CN116821006A - 闪存数据防丢失与擦写平衡方法、系统、装置和介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法、系统、装置和介质，方法包括对Flash存储单元进行遍历获取待写数据的地址信息；按照地址信息将待写数据写入Flash存储单元中；根据待写数据的校验码判断待写数据是否写入正确；当待写数据写入正确时，根据数据标志位、数据编号和流水号，从已写数据中获取待写数据对应的原始有效数据；将待写数据的数据标志位切换为有效，并将原始有效数据的数据标志位切换为无效；当待写数据写入不正确时，分别维持待写数据和原始有效数据的数据标志位。本发明在循环写入的基础上，能确保均有一份有效数据可供读取，实现了数据备份，防数据丢失；通过自动分配数据的存储地址，减少擦写次数。
Description
技术领域
本发明涉及电助力自行车的数据存储领域，具体涉及一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法、系统、装置和介质。
背景技术
电助力自行车是一种由电机提供骑行助力的交通工具，随着电助力自行车系统的不断发展，其对稳定可靠性的要求越来越高，其中一种越来越大的需求便是对诸多数据的保存。但由于各种因素，电助力自行车的存储器不可避免地出现数据丢失的情况发生。如何保证数据读写的正确性和确保设备使用寿命的长久性，对正确执行安全保护程序和的至关重要。
Flash Memory（简称闪存）是一种非易失性计算机存储器，其读写速度快，可靠性高；且由于EEPROM（电可擦可编程只读存储器）工艺复杂，成本高，因此在电助力自行车领域，采用Flash Memory仍然是最佳选择，是电助力自行车系统不可缺的存储介质。
然而，Flash Memory在电助力自行车领域仍然存在以下缺陷：
1、擦写次数较少，不平衡，使用寿命短：Flash Memory的擦写次数在10000次左右，而EEPROM则高达1000000次。可见Flash Memory虽然具备成本优势，但是擦写次数相对局限，而由于电助力自行车需要对各类数据（例如车速、里程数等）进行实时记录，因此其对擦写次数的要求较高，若按照常规的方式（是指只要Flash Memory整页数据无效时，即对其进行擦写）读写Flash Memory，系统的使用寿命不佳，无法满足Flash Memory在电助力自行车领域的使用场景。
2、关键数据易丢失：Flash Memory在擦写过程和外界影响下，其内部结构会逐渐失灵，即所谓的磨损。这意味着随着时间的推移，Flash Memory中的存储单元将变得不可靠，存储在其中的数据可能会丢失。同时，由于电助力自行车的电机是一种电磁电路，存在电磁辐射现象，而Flash Memory在遭受温度或电磁干扰时，也容易丢失数据。
3、利用效率低：电助力自行车的不同参数的擦写频率并不相同，不同存储单元的擦写次数也不相同，由于Flash Memory只能进行整页擦错，不可以对单个字节数据进行修改，因此容易出现使用频率高的区域磨损严重，使用频率低的部分则磨损轻微，严重浪费了整个Flash Memory的利用效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法、系统、装置和介质，以解决现有电助力自行车的Flash数据存储技术中关键数据易丢失、擦写次数不平衡和利用效率低的问题。
本发明提供了一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法，所述方法包括：
对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息；
其中，所述Flash存储单元中存储有已写数据，且所述待写数据和所述已写数据均分配有对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号；所述数据标志位用于标识对应的数据是否有效；所述数据编号用于标识对应的数据所属的数据类型；所述流水号用于标识对应的数据在所属的所述数据类型下写入所述Flash存储单元的顺序；所述校验码用于校验对应的数据的通信过程是否正确；
按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中；
根据所述待写数据的所述校验码，判断所述待写数据是否写入正确；
当所述待写数据写入正确时，根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据；对所述待写数据和所述原始有效数据分别执行标志位切换操作，将所述待写数据的所述数据标志位切换为有效，并将所述原始有效数据的所述数据标志位切换为无效；
当所述待写数据写入不正确时，分别维持所述待写数据的所述数据标志位和所述原始有效数据的所述数据标志位。
可选地，当数据有效时，对应的所述数据标志位为01；当数据无效时，对应的所述数据标志位为00；
且所述按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中之前，所述待写数据分配的所述数据标志位为00，所述原始有效数据分配的所述数据标志位为01。
可选地，所述对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息，包括：
为所述Flash存储单元中的每个地址，分配唯一的地址信息标识码；
按照地址先后顺序，依次遍历所述Flash存储单元中的每个所述地址信息标识码；
