CN116204056A - 一种存储装置、供电系统和数据存储方法 - Google Patents

Abstract

一种存储装置、供电系统和数据存储方法，用于降低存储装置的备电成本。存储装置包括控制单元、多个存储支路、供电单元和第一备电单元；供电单元为多个存储支路供电；第一备电单元用于当供电单元掉电时，为多个存储支路供电；控制单元用于当供电单元掉电时，控制多个存储支路中的第一部分存储支路处于唤醒状态，剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；向第一部分存储支路写入缓存中的数据，写入完毕时将第一部分存储支路关闭；重复执行下述操作，直至第二部分存储支路被选尽为止：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路切换为唤醒状态；向至少一个存储支路中写入缓存中的数据，写入完毕时将至少一个存储支路关闭。

Description

一种存储装置、供电系统和数据存储方法

技术领域

本申请涉及存储技术领域，尤其涉及到一种存储装置、供电系统和数据存储方法。

背景技术

固态硬盘(Solid State Drives，SSD)是一种基于半导体固态存储器技术的新型存储器，具有读写速度快，抗震能力强、温度范围大、体积小、重量轻等优点。

SSD中包括存储介质、控制芯片以及其它辅助元件，上述器件可以焊接在一块或多块印刷电路板，并由市电进行供电。在市电供电过程中，若市电故障导致SSD下电时，存储在SSD缓存区域的数据则会丢失，因为，一般会在SSD的存储介质侧配置备用电源，备用电源可以在SSD意外掉电时，提供将缓存区域的数据存储至存储介质时所需的电能，从而避免发生数据丢失的问题。

实际应用时，当市电掉电时，控制芯片侧和存储介质侧均需要配置备用电源，才能实现防止数据丢失的问题，存储介质侧的存储介质数量较多，需要备用电源具备大功率供电能力，但是这样增加了存储装置的备电成本。

发明内容

本申请提供了一种存储装置、供电系统和数据存储方法，用于降低存储装置的备电成本。

第一方面，本申请实施例提供了一种存储装置，该存储装置可以包括：控制单元、多个存储支路、供电单元和第一备电单元。其中，供电单元与多个存储支路连接，用于为多个存储支路供电；第一备电单元与多个存储支路连接，用于当供电单元掉电时，为多个存储支路供电；控制单元分别与供电单元、第一备电单元和多个存储支路连接，用于当供电单元掉电时，控制第一备电单元为多个存储支路供电；以及当供电单元掉电时，控制多个存储支路中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；向第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将第一部分存储支路关闭；重复执行下述操作，直至第二部分存储支路被选尽为止：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭。

采用上述存储装置，当供电单元正常时，供电单元可以为多个存储支路供电。当供电单元故障掉电时，为了防止缓存中的丢失，可以控制第一备电单元为多个存储支路供电。为了降低第一备电单元的成本，可以控制第二部分存储支路处于休眠状态，此时第一备电单元的输出功率主要提供给处于唤醒状态的第一部分存储支路，并在第一部分存储支路的数据存储数据写入时关闭该存储支路，并依次唤醒休眠的存储支路进行数据写入和关闭，从而减小第一备电单元在供电单元掉电时的输出功率，因此，可以选用成本更低以及体积更小的储能电源作为存储装置的第一备电单元，实现减小存储装置的备电成本。

在一种可能的实现方式中，供电单元还用于：为控制单元供电；第一备电单元还用于：当供电单元掉电时，为控制单元供电。

采用上述存储装置，为了降低存储装置的供电器件数量，当供电单元掉电时，可以通过第一备电单元为控制单元供电，即实现控制单元和多个存储支路的备电器件进行复用。

在一种可能的实现方式中，存储装置还包括第二备电单元。供电单元还用于：为控制单元供电；第二备电单元用于：当供电单元掉电时，为控制单元供电。

采用上述存储装置，当供电单元掉电时，第一备电单元可以为多个存储支路供电，第二备电单元可以为控制单元供电，从而实现控制单元和多个存储支路各自备电，互不影响。

在一种可能的实现方式中，每个存储支路包括：一组存储单元和一个从控制器，从控制器分别与一组存储单元和控制单元连接，用于在控制单元的控制下，控制所属的存储支路进行状态切换。其中，状态包括休眠状态、唤醒状态和关闭状态。

采用上述存储装置，每个存储支路均包括一个从控制器，该从控制器可以对所属存储支路中的一组存储单元进行控制，控制单元可以通过多个存储支路中的从控制器，实现控制整个存储装置的状态切换，以及缓存中数据的写入。

