地址（Byte[8]）对应的字节数据为0x0F。

闪存在进行了三次读写后，此时计数值为3，该字节地址的第一组两位存储单元到第四组两位存储单元的位数据编程为00、00、00、11，第9个字节地址（Byte[8]）对应的字节数据为0x03。

闪存在进行了四次读写后，此时计数值为4，该字节地址的第一组两位存储单元到第四组两位存储单元的位数据为00、00、00、00，第9个字节地址（Byte[8]）对应的字节数据为0x00。

当计数值为5时，由于第9个字节地址（Byte[8]）已经写入了字节数据，字节地址跳转到第10位字节地址（Byte[9]）开始编程位数据。数据的编程过程重复计数值为1-4步骤。

此外，数据位还可以拆分为8组存储单元，具体编程过程可根据拆分为2、4组存储单元进行类推，在此不再赘述。

从上文可总结出，当一个数据位拆分为2组存储单元时，一个数据位最多可以增加2计数值；当一个数据位拆分为4组存储单元时，一个数据位最多可以增加4计数值；当一个数据位拆分为8组存储单元时，一个数据位最多可以增加8计数值。随着数据位拆分越细，每次编程和读取的次数越多，无疑是增加了算法的复杂程度，算法越复杂，单次计数的计数速度会降低，影响效率。为了兼顾计数值以及算法的复杂程度，优选拆分为两组四位存储单元的方案。

本申请提供的一种单调计数器的计数方法，通过将现有技术的计数器的一个数据位拆分成两组、四组或者八组存储单元，每当单调计数器对应的闪存进行一次数据的读写，计数值加一，则对这些存储单元组的位数据编程为0。在存储单元相同的情况下，远比现有技术的单调计数器计数更多，反之，在计数相同的情况下，可节省存储单元的数目继而节省面积。

本申请还提供了一种单调计数器的读取方法，用于读取上述计数方法的计数值，参见图5，读取方法包括以下步骤：

S11、读取当前操作的存储块的数据位的所有字节数据；

以数据位拆分为2组存储单元为例，假设存储块的第9个字节的字节数据为0x00，第10个字节数据的字节数据为0x0F，第11至4096个字节数据的字节数据均为0xFF，读取这些字节数据。

S12、每读取一组字节数据为0x00的数据位，计数值加N；

为了加快读取计数器的速度，读取方法是先读取字节数值表示的一部分计数值，再读取位数据表示的另一部分计数值，即，先逐一读取字节数据为0x00的数据位，当字节数据为0x00时计数值加N并切换到下一个数据位，当字节数据不为0x00时进行读取位数据。相较于直接读取数据位的位数据，这样能够大大减少读取次数，提高读取效率。

根据上文计数方法中的描述，字节数据为0x00的数据位共有一个，即表示计数值加二，这部分计数值共计为2。

S13、每读取一组位数据为8/N个0的存储单元，其中存储单元不包括字节数据为0x00的数据位的存储单元，计数值加一。

由于字节数据0x00与位数据0000存在部分重合，为了避免重复计数，必须排除掉已经计数过的字节数据为0x00的数据位。那么最多只有一个数据位不同时为字节数据0x00，在本实施例中该数据位即为第10个字节。第10个字节数据的字节数据为0x0F，转换为位数据是00001111，位数据共有一组4个0的存储单元，那么计数值加一，这部分计数值共计为1，最后与S12中的部分计数值相加得出最终的计数值共计为3。由此可读取出计数值。

本申请提供的一种单调计数器的读取方法，用于读取运行上述计数方法的单调计数器的计数值，通过先读取字节数值表示的一部分计数值，再读取位数据表示的另一部分计数值，相较于直接读取数据位的位数据，这样能够大大减少读取次数，提高读取效率。

选定模块，用于对存储块开始计数，选定未编程的数据位；

拆分模块，用于将每个未编程的数据位拆分为N组存储单元，N为2、4或8；

编程模块，用于计数值每加一则将N组存储单元中的其中一组的位数据由8/N个1编程为8/N个0。

本申请实施例还提供了一种计数值读取装置，用于读取单调计数器的计数值，包括：

读取模块，用于读取当前操作的存储块的数据位的所有字节数据；

第一计数模块，用于每读取一组字节数据为0x00的数据位，计数值加N；

第二计数模块，用于每读取一组位数据为8/N个0的存储单元，存储单元不包括字节数据为0x00的数据位的存储单元，计数值加一。

图6示出了本申请实施例的一种电子设备的结构示意图。本申请提供一种电子设备1，包括：处理器2和存储器3，处理器2和存储器3通过通信总线4和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器3存储有处理器2可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器2执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。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，又例如，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通信接口，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。

另外，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。

再者，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

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或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，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.计数值计数方法，用于对单调计数器计数，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，其特征在于，计数方法包括以下步骤：

对所述存储块开始计数，选定未编程的所述数据位；

将每个所述未编程的数据位拆分为N组存储单元，N为2、4或8；

计数值每加一则将所述N组存储单元中的其中一组的位数据由8/N个1编程为8/N个0。

2.根据权利要求1所述的计数值计数方法，其特征在于，将每个数据位拆分为2组存储单元；

计数值每加一则将其中一组存储单元的位数据由1111编程为0000。

3.根据权利要求1所述的计数值计数方法，其特征在于，将每个数据位拆分为4组存储单元；

计数值每加一则将其中一组存储单元的位数据由11编程为00。

4.计数值读取方法，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，其特征在于，用于读取运行权利要求1-3任一所述的计数方法的单调计数器的计数值，读取方法包括以下步骤：

读取当前操作的存储块的数据位的所有字节数据；

每读取一组字节数据为0x00的所述数据位，计数值加N；

每读取一组位数据为8/N个0的存储单元，所述存储单元不包括字节数据为0x00的所述数据位的存储单元，计数值加一。

5.根据权利要求4所述的计数值读取方法，其特征在于，所述计数值加N的步骤包括，先逐一读取字节数据为0x00的数据位，当字节数据为0x00时计数值加N并切换到下一个数据位，当字节数据不为0x00时进行读取位数据。

6.根据权利要求4所述的计数值读取方法，其特征在于，将每个数据位拆分为2组存储单元；

每读取一个0x00的字节数据，计数值加二；

每读取一个0000的位数据，计数值加一。

7.根据权利要求4所述的计数值读取方法，其特征在于，将每个数据位拆分为4组存储单元；

每读取一个0x00的字节数据，计数值加四；

每读取一个00的位数据，数值加一。

8.计数值计数装置，用于对单调计数器计数，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，其特征在于，包括：

选定模块，用于对所述存储块开始计数，选定未编程的所述数据位；

拆分模块，用于将每个所述未编程的数据位拆分为N组存储单元，N为2、4或8；

编程模块，用于计数值每加一则将所述N组存储单元中的其中一组的位数据由8/N个1编程为8/N个0。

9.计数值读取装置，用于对单调计数器的存储块的数据位进行读取，所述单调计数器包括存储块，所述存储块包括计数基数位、标识位、校验位和数据位，所述数据位包括八位存储单元，其特征在于，包括：

读取模块，用于读取当前操作的存储块的数据位的所有字节数据；

第一计数模块，用于每读取一组字节数据为0x00的所述数据位，计数值加N，N为2、4或8；

第二计数模块，用于每读取一组位数据为8/N个0的存储单元，所述存储单元不包括字节数据为0x00的所述数据位的存储单元，计数值加一。

10.电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-3任一所述的计数方法中的步骤。

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