若当前遍历的所述地址信息标识码对应的地址上存在所述已写数据时，则继续遍历下一个所述地址信息标识码，直至遍历的所述地址信息标识码对应的地址上不存在所述已写数据；
若当前遍历的所述地址信息标识码对应的地址上不存在所述已写数据时，将当前遍历的所述地址信息标识码确定为所述待写数据的所述地址信息。
可选地，所述对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息之前，所述方法还包括：
将所述Flash存储单元分成多个存储页。
可选地，若所述Flash存储单元中的所有所述地址信息标识码均被遍历之后，每个所述地址信息标识码对应的地址上均存在所述已写数据时，所述对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息，还包括：
按照所述地址先后顺序，依次遍历所述Flash存储单元中的每个所述存储页；
对每个所述存储页中每个所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据进行识别；
若当前遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据分配的所述数据标志位存在至少一个用于标识数据有效时，则继续遍历下一个所述存储页，直至遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据的所述数据标志位均用于标识数据无效；
若当前遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据的所述数据标志位均用于标识数据无效时，将当前遍历的所述存储页作为目标存储页，并对所述目标存储页上的所有所述已写数据进行擦除；并按照所述地址先后顺序，从擦除后的所述目标存储页上选择所述地址信息标识码，确定为所述待写数据的所述地址信息。
可选地，所述已写数据中包括有效数据和无效数据；
所述根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据，包括：
根据所述待写数据的所述数据编号和所述已写数据的所述数据编号，从所述已写数据中，提取与所述待写数据的所述数据编号相同的数据，确定为同名数据；
根据所述待写数据的所述流水号和所述数据标志位以及所述同名数据的所述流水号和所述数据标志位，从所述同名数据中，提取在所述待写数据写入所述Flash存储单元前的一个有效数据，确定为所述原始有效数据。
可选地，所述待写数据写入所述Flash存储单元之后，所述方法还包括：
将所述待写数据更新为所述已写数据；
当所述Flash存储单元获取到数据访问请求时，根据所述数据访问请求，获取目标读取数据对应的所述地址信息；
根据所述地址信息，从所述Flash存储单元的所述已写数据中提取所述目标读取数据；
计算所述目标读取数据的更新校验码，并将所述更新校验码与所述目标读取数据所分配的所述校验码进行比对；
若比对一致，则判定数据读取正确，并将所述目标读取数据进行输出；
若比对不一致，则判定数据读取错误，并发出错误警告信号。
此外，本发明还提供一种闪存数据防丢失与擦写平衡系统，应用于前述的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中，所述系统包括：
地址获取模块，用于对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息；
其中，所述Flash存储单元中存储有已写数据，且所述待写数据和所述已写数据均分配有对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号；所述数据标志位用于标识对应的数据是否有效；所述数据编号用于标识对应的数据所属的数据类型；所述流水号用于标识对应的数据在所属的所述数据类型下写入所述Flash存储单元的顺序；所述校验码用于校验对应的数据的通信过程是否正确；
数据写入模块，用于按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中；
校验模块，用于根据所述待写数据的所述校验码，判断所述待写数据是否写入正确；
标志位切换模块，用于当所述校验模块判定所述待写数据写入正确时，根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据；对所述待写数据和所述原始有效数据分别执行标志位切换操作，将所述待写数据的所述数据标志位切换为有效，并将所述原始有效数据的所述数据标志位切换为无效；
标志位维持模块，用于当所述校验模块判定所述待写数据写入不正确时，分别维持所述待写数据的所述数据标志位和所述原始有效数据的所述数据标志位。
此外，本发明还提供了一种闪存数据防丢失与擦写平衡装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时前述的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中的方法步骤。
此外，本发明还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被执行时实现前述的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中的方法步骤。