在一种可能的实现方式中，控制单元还用于：当供电单元掉电后，若监控到控制单元接收电能的时长达到预设时长，则关闭。

采用上述存储装置，当控制单元的备电时长大于预设时长时，则可以认为整个存储装置的数据存储完毕，可以控制控制单元关闭，从而降低第一备电单元的功耗。

在一种可能的实现方式中，存储装置还包括散热装置，散热装置用于为供电单元和第一备电单元散热。

采用上述存储装置，存储装置的多个器件工作过程时均会散热，为了避免器件因过热而故障，可以在存储装置中配置散热装置，用于对存储装置内的多个器件的温度进行控制。

在一种可能的实现方式中，存储装置还包括：第一单向导电元件和第二单向导电元件。其中，第一单向导电元件连接在供电单元和第一备电单元之间；第二单向导电元件连接在第一备电单元与多个存储支路之间。

采用上述存储装置，存储装置中配置有两个用于供电的单元，为了防止两个单元之间电流传输造成器件损坏，可以通过单向导电元件控制单元输出的电流的流向，从而实现器件保护。

在一种可能的实现方式中，存储装置还包括第一印刷电路板和第二印刷电路板，控制单元、供电单元和备电单元位于第一印刷电路板，多个存储支路位于第二印刷电路板。

在另一种可能的实现方式中，存储装置还包括第一印刷电路板和第二印刷电路板。其中，控制单元、供电单元和第二备电单元位于第一印刷电路板，多个存储支路和第一备电单元位于第二印刷电路板。此外，存储装置还可以包括第三印刷电路板，第三印刷电路板和第一印刷电路板内的器件相同、且第三印刷电路板与第二印刷电路连接。

采用上述存储装置，第一印刷电路板为存储装置中的控制功能板以及供电功能板，为了防止第一印刷电路板故障导致整个存储装置无法工作，可以在存储装置中配置第一印刷电路板的备份印刷电路板，当第一印刷电路板故障时，备份的第三印刷电路板可以为多个存储支路供电以及控制，保证存储装置正常运行。

在一种可能的实现方式中，第二印刷电路板还包括第三备电单元，第三备电单元与多个存储支路连接，用于当供电单元、第一备电单元和第二备电单元均掉电时，为多个存储支路供电。

采用上述存储装置，为了防止第一备电单元故障导致缓存中数据的写入失败，可以在第二印刷电路板中增加第一备电单元的备份单元，当第一备电单元故障时，备份的第二备电单元可以为多个存储支路供电，保证存储装置正常运行。

第二方面，本申请实施例提供了一种供电系统，该供电系统包括如第一方面中任一可能的设计中的存储装置和多个用电设备，存储装置用于存储多个用电设备的缓存中的数据。

第三方面，本申请实施例提供了一种数据存储方法，该存储方法可以应用于如第一方面中任一可能的设计中的存储装置中，并由存储装置中的控制单元执行，具体包括以下步骤：

检测供电单元的供电状态；当确定供电单元掉电时，控制第一备电单元为多个存储支路供电；以及当供电单元掉电时，控制多个存储支路中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；向第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将第一部分存储支路关闭。

重复执行下述操作，直至第二部分存储支路被选尽为止：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭。

在一种可能的实现方式中，该方法还包括：检测接收电能的时长；在确定接收电能的时长到达预设时长时，断开存储装置与供电电源的连接。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，包括计算机程序或指令，当计算机读取并执行计算机程序或指令时，使得计算机执行如第二方面中任一可能的设计中的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行如第二方面中任一可能的设计中的方法。

上述第二方面至第五方面中的任一可能设计可以达到的技术效果，请参照上述第一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果描述，这里不再重复赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种的存储装置的结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的一种存储装置的备电结构示意；

图3为本申请实施例提供的一种存储装置的结构示意图二；

图4为本申请实施例提供的一种存储装置的结构示意图三；

图5为本申请实施例提供的一种存储支路的结构示意图；

图6为本申请实施例一提供的一种存储装置的结构示意图一；

图7为本申请实施例提供的一种存储支路的状态控制图一；

图8为本申请实施例提供的一种存储支路的状态控制图二；

图9为本申请实施例提供的一种存储支路的状态控制图三；

图10为本申请实施例提供的一种存储支路的状态控制图四；

图11为本申请实施例二提供的一种存储装置的结构示意图一；

图12为本申请实施例一提供的一种存储装置的结构示意图二；

图13为本申请实施例一提供的一种存储装置的结构示意图三；

图14为本申请实施例一提供的一种存储装置的结构示意图四；

图15为本申请实施例一提供的一种存储装置的结构示意图五；

图16为本申请实施例二提供的一种存储装置的结构示意图二；

图17为本申请实施例提供的一种数据存储方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

(1)本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。

(2)本申请实施例中的开关管可以是继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)，双极结型管(bipolarjunction transistor，BJT)，绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)、碳化硅(SiC)晶体管等多种类型的开关管中的一种或多种，本申请实施例对此不再一一列举。各个开关管的封装形式可以是单管封装，也可以是多管封装，本申请实施例对此并不多作限制。每个开关管皆可以包括第一端、第二端和控制端，其中，控制端用于控制开关管的导通或关断。当开关管导通时，开关管的第一端和第二端之间可以传输电流，当开关管断开时，开关管的第一端和第二端之间无法传输电流。以为MOSFET例，开关管的控制端为栅极，开关管的第一端可以是源极，第二端可以是漏极，或者，第一端可以是漏极，第二端可以是源极。