本发明的有益效果：首先通过Flash存储单元进行遍历，确定即将写入Flash存储单元中的待写数据的地址信息，便于后续写入待写数据；通过给Flash存储单元中的已写数据和即将写入的待写数据分别分配对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号，便于后续通过有效标志位、数据编号和流水号，查找与待写数据对应的原始有效数据，还便于通过校验码判断待写数据的写入过程是否正确，以确保数据通信正确；当待写数据写入正确，查找待写数据的原始有效数据，对待写数据自身和原始有效数据的数据标志位分别进行切换，使得待写数据为Flash存储单元中的有效数据，其原始有效数据则为无效数据；而当待写数据写入错误时，维持两种数据的数据标志位不变；可以确保无论在何种情况下，Flash存储单元中在每种数据编号下均有一份有效数据可供读取；
本发明中的闪存数据防丢失与擦写平衡方法、系统、装置和介质，基于遍历确定出待写数据的地址信息，能Flash存储单元中实现数据的循环写入；基于有效标志位、数据编号和流水号，可以定位查找出待写数据在前一次写入的原始有效数据；基于数据标志位的切换，在循环写入的基础上，能确保无论在何种情况下，Flash存储单元均有一份有效数据可供读取，实现了数据备份，有效降低数据丢失的可能性；上述过程均不局限于Flash存储单元中任何区域，通过自动分配数据的存储地址，可以做到Flash存储单元各个区域数据防丢失，减少擦写次数，提高了Flash存储器的利用效率，减少资源浪费，均衡了Flash Memory的磨损，大大延长的Flash Memory的使用寿命，能适用于电助力自行车的数据存储要求，确保电助力自行车的可靠性和安全性。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明实施例一中一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法的流程图；
图2示出了本发明实施例一中已写数据及其对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号的格式图；
图3A示出了本发明实施例一中待写数据写入Flash存储单元前已写数据的数据标志位、数据编号、校验码和流水号的模型图；
图3B示出了本发明实施例一中待写数据写入Flash存储单元后已写数据的数据标志位和待写数据的数据标志位的切换变化图；
图4A示出了本发明实施例一中待写数据第一次写入错误后已写数据的数据标志位和待写数据的数据标志位的模型图；
图4B示出了本发明实施例一中待写数据第二次写入正确后已写数据的数据标志位和待写数据的数据标志位的切换变化图；
图5A示出了本发明实施例一中存储页m的空间不足时的模型图；
图5B示出了本发明实施例一中存储页n在数据擦除前的模型图；
图5C示出了本发明实施例一中存储页n在数据擦除后并写入待写数据的模型图；
图6示出了本发明实施例二中一种闪存数据防丢失与擦写平衡系统的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动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。
实施例一
一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法，如图1所示，所述方法包括：
S1：对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息；
其中，所述Flash存储单元中存储有已写数据，且所述待写数据和所述已写数据均分配有对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号；所述数据标志位用于标识对应的数据是否有效；所述数据编号用于标识对应的数据所属的数据类型；所述流水号用于标识对应的数据在所属的所述数据类型下写入所述Flash存储单元的顺序；所述校验码用于校验对应的数据的通信过程是否正确；
S2：按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中；
S3：根据所述待写数据的所述校验码，判断所述待写数据是否写入正确；
S4A：当所述待写数据写入正确时，根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据；对所述待写数据和所述原始有效数据分别执行标志位切换操作，将所述待写数据的所述数据标志位切换为有效，并将所述原始有效数据的所述数据标志位切换为无效；
S4B：当所述待写数据写入不正确时，分别维持所述待写数据的所述数据标志位和所述原始有效数据的数据标志位。
首先通过Flash存储单元进行遍历，确定即将写入Flash存储单元中的待写数据的地址信息，便于后续写入待写数据；通过给Flash存储单元中的已写数据和即将写入的待写数据分别分配对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号，便于后续通过有效标志位、数据编号和流水号，查找与待写数据对应的原始有效数据，还便于通过校验码判断待写数据的写入过程是否正确，以确保数据通信正确（其中，数据写入和数据读取均属于数据的通信过程）；当待写数据写入正确，查找待写数据的原始有效数据，对待写数据自身和原始有效数据的数据标志位分别进行切换，使得待写数据为Flash存储单元中的有效数据，其原始有效数据则为无效数据；而当待写数据写入错误时，维持两种数据的数据标志位不变；可以确保无论在何种情况下，Flash存储单元中在每种数据编号下均有一份有效数据可供读取。