(3)本申请实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接，例如A与B连接，也可以是A与C直接连接，C与B直接连接，A与B之间通过C实现了连接。本申请实施例中的“连接”也可以理解为无线连接，即两个电学元件连接可以是两个电学元件电磁连接。

下面，对本申请实施例的应用场景加以简单介绍。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请实施例提供的方案应用于内部配置存储装置的电子设备。其中，电子设备可以是但不限于：智能手机、智能电视、笔记本电脑、掌上电脑(personal digitalassistant，PDA)、具备无线通讯功能的可穿戴设备(如智能手表、智能眼镜、智能手环)、车载微控制单元(micro controller unit，MCU)、车载电池充电器(on-board batterycharger，OBC)等。应注意的是，本申请对电子设备的具体类型不作任何限定。

图1示例性示出了一种存储装置的结构示意图。参照图1所示，存储装置包括控制单元11、多个存储支路12和供电单元13。

每个存储支路12用于保存写入和读取的数据。控制单元11用于控制向每个存储支路12写入和读取数据，比如，在写入数据时选择要写入数据的一个存储支路12，通过施加相应电压和通入相应电流以实现在选择的一个存储支路12中写入数据，再比如，在读取数据时选择要读取的一个存储支路12，通过施加相应电压和通入相应电流以实现从选择的一个存储支路12中读取数据。

每个存储支路12中包括多个存储单元，存储单元是存储装置中具有数据存储和读写功能的最小单元，可以用于存储一个最小信息单位，即1比特数据(例如0或1)，也就是一个二进制位。

供电单元13分别与多个存储支路12和多个控制单元11连接，用于在控制单元11控制在每个存储支路12写入和读取数据时，为控制单元11和每个存储支路12提供所需的电能。

实际应用时，图1所示的存储装置中，供电单元13为存储装置内的多个器件供电、且供电单元13主要从电网取电，当电网故障掉电时，为了防止缓存区域内的数据丢失，一般都需要在存储装置中配置备电电源，该备电电源可以在电网故障掉电时为控制单元11和多个存储支路12供电，来实现存储装置的数据保存。

如图2所示，为一种增设备电电源后的存储装置的结构示意图，参照图2所示，在图1所示的存储装置中增加了两个备电单元，分别为第一备电单元和第二备电单元，第一备电单元与控制单元11连接，第二备电单元与多个存储支路12连接。当电网故障掉电时，与控制单元11连接的第一备电单元可以为控制单元11供电，与多个存储支路12连接的第二备电单元可以为多个存储支路12供电。由于存储装置中的存储支路数量较多，当电网故障掉电时，需要选用功率较大以及体积较大的备电单元提供大供电功率，来满足多个存储支路的功率需求，其增加了存储装置的备电成本。

有鉴于此，本申请提供了一种存储装置、供电系统和数据存储方法，用于降低存储装置的备电成本。

参见图3所示，为本申请实施例提供的一种存储装置的结构示意图，该存储装置包括控制单元301、多个存储支路302、供电单元303和第一备电单元304。

供电单元303可以视为存储装置的主电源，与存储装置内的多个存储支路302连接，还与外部的电网或其它电源连接。当供电单元303连接的外部电源正常时，供电单元303可以从外部电源上取电，并为存储装置中的多个存储支路302供电。

实际应用时，外部电源的输出电压可能并不满足存储装置内多个器件对供电电压的需求，因此，供电单元303中一般会配置电压转换电路，可以将外部电源输出的电压转换为器件的供电电压，从而输出存储支路需求的供电电压。其中，电压转换电路一般由开关和储能器件构成，例如，具备升压功能的boost电路、具备降压功能的buck电路或同时具备升压功能和降压功能的buck-boost电路。

第一备电单元304可以视为存储装置的备份电源，与存储装置内的多个存储支路302连接，可以在供电单元303连接的外部电源故障或者供电单元303故障时为存储装置中的多个存储支路302供电。

在一示例中，第一备电单元304可以与供电单元303连接，当供电单元303连接的外部电源正常时，可以存储外部电源输出的电能，并在供电单元303故障掉电时，利用存储的电能为多个存储支路302供电，完成缓存中数据写入到存储支路302中。其中，第一备电单元304可以选用储能电池或者储能电容作为备电介质，实现存储电能。例如，第一备电单元304可以采用4S1P的结构，即四个储能电池串联后输出。

具体地，参见图4所示，第一备电单元304和供电单元303连接合路后与多个存储支路302连接。当供电单元303正常时，供电单元303可以通过合路路径分别为第一备电单元304和多个存储支路302供电。当供电单元303掉电时，第一备电单元304可以通过上述合路路径为多个存储支路302供电。

实际应用时，存储装置一般会配置一个电源端口实现为多个存储支路供电，因此，供电单元303和第一备电单元304可通过一个电源端口实现连接，为了防止电流在供电单元303和第一备电单元304之间反灌，本申请实施例提供的存储装置还可以包括：第一单向导电元件和第二单向导电元件，第一单向导电元件和第二单向导电元件可以是任何可以实现控制电流流向的器件，例如，单向二极管D1和D2。参见图4所示，第一单向导电元件D1连接在供电单元303和第一备电单元304之间，第二单向导电元件D2连接在供电单元303和多个存储支路302之间的路径上。

实际应用时，供电单元303和第一备电单元304可以设置在存储装置内，也可以设置在存储装置外，例如，供电单元303或第一备电单元304设置于一个外部器件上，并通过存储装置的接口为存储装置内的多个存储支路302供电，从而实现为控制单元301和多个存储支路302供电。

参见图5所示，每个存储支路302包括多个存储单元和一个从控制器，多个存储单元构成一组存储单元。从控制器用于控制对应的一组存储单元运行。控制单元301与存储支路302中的从控制器连接，并通过控制每个从控制器的运行，实现对多个存储单元的写入数据过程和读取数据过程进行控制。其中，存储支路302中的存储单元构成存储装置的存储区域，每个存储单元可以存储1bit数据。其中，存储单元内的存储介质可以是存储颗粒，也可以是其它存储介质。

实际应用时，当供电单元303掉电时，控制单元301还可以通过从控制器控制所属的存储支路进行状态切换，状态包括休眠状态、唤醒状态和关闭状态。当存储支路处于休眠状态时，存储支路中的部分器件断电，例如，一组存储单元中的部分或全部存储单元断电。当存储支路处于唤醒状态时，存储支路中的所有器件均正常工作。当存储支路处于关闭状态时，存储支路中的所有器件均断电。

控制单元301为存储装置内的主要控制器件，分别与供电单元303、第一备电单元304和多个存储支路302连接，在供电单元303可以正常供电时，可以控制向多个存储支路302中的每个存储支路302的写入和读取数。当确定供电单元303故障掉电时，控制第一备电单元304为多个存储支路302供电；以及当供电单元303掉电时，控制多个存储支路302中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；向第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将第一部分存储支路关闭；重复执行下述操作，直至第二部分存储支路被选尽为止：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭。由此可知，当供电单元301掉电时，可以依次唤醒一个或多个存储支路302进行缓存中数据的写入，并在多个存储支路302写入缓存中的数据后关闭存储支路，因此，第一备电单元304的输出功率主要提供给控制单元301和处于唤醒状态的存储支路，从而减小第一备电单元304在供电单元303掉电时的输出功率，因此，第一备电单元304可以选用成本更低、体积更小的储能器件实现，可以较好的减小存储装置的备电成本。

具体来说，在本申请实施例中，当供电单元303掉电时，多个存储支路302由第一备电单元304进行供电，根据控制单元301的供电方式，本申请提供存储装置架构可以包括多个结构，下面结合实施例对存储装置进行详细说明。

参见图6所示，为本申请实施例一提供的存储装置结构示意图，如图6所示，存储装置包括控制单元301、多个存储支路302、供电单元303和第一备电单元304。

供电单元303分别与控制单元301和多个存储支路302连接，当供电单元303以及连接的外部电源均正常时，供电单元303可以从外部电源上取电，并为控制单元301和多个存储支路302供电，从而保证存储装置正常供电。

第一备电单元304分别与控制单元301和多个存储支路302连接，当供电单元303或外部电源故障导致供电单元303掉电时，可以分别为控制单元301和多个存储支路302供电。

控制单元301分别与供电单元303、第一备电单元304和多个存储支路302连接，当供电单元303掉电时，可以控制第一备电单元304为多个存储支路302供电；以及当供电单元303掉电时，控制多个存储支路302中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；向第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将第一部分存储支路关闭；重复执行下述操作，直至第二部分存储支路被选尽为止：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭。

下面结合实施例对多个存储支路存储写入的缓存中的数据的过程进行详细说明。

在一种可能的实现方式中，第一部分存储支路包括零个存储支路，即当供电单元303掉电时，存储装置中的所有存储支路均处于休眠状态，依次唤醒一个或多个存储支路，向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭，重复上述过程直至将所有的存储支路选尽并关闭，则多个存储支路302的备电过程结束。

在一示例中，控制单元301可以每次唤醒一个存储支路进行缓存中数据的写入，从而降低第一备电单元304的瞬时输出功率，若存储装置中包括M个存储支路，分别为存储支路1至存储支路M，M为大于1的正整数，控制单元301控制M个存储支路进行状态切换的过程可参见图7所示。