本实施例的闪存数据防丢失与擦写平衡方法，基于遍历确定出待写数据的地址信息，能Flash存储单元中实现数据的循环写入；基于有效标志位、数据编号和流水号，可以定位查找出待写数据在前一次写入的原始有效数据；基于数据标志位的切换，在循环写入的基础上，能确保无论在何种情况下，Flash存储单元均有一份有效数据可供读取，实现了数据备份，有效降低数据丢失的可能性；上述过程均不局限于Flash存储单元中任何区域，通过自动分配数据的存储地址，可以做到Flash存储单元各个区域数据防丢失，减少擦写次数，提高了Flash存储器的利用效率，减少资源浪费，均衡了Flash Memory的磨损，大大延长的Flash Memory的使用寿命，能适用于电助力自行车的数据存储要求，确保电助力自行车的可靠性和安全性。
Flash存储器的最小单元称为Flash存储单元，可以对构成字节的数据组进行存储。本实施例中，构成字节的数据组包括Flash存储单元中存储的已写数据及其对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号，还包括即将存入的待写数据及其对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号。
数据标志位可以为二进制码或其他进制的编码，如00、01、000、0001等；数据编号可以由数字、字母、字符或它们的组合表示，如0121、0x21或0#11等；校验码具体指CRC校验码，即循环冗余校验码（Cyclical Redundancy Check）；流水号通常由有先后顺序的数字、字母或它们的组合表示，如00~09（为十进制数），或0A~0F（为十六进制数）等。
本实施例的数据组（包括Flash存储单元中存储的已写数据及其对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号）的格式如图2所示。
优选地，当数据有效时，对应的所述数据标志位为01；当数据无效时，对应的所述数据标志位为00；
且所述按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中之前，所述待写数据分配的所述数据标志位为00，所述原始有效数据分配的所述数据标志位为01。
通过上述数据标志位的设置，能便于在Flash存储器的存储机制下，对数据的有效或无效进行标记，便于后续的数据循环写入、数据擦除和数据读取等过程，实现数据防丢失，平衡擦写次数。
当然，还可以当数据有效时，对应的数据标志位为001；当数据无效时，对应的数据标志位为000；且在待写数据写入Flash存储单元中之前，待写数据分配的数据标志位为000，原始有效数据分配的数据标志位为001。根据具体实际情况选择合适的设置方法，此处不作限制。
优选地，S1包括：
S11：为所述Flash存储单元中的每个地址，分配唯一的地址信息标识码；
S12：按照地址先后顺序，依次遍历所述Flash存储单元中的每个所述地址信息标识码；
S13a：若当前遍历的所述地址信息标识码对应的地址上存在所述已写数据时，则继续遍历下一个所述地址信息标识码，直至遍历的所述地址信息标识码对应的地址上不存在所述已写数据；
S13b：若当前遍历的所述地址信息标识码对应的地址上不存在所述已写数据时，将当前遍历的所述地址信息标识码确定为所述待写数据的所述地址信息。
通过为每个地址分配唯一的地址信息标识码，一方面便于后续通过识别地址信息标识码来确定地址上是否存在已写数据及其数据是否有效，进而便于获取待写数据的地址信息，查找数据可写入的空间，实现待写数据的循环写入，而不局限于存储单元的不同区域，有助于平衡擦写次数；另一方面分配的地址信息标识码由地址分配而来，存在地址上的先后关系，还便于在查找待写数据的地址信息和原始有效数据时，能按序查找，进一步平衡擦写次数，提升存储单元的利用率。在遍历地址信息标识码时，若该标识码上的地址存在已写数据时，说明该地址无数据存储空间，需按照地址先后顺序向下查找，寻找可写入数据的空间；若不存在已写数据，说明该地址为空，存在数据空间，可在该地址上写入待写数据。
上述地址信息标识码与地址一一对应，本实施例由十六进制码表示，该标识码从小到大，代表地址从上往下，即为地址先后顺序。
优选地，在S1之前，还包括：
将所述Flash存储单元分成多个存储页。
由于Flash存储器只能对整页进行数据擦除，而不能单个数据擦除，因此通过将Flash存储单元分成多个存储页，结合存储页中数据所含的数据标志位，可确定存储页是否满足数据擦除要求，即是否整页无效，当存储页整页无效时，即该存储页满足数据擦除要求，当存储页并非整页无效时，则该存储页不满足数据擦除要求；通过上述步骤，便于利用存储页中的数据擦除，实现数据的循环写入，进而使得擦写次数更平滑。
优选地，在S13a中，所述Flash存储单元中的所有所述地址信息标识码均被遍历之后，每个所述地址信息标识码对应的地址上均存在所述已写数据时，S1还包括：
S14：按照所述地址先后顺序，依次遍历所述Flash存储单元中的每个所述存储页；
S15：对每个所述存储页中每个所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据进行识别；