如图7所示，假设处于休眠状态的第二部分存储支路包括M个存储支路，控制单元301第一次从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择存储支路1，将存储支路1从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路1中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路1关闭。接下来，控制单元302第二次从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择存储支路2，将存储支路2从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路2中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路2关闭。以此类推，直至从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择到存储支路M，将存储支路M从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路M中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路M关闭。由此可知，经过M次存储支路的选择过程，可以向存储装置中的所有存储支路写入缓存中的数据，且将所有存储支路依次关闭，之后，第一备电单元304仅为控制单元301供电，当控制单元301供电时长大于预设时长时，可以确定控制单元301备电完毕后，第一备电单元304可以停止为控制单元301供电，整个存储装置的备电过程结束。其中，存储装置中的存储支路302和控制单元301的供电时长和所需的供电功率可以根据存储装置内的配置进行设定，例如，单个存储支路的供电时长为20ms，唤醒状态所需的供电功率为20W，休眠状态所需的供电功率为7.5W。控制单元301的备电时长为90S，所需的供电功率为110W。需要理解的是，以上数值仅为举例，实际应用时，也可以为其它数值，本申请这里不做限定。

在另一示例中，控制单元301关闭的存储支路的数量越多，则存储装置所需的供电功率越低，为了加快备电速度，控制单元301在选择存储支路时，下一次选择的存储支路的数量可以大于前一次选择的存储支路的数量。

具体地，参见图8所示，假设处于休眠状态的第二部分存储支路包括M个存储支路，控制单元301第一次可以从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择存储支路1，将存储支路1从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路1中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路1关闭。接下来，控制单元301第二次从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择存储支路2和存储支路3，将存储支路2和存储支路3从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路2和存储支路3中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路2和存储支路3关闭。以此类推，直至将存储支路M关闭。由此可知，经过多次存储支路的选择过程，可以向存储装置中的所有存储支路写入缓存中的数据，且将所有存储支路关闭，之后，第一备电单元304仅为控制单元301供电，当控制单元301备电完毕后，第一备电单元304可以停止为控制单元301供电，整个存储装置的备电过程结束。

在另一种可能的实现方式中，第一部分存储支路可以包括至少一个存储支路、且第一部分存储支路的数量可以小于或等于第二部分存储支路的数量，即当供电单元303掉电时，存储装置中的部分存储支路处于休眠状态，部分存储支路处于唤醒状态，在处于唤醒的存储支路写入缓存中的数据并关闭后，从第二部分存储支路中依次唤醒至少一个存储支路，向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭，重复上述过程直至将所有的存储支路选尽并关闭，则多个存储支路的备电过程结束。

在一示例中，控制单元301可以每次从第二部分存储支路中选择一个存储支路唤醒，并进行缓存中数据的写入，从而降低第一备电单元304的瞬时输出功率，若第一部分存储支路中包括一个存储支路，控制单元301控制第二部分存储支路中的M个存储支路进行状态切换的过程可参见图9所示。

参见图9所示，假设第一部分存储支路中包括存储支路1，第二部分存储支路中包括存储支路2至存储支路M，当供电单元303掉电时，存储支路1处于唤醒状态，存储支路2至存储支路M均处于休眠状态，控制单元301控制向唤醒状态的存储支路1写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路1关闭。控制单元301第一次从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择存储支路2，将存储支路2从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路2中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路2关闭。控制单元301第二次从处于休眠状态的第二部分存储支路中选择存储支路3，将存储支路3从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路3中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路3关闭，以此类推，直至将存储支路M关闭。由此可知，经过M-1次存储支路的选择过程，可以向存储装置中的所有存储支路写入缓存中的数据，且将所有存储支路关闭，之后，第一备电单元304仅为控制单元301供电，当控制单元301备电完毕后，第一备电单元304可以停止为控制单元301供电，整个存储装置的备电过程结束。

在另一示例中，控制单元301关闭的存储支路的数量越多，则存储装置所需的供电功率越低，为了加快备电速度，控制单元301在从第二部分存储支路中选择存储支路时，下一次选择的存储支路的数量可以大于前一次选择的存储支路的数量。若第一部分存储支路中包括一个存储支路，控制单元301控制第二部分存储支路中的M个存储支路的状态切换过程可参见图10所示。

参见图10所示，第一部分存储支路中包括存储支路1，第二部分存储支路中包括存储支路2至存储支路M，当供电单元303掉电时，存储支路1处于唤醒状态，存储支路2至存储支路M均处于休眠状态，控制单元301控制向唤醒状态的存储支路1写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路1关闭。控制单元301第一次从第二部分存储支路中选择存储支路2和存储支路3，将存储支路2和存储支路3从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路2和存储支路3中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路2和存储支路3关闭。控制单元301第二次从第二部分存储支路中选择存储支路4至存储支路6，将存储支路4至存储支路6从休眠状态切换为唤醒状态，向唤醒状态的存储支路4至存储支路6中写入缓存中的数据，在写入完毕时将存储支路4至存储支路6关闭，以此类推，直至将存储支路M关闭。由此可知，经过多次存储支路的选择过程，可以向存储装置中的所有存储支路写入缓存中的数据，且将所有存储支路关闭，之后，第一备电单元304仅为控制单元301供电，当控制单元301备电完毕后，第一备电单元304可以停止为控制单元301供电，整个存储装置的备电过程结束。

参见图11所示，为本申请实施例二提供的存储装置的结构示意图，如图11所示，存储装置包括控制单元301、多个存储支路302、供电单元303、第一备电单元304和第二备电单元305。

供电单元303分别与控制单元301和多个存储支路302连接，当供电单元303以及连接的外部电源均正常时，供电单元303可以从外部电源上取电，并为控制单元301和多个存储支路302供电，从而保证存储装置正常工作。

第一备电单元304与多个存储支路302连接，当供电单元303或外部电源故障导致供电单元303掉电时，第一备电单元304可以为多个存储支路302供电。

第二备电单元305与控制单元301连接，当供电单元303或外部电源故障导致供电单元303掉电时，第二备电单元305可以为控制单元301供电。

控制单元301分别与供电单元303、第一备电单元304、第二备电单元305和多个存储支路302连接，当供电单元303掉电时，控制单元301从第二备电单元305上获取电能，控制第一备电单元304为多个存储支路302供电；以及当供电单元303掉电时，控制多个存储支路302中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；向第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将第一部分存储支路关闭；重复执行下述操作，直至第二部分存储支路被选尽为止：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭。

下面结合实施例对多个存储支路存储写入的缓存中的数据的过程进行详细说明。

在一种可能的实现方式中，第一部分存储支路包括零个存储支路，即当供电单元301掉电时，存储装置中的所有存储支路均处于休眠状态，依次唤醒一个或多个存储支路，向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭，重复上述过程直至将所有的存储支路选尽并关闭，则多个存储支路302的备电过程结束。

在一示例中，控制单元301可以每次唤醒一个存储支路写入缓存中的数据，从而降低第一备电单元304的瞬时输出功率，若存储装置中包括M个存储支路，分别为存储支路1至存储支路M，M为大于1的正整数，控制单元301控制M个存储支路进行状态切换的过程可参见图7所示，其控制过程可参见上述实施例一种的相关描述，这里不再赘述。

在另一示例中，控制单元301关闭的存储支路的数量越多，则存储装置所需的供电功率越低，为了加快备电速度，控制单元301在选择存储支路时，下一次选择的存储支路的数量可以大于前一次选择的存储支路的数量。其中，控制单元301控制M个存储支路进行状态切换的过程可参见图8所示，其控制过程可参见上述实施例一种的相关描述，这里不再赘述。

在另一种可能的实现方式中，第一部分存储支路包括可以包括至少一个存储支路、且第一部分存储支路的数量小于或等于第二部分存储支路的数量，即当供电单元303掉电时，存储装置中的部分存储支路处于休眠状态，部分存储支路处于唤醒状态，在处于唤醒的存储支路存储写入的缓存中的数据并关闭后，从第二部分存储支路中依次唤醒至少一个存储支路，向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭，重复上述过程直至将所有的存储支路选尽并关闭，则多个存储支路的备电过程结束。

在一示例中，控制单元301可以每次从第二部分存储支路中选择一个存储支路唤醒，并进行缓存中数据的写入，从而降低第一备电单元304的瞬时输出功率，若第一部分存储支路中包括一个存储支路，控制单元301控制M个存储支路进行状态切换的过程可参见图9所示，其控制过程可参见上述实施例一种的相关描述，这里不再赘述。

在另一示例中，控制单元301关闭的存储支路的数量越多，则存储装置所需的供电功率月底，为了加快备电存储，控制单元301在从第二部分存储支路中选择存储支路时，下一次选择的存储支路的数量可以大于前一次选择的存储支路的数量，若第一部分存储支路中包括一个存储支路，控制单元301控制M个存储支路进行状态切换的过程可参见图10所示，其控制过程可参见上述实施例一种的相关描述，这里不再赘述。

以上描述，为本申请实施例提供的存储装置的结构示意图，以及供电单元303掉电时，存储装置的工作过程。实际应用时，上述存储装置中的器件，可以设置在印刷电路板(printed circuit board，PCB)上，并根据其器件的功能，可以有以下几种PCB架构。

在一种可能的实现方式中，若采用图6所示的存储装置结构，参见图12所示，可以将存储装置中的控制单元301、供电单元303和第一备电单元304封装在第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)上，将多个存储支路302封装在第二PCB上。

实际应用时，参见图13所示，第一PCB和第二PCB上均配置有接口模块，例如通信接口模块和电源接口模块，第一PCB可以通过电源接口模块为第二PCB中的多个存储支路供电，第一PCB可以通过通信接口模块对第二PCB上每个存储支路的写入数据和读取数据的过程进行控制。