S16a：若当前遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据分配的所述数据标志位存在至少一个用于标识数据有效时，则继续遍历下一个所述存储页，直至遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据的所述数据标志位均用于标识数据无效；
S16b：若当前遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据的所述数据标志位均用于标识数据无效时，将当前遍历的所述存储页作为目标存储页，并对所述目标存储页上的所有所述已写数据进行擦除；并按照所述地址先后顺序，从擦除后的所述目标存储页上选择所述地址信息标识码，确定为所述待写数据的所述地址信息。
上述在每个存储页中，基于地址信息标识码来查找地址上的数据，基于数据标志位来识别数据是否有效，能准确判断出每个遍历的存储页是否满足数据擦除要求；当遍历的存储页所有地址上的已写数据均为无效数据时，即所有数据标志位均标识数据无效时，该存储页即满足数据擦除要求，对其进行数据擦除，可使得该存储页重新存在存储空间，可存储即将写入的待写数据；而当遍历的存储页所有地址上的已写数据存在至少一个有效数据时，即所有数据标志位存在至少一个标识数据有效时，该存储页即不满足数据擦除要求，需要继续向下寻找。由于Flash存储单元中每个地址分配的地址信息标识码具有地址先后关系，因而存储页也具有地址先后关系，在存储页的遍历时，可按照同样的方式进行遍历，能不局限于Flash存储单元的各个区域，实现擦写次数的平衡。
在S16b中，当对目标存储页上的所有已写数据进行擦除后，该存储页上的每个地址均可写入待写数据，此时同样按照地址先后顺序，来选择待写数据的地址信息，并按照选择的地址信息写入待写数据。能在数据写入的过程中，永远保证数据是循环写入的。
优选地，所述已写数据中包括有效数据和无效数据；
在S4A中，所述根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据，包括：
S4A1：根据所述待写数据的所述数据编号和所述已写数据的所述数据编号，从所述已写数据中，提取与所述待写数据的所述数据编号相同的数据，确定为同名数据；
S4A2：根据所述待写数据的所述流水号和所述数据标志位以及所述同名数据的所述流水号和所述数据标志位，从所述同名数据中，提取在所述待写数据写入所述Flash存储单元前的一个有效数据，确定为所述原始有效数据。
由于Flash存储单元在写入待写数据之前，存在至少一个有效数据，则其他存储的已写数据均为无效数据；而数据编号用于标识数据所属的数据类型，则同一个数据类型下的数据可能包含多个，因此基于待写数据的数据编号和已写数据的数据编号，可以从已写数据中找出待写数据的同名数据，即与待写数据属于同一个数据类型下的数据；由于流水号用于标识数据写入Flash存储单元的顺序，再基于待写数据的流水号和同名数据的流水号，可以从同名数据中找出在待写数据写入之前，同一个数据类型的旧数据；最后再基于待写数据的数据标志位和这些旧数据的数据标志位，将写在待写数据之前的一个有效数据确定为原始有效数据。通过上述方法，便于后续对待写数据和原始有效数据进行数据标志位的切换，可以确保无论在何种情况下，Flash存储单元中在每种数据编号下均有一份有效数据可供读取，防止数据丢失。
下面以一个具体案例来对上述过程进行说明。
当Flash存储空间中存在图2所示的已写数据时，该已写数据的数据标志位为01，而需要写入的待写数据与其数据编号、具体数据和校验码均相同，流水号不同，且待写数据的数据标志位为00；则写入待写数据的目的是将图2中数据编号为0x21、流水号为03的待写数据更新为数据编号为0x21、流水号为04的数据。如图3A和图3B所示，在Flash存储单元中，向下寻找可以写入的空间，即获取该待写数据的地址信息；当找到地址信息后，按照该地址信息写入该待写数据，并在写入之后进行写入校验，若写入数据正确，则将流水号为04的数据（即待写数据）的数据标志位从00切换为01（即标记为有效数据），其他的流水号、校验码和具体数据均保持不变；将流水号为03的数据（即图2中的已写数据）的数据标志位从01切换为00（即标记为无效数据）；该切换前后的数据分别如图3A和图3B所示。
而若写入数据不正确，则流水号为04的数据（即待写数据）的数据标志位仍保持为00（该数据列为无效数据），其他的流水号、校验码和具体数据均保持不变，该数据写入Flash存储单元中（即保留在Flash存储单元中），但为无效数据；流水号为03的数据（即图2中的已写数据）的数据标志位仍保持01（即此时该已写数据仍为有效数据），如图4A所示。之后，继续向下寻找可写入的空间，重新进行流水号为04的数据（即待写数据）的写入操作。若第二次写入正确，则将流水号为04的数据（即待写数据）的数据标志位从00切换为01（即标记为有效数据），其他的流水号、校验码和具体数据均保持不变；将流水号为03的数据（即图2中的已写数据）的数据标志位从01切换为00（即标记为无效数据）；该切换后的数据如图4B所示。
应理解，本实施例中待写数据在寻找可写入的空间时，始终按照向下寻找（即地址先后顺序，地址信息标识码从小到大）的方式寻找该可写入的空间。如图5A所示，存储页m（又称Page m）的空间不足以写入待写数据时，向下查找可用页，如图5B中查找到Page n，该Page n的所有已写数据均为无效数据，则对该页进行数据擦除，并在该页写入待写数据，写入待写数据后的Page n如图5C所示。
优选地，S3之后，所述方法还包括：