在一示例中，第一PCB为存储装置的控制功能板和供电功能板，为了防止第一PCB故障导致整个存储装置无法工作，可以为第一PCB配置备份PCB，参见图14所示，本申请实施例提供的存储装置还包括与第一PCB功能相同的第三PCB，其中，第三PCB和第一PCB板内的器件相同、且第三PCB与第二PCB连接。

当上述提供的存储装置工作时，存储装置中的器件均会散热，为了防止器件过热导致器件损坏，本申请实施例提供的存储装置还可以包括散热装置，参见图15所示，散热装置可以分别与供电单元303和第一备电单元304连接，当供电单元303或者第一备电单元304可以正常供电时，供电单元303或者第一备电单元304为散热装置供电，并控制散热装置为供电单元303、控制单元301、第一备电单元304和多个存储支路302散热，从而将存储装置的温度控制至设定温度，保证存储装置可以正常工作。实际应用时，散热装置中包括控制器和风扇，该控制器可以是温度控制器件或者保护器件，例如熔断器。上述散热装置可以封装在一个单独的PCB上，作为储能装置的散热PCB。其中，也可以选择其它器件作为散热器件，例如，空调。

在一种可能的实现方式中，若采用图11所示的存储装置结构，参见图16所示，可以将存储装置中的控制单元301、供电单元303和第二备电单元305封装在第一印刷电路板(printed circuit board，PCB)上，将多个存储支路302和第一备电单元304封装在第二PCB上。

实际应用时，第一PCB和第二PCB上均配置有接口模块，例如通信接口模块和电源接口模块，第一PCB可以通过电源接口模块为第二PCB中的多个存储支路供电，第一PCB可以通过通信接口模块对第二PCB上每个存储支路的写数据和读取数据。

在一示例中，第一PCB为存储装置的控制功能板，为了防止第一PCB故障导致存储装置无法使用，可以为第一PCB配置备份PCB，本申请实施例提供的存储装置还包括与第一PCB功能相同的第三PCB，其中，第三PCB和第一PCB内的器件相同、且第三PCB与第二PCB连接。同理，为了防止第一备电单元304故障导致无法为多个存储支路302供电，第二PCB上还可以包括第三备电单元。当供电单元301掉电、且第一备电单元304故障时，第三备电单元可以为存储装置中的多个存储支路302供电。

当上述提供的存储装置工作时，存储装置中的器件均会散热，为了防止器件过热导致器件损坏，本申请实施例提供的存储装置还可以包括散热装置，散热装置可以分别与供电单元303、第一备电单元304和第二备电单元305连接，供电单元303、第一备电单元304和第二备电单元中的任意一个均可以为散热装置供电，并控制散热装置为供电单元303、控制单元301、第一备电单元304、第二备电单元305和多个存储支路302散热，从而将存储装置的温度控制至设定温度，保证存储装置可以正常工作。实际应用时，散热装置中包括控制器和风扇，该控制器可以是温度控制器件或者保护器件，例如，熔断器。上述散热装置可以封装在一个单独的PCB上，作为储能装置的散热PCB。其中，也可以选择其它器件作为散热器件，例如空调。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种供电系统，该供电系统为系统掉电后需要数据保存的装置，例如，前述电子设备，此处不做限定。

具体地，供电系统可以包括：前述存储装置和多个用电负载。其中，存储装置用于存储多个用电设备的缓存中的数据。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供了一种数据存储方法，该数据存储方法可以应用于前述存储装置中，并由存储装置中的控制单元执行。参见图17所示，该数据存储方法包括以下步骤：

步骤S1701：检测供电单元的供电状态。其中，供电单元的供电状态可以包括正常供电状态和掉电状态。

具体地，可以检测供电单元的输出电压和输出电流，当供电单元的输出电压或者输出电流小于额定参数，则可以确定供电单元的供电状态为掉电状态。其中，额定参数可以根据存储装置内的用电设备进行设置，本申请这里不作限定。

步骤S1702：当确定供电单元掉电时，控制第一备电单元为多个存储支路供电；以及当供电单元掉电时，控制多个存储支路中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态。

步骤S1703：向第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将第一部分存储支路关闭。

步骤S1704：在第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态。

步骤S1705：向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将至少一个存储支路关闭。

步骤S1706：检测第二部分存储支路中是否还存在未选择的存储支路，若是，返回执行步骤S1704，否则返回步骤S1707。

步骤S1707：控制第一备电单元停止为多个存储支路供电。

在一种可能的实现方式中，当第一备电单元停止为多个存储支路供电后，控制单元仍然可以获取电能，可以检测接收电能的时长；在确定接收电能的时长到达预设时长时，确定控制单元备电结束，可以断开存储装置与供电电源的连接。其中，供电电源可以是第一备电单元或第二备电单元。

具体实现方式，请参考上述实施例中存储装置中控制单元控制过程，这里不再赘述。

本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行计算机程序或指令的方式来实现。计算机程序或指令可以构成计算机程序产品。本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包含有计算机可执行指令。在一种实施例中，该计算机可执行指令用于使计算机执行图17所示的方法实施例中的功能。