S5：将所述待写数据更新为所述已写数据；
S6：当所述Flash存储单元获取到数据访问请求时，根据所述数据访问请求，获取目标读取数据对应的所述地址信息；
S7：根据所述地址信息，从所述Flash存储单元的所述已写数据中提取所述目标读取数据；
S8：计算所述目标读取数据的更新校验码，并将所述更新校验码与所述目标读取数据所分配的所述校验码进行比对；
S9A：若比对一致，则判定数据读取正确，并将所述目标读取数据进行输出；
S9B：若比对不一致，则判定数据读取错误，并发出错误警告信号。
当待写数据写入Flash存储单元后，无论是否写入正确，该数据均会存储在Flash存储单元（如图4B所示，写入错误的数据仍保留在Flash存储单元中），称为新的已写数据（即待写数据更新为已写数据）；当Flash存储单元获取数据访问请求时，即表示需要从该Flash存储单元读取数据，数据访问请求中包含需要读取的数据的地址信息；因此根据数据访问请求可以获取到需要读取的数据（即目标读取数据）的地址信息，基于该地址信息获取到目标读取数据；然后重新计算该数据的校验码（即得到更新校验码），与获取该数据中所分配的校验码进行比对，可以判断数据读取这个通信过程是否正确，进而确保数据读取的准确性。其中，在比对过程中，当比对一致，说明数据读取的通信过程正确，该目标读取数据无误，可进行输出，实现数据读取；当比对不一致，说明数据读取的通信过程错误，该目标读取数据错误，发出错误警告信号以提醒用户。
实施例二
一种闪存数据防丢失与擦写平衡系统，应用于实施例一的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中，如图6所示，该系统包括：
地址获取模块，用于对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息；
其中，所述Flash存储单元中存储有已写数据，且所述待写数据和所述已写数据均分配有对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号；所述数据标志位用于标识对应的数据是否有效；所述数据编号用于标识对应的数据所属的数据类型；所述流水号用于标识对应的数据在所属的所述数据类型下写入所述Flash存储单元的顺序；所述校验码用于校验对应的数据的通信过程是否正确；
数据写入模块，用于按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中；
校验模块，用于根据所述待写数据的所述校验码，判断所述待写数据是否写入正确；
标志位切换模块，用于当所述校验模块判定所述待写数据写入正确时，根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据；对所述待写数据和所述原始有效数据分别执行标志位切换操作，将所述待写数据的所述数据标志位切换为有效，并将所述原始有效数据的所述数据标志位切换为无效；
标志位维持模块，用于当所述校验模块判定所述待写数据写入不正确时，分别维持所述待写数据的所述数据标志位和所述原始有效数据的所述数据标志位。
首先通过Flash存储单元进行遍历，确定即将写入Flash存储单元中的待写数据的地址信息，便于后续写入待写数据；通过给Flash存储单元中的已写数据和即将写入的待写数据分别分配对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号，便于后续通过有效标志位、数据编号和流水号，查找与待写数据对应的原始有效数据，还便于通过校验码判断待写数据的写入过程是否正确，以确保数据通信正确；当待写数据写入正确，查找待写数据的原始有效数据，对待写数据自身和原始有效数据的数据标志位分别进行切换，使得待写数据为Flash存储单元中的有效数据，其原始有效数据则为无效数据；而当待写数据写入错误时，维持两种数据的数据标志位不变；可以确保无论在何种情况下，Flash存储单元中在每种数据编号下均有一份有效数据可供读取。
本实施例的闪存数据防丢失与擦写平衡方法系统，基于遍历确定出待写数据的地址信息，能Flash存储单元中实现数据的循环写入；基于有效标志位、数据编号和流水号，可以定位查找出待写数据在前一次写入的原始有效数据；基于数据标志位的切换，在循环写入的基础上，能确保无论在何种情况下，Flash存储单元均有一份有效数据可供读取，实现了数据备份，有效降低数据丢失的可能性；上述过程均不局限于Flash存储单元中任何区域，通过自动分配数据的存储地址，可以做到Flash存储单元各个区域数据防丢失，减少擦写次数，提高了Flash存储器的利用效率，减少资源浪费，均衡了Flash Memory的磨损，大大延长的Flash Memory的使用寿命，能适用于电助力自行车的数据存储要求，确保电助力自行车的可靠性和安全性。
优选地，该系统还包括：
数据读取模块，具体用于：
将所述待写数据更新为所述已写数据；
当所述Flash存储单元获取到数据访问请求时，根据所述数据访问请求，获取目标读取数据对应的所述地址信息；
根据所述地址信息，从所述Flash存储单元的所述已写数据中提取所述目标读取数据；
计算所述目标读取数据的更新校验码，并将所述更新校验码与所述目标读取数据所分配的所述校验码进行比对；
若比对一致，则判定数据读取正确，并将所述目标读取数据进行输出；
若比对不一致，则判定数据读取错误，并发出错误警告信号。
通过上述数据读取模块，可以判断在Flash存储单元的数据读取的通信过程是否正确，进而确保数据读取的准确性。