计算机可执行指令可以被存放于计算机可读存储介质中，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质内存储有可执行指令。在一种实施例中，该计算机可执行指令用于使计算机执行图17所示的方法实施例中的功能。

本申请实施例提供的计算机可读存储介质可以是随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、闪存、只读存储器(read-only memory，ROM)、可编程只读存储器(programmableROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(electrically ePROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的计算机可读存储介质。

计算机可执行指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD)；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。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单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，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单元。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的方案进行示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请实施例的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种存储装置，其特征在于，包括：控制单元、多个存储支路、供电单元和第一备电单元；

所述供电单元与所述多个存储支路连接，用于为所述多个存储支路供电；

所述第一备电单元与所述多个存储支路连接，用于当所述供电单元掉电时，为所述多个存储支路供电；

所述控制单元分别与所述供电单元、所述第一备电单元和所述多个存储支路连接，用于：

当所述供电单元掉电时，控制所述第一备电单元为所述多个存储支路供电；以及

当所述供电单元掉电时，控制所述多个存储支路中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；

向所述第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将所述第一部分存储支路关闭；

重复执行下述操作，直至所述第二部分存储支路被选尽为止：

在所述第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将所述至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；

向唤醒状态的至少一个存储支路中写入所述缓存中的数据，在写入完毕时将所述至少一个存储支路关闭。

2.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述供电单元还用于：为所述控制单元供电；

所述第一备电单元还用于：当所述供电单元掉电时，为所述控制单元供电。

3.如权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括第二备电单元；

所述供电单元还用于：为所述控制单元供电；

所述第二备电单元用于：当所述供电单元掉电时，为所述控制单元供电。

4.如权利要求1～3任一项所述的存储装置，其特征在于，每个存储支路包括：一组存储单元和一个从控制器，所述从控制器分别与所述一组存储单元和所述控制单元连接，用于在所述控制单元的控制下，控制所属的存储支路进行状态切换，所述状态包括休眠状态、唤醒状态和关闭状态。

5.如权利要求1～4任一项所述的存储装置，其特征在于，所述控制单元还用于：当所述供电单元掉电后，若监控到所述控制单元接收电能的时长达到预设时长，则关闭。

6.如权利要求1～5任一项所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括散热装置，所述散热装置用于为所述供电单元和所述第一备电单元散热。

7.如权利要求1～6任一项所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括：第一单向导电元件和第二单向导电元件；

所述第一单向导电元件连接在所述供电单元和所述第一备电单元之间；

所述第二单向导电元件连接在所述第一备电单元与所述多个存储支路之间。

8.如权利要求1～6任一项所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括第一印刷电路板和第二印刷电路板；

所述控制单元、所述供电单元和所述第一备电单元位于所述第一印刷电路板，所述多个存储支路位于所述第二印刷电路板。

9.如权利要求3所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括第一印刷电路板和第二印刷电路板；

所述控制单元、所述供电单元和所述第二备电单元位于所述第一印刷电路板，所述多个存储支路和所述第一备电单元位于所述第二印刷电路板。

10.如权利要求8所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括第三印刷电路板，所述第三印刷电路板和所述第一印刷电路板内的器件相同、且所述第三印刷电路板与所述第二印刷电路连接。

11.如权利要求9所述的存储装置，其特征在于，所述第二印刷电路板还包括第三备电单元，所述第三备电单元与所述多个存储支路连接，用于当所述供电单元、所述第一备电单元和所述第二备电单元均掉电时，为所述多个存储支路供电。

12.一种供电系统，其特征在于，包括：如权利要求1～11任一项所述的存储装置和多个用电设备，所述存储装置用于存储所述多个用电设备的缓存中的数据。

13.一种数据存储方法，其特征在于，应用于如权利要求1～11任一项所述的存储装置，所述方法包括：

检测所述供电单元的供电状态；

当确定所述供电单元掉电时，控制所述第一备电单元为所述多个存储支路供电；以及

当所述供电单元掉电时，控制所述多个存储支路中的第一部分存储支路处于唤醒状态，并控制剩余的第二部分存储支路处于休眠状态；

向所述第一部分存储支路写入缓存中的数据，在写入完毕时将所述第一部分存储支路关闭；

重复执行下述操作，直至所述第二部分存储支路被选尽为止：

在所述第二部分存储支路中选择至少一个存储支路，将所述至少一个存储支路从休眠状态切换为唤醒状态；

向唤醒状态的至少一个存储支路中写入缓存中的数据，在写入完毕时将所述至少一个存储支路关闭。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测接收电能的时长；

在确定接收电能的时长到达预设时长时，断开所述存储装置与供电电源的连接。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序或指令，当计算机读取并执行所述计算机程序或指令时，使得所述计算机执行如权利要求13至14中任一项所述的方法。

16.一种计算机存储产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求13至14中任一项所述的方法。

Images