本实施例所述的闪存数据防丢失与擦写平衡系统各模块的功能与实施例一的闪存数据防丢失与擦写平衡方法的方法步骤相互对应，本实施例中的未尽细节，详见实施例一及图1至图5C的具体描述，此处不再赘述。
实施例三
一种闪存数据防丢失与擦写平衡装置，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现实施例一的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中的方法步骤。
通过存储在存储器上的计算机程序，并运行在处理器上，实现了数据的循环写入，能确保无论在何种情况下，Flash存储单元均有一份有效数据可供读取，实现了数据备份，有效降低数据丢失的可能性；不局限于Flash存储单元中任何区域，通过自动分配数据的存储地址，可以做到Flash存储单元各个区域数据防丢失，减少擦写次数，提高了Flash存储器的利用效率，减少资源浪费，均衡了Flash Memory的磨损，大大延长的Flash Memory的使用寿命，能适用于电助力自行车的数据存储要求，确保电助力自行车的可靠性和安全性。
所称处理器可以是中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），还可以是其他通用处理器、数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现成可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模型，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模型，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（例如声音播放功能、图像播放功能等）；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（例如音频数据、视频数据等）。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card，SMC），安全数字（Secure Digital，SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
应理解可由计算机程序实现流程图和/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。
本实施例还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被执行时实现实施例一的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中的方法步骤。
通过执行包含至少一个指令的计算机存储介质，实现了数据的循环写入，能确保无论在何种情况下，Flash存储单元均有一份有效数据可供读取，实现了数据备份，有效降低数据丢失的可能性；不局限于Flash存储单元中任何区域，通过自动分配数据的存储地址，可以做到Flash存储单元各个区域数据防丢失，减少擦写次数，提高了Flash存储器的利用效率，减少资源浪费，均衡了Flash Memory的磨损，大大延长的Flash Memory的使用寿命，能适用于电助力自行车的数据存储要求，确保电助力自行车的可靠性和安全性。
同理，实施例三的未尽细节，详见实施例一、实施例二及图1至图6的具体描述，此处不再赘述。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种闪存数据防丢失与擦写平衡方法，其特征在于，所述方法包括：
对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息；
其中，所述Flash存储单元中存储有已写数据，且所述待写数据和所述已写数据均分配有对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号；所述数据标志位用于标识对应的数据是否有效；所述数据编号用于标识对应的数据所属的数据类型；所述流水号用于标识对应的数据在所属的所述数据类型下写入所述Flash存储单元的顺序；所述校验码用于校验对应的数据的通信过程是否正确；
按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中；
根据所述待写数据的所述校验码，判断所述待写数据是否写入正确；
当所述待写数据写入正确时，根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据；对所述待写数据和所述原始有效数据分别执行标志位切换操作，将所述待写数据的所述数据标志位切换为有效，并将所述原始有效数据的所述数据标志位切换为无效；
当所述待写数据写入不正确时，分别维持所述待写数据的所述数据标志位和所述原始有效数据的所述数据标志位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当数据有效时，对应的所述数据标志位为01；当数据无效时，对应的所述数据标志位为00；
且所述按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中之前，所述待写数据分配的所述数据标志位为00，所述原始有效数据分配的所述数据标志位为01。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息，包括：
为所述Flash存储单元中的每个地址，分配唯一的地址信息标识码；
按照地址先后顺序，依次遍历所述Flash存储单元中的每个所述地址信息标识码；
若当前遍历的所述地址信息标识码对应的地址上存在所述已写数据时，则继续遍历下一个所述地址信息标识码，直至遍历的所述地址信息标识码对应的地址上不存在所述已写数据；
若当前遍历的所述地址信息标识码对应的地址上不存在所述已写数据时，将当前遍历的所述地址信息标识码确定为所述待写数据的所述地址信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息之前，所述方法还包括：
将所述Flash存储单元分成多个存储页。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述Flash存储单元中的所有所述地址信息标识码均被遍历之后，每个所述地址信息标识码对应的地址上均存在所述已写数据时，所述对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息，还包括：
按照所述地址先后顺序，依次遍历所述Flash存储单元中的每个所述存储页；
对每个所述存储页中每个所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据进行识别；
若当前遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据分配的所述数据标志位存在至少一个用于标识数据有效时，则继续遍历下一个所述存储页，直至遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据的所述数据标志位均用于标识数据无效；
若当前遍历的所述存储页中，所有所述地址信息标识码对应地址上的所述已写数据的所述数据标志位均用于标识数据无效时，将当前遍历的所述存储页作为目标存储页，并对所述目标存储页上的所有所述已写数据进行擦除；并按照所述地址先后顺序，从擦除后的所述目标存储页上选择所述地址信息标识码，确定为所述待写数据的所述地址信息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述已写数据中包括有效数据和无效数据；
所述根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据，包括：
根据所述待写数据的所述数据编号和所述已写数据的所述数据编号，从所述已写数据中，提取与所述待写数据的所述数据编号相同的数据，确定为同名数据；
根据所述待写数据的所述流水号和所述数据标志位以及所述同名数据的所述流水号和所述数据标志位，从所述同名数据中，提取在所述待写数据写入所述Flash存储单元前的一个有效数据，确定为所述原始有效数据。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述待写数据写入所述Flash存储单元之后，所述方法还包括：
将所述待写数据更新为所述已写数据；
当所述Flash存储单元获取到数据访问请求时，根据所述数据访问请求，获取目标读取数据对应的所述地址信息；
根据所述地址信息，从所述Flash存储单元的所述已写数据中提取所述目标读取数据；
计算所述目标读取数据的更新校验码，并将所述更新校验码与所述目标读取数据所分配的所述校验码进行比对；
若比对一致，则判定数据读取正确，并将所述目标读取数据进行输出；
若比对不一致，则判定数据读取错误，并发出错误警告信号。
8.一种闪存数据防丢失与擦写平衡系统，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的闪存数据防丢失与擦写平衡方法中，所述系统包括：
地址获取模块，用于对Flash存储单元进行遍历，获取待写数据的地址信息；
其中，所述Flash存储单元中存储有已写数据，且所述待写数据和所述已写数据均分配有对应的数据标志位、数据编号、校验码和流水号；所述数据标志位用于标识对应的数据是否有效；所述数据编号用于标识对应的数据所属的数据类型；所述流水号用于标识对应的数据在所属的所述数据类型下写入所述Flash存储单元的顺序；所述校验码用于校验对应的数据的通信过程是否正确；
数据写入模块，用于按照所述地址信息，将所述待写数据写入所述Flash存储单元中；
校验模块，用于根据所述待写数据的所述校验码，判断所述待写数据是否写入正确；
标志位切换模块，用于当所述校验模块判定所述待写数据写入正确时，根据所述数据标志位、所述数据编号和所述流水号，从所述已写数据中获取所述待写数据对应的原始有效数据；对所述待写数据和所述原始有效数据分别执行标志位切换操作，将所述待写数据的所述数据标志位切换为有效，并将所述原始有效数据的所述数据标志位切换为无效；
标志位维持模块，用于当所述校验模块判定所述待写数据写入不正确时，分别维持所述待写数据的所述数据标志位和所述原始有效数据的所述数据标志位。
9.一种闪存数据防丢失与擦写平衡装置，其特征在于，包括处理器、存储器和存储在所述存储器中且可运行在所述处理器上的计算机程序，所述计算机程序运行时实现如权利要求1至7任一项权利要求所述的方法步骤。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质包括：至少一个指令，在所述指令被执行时实现如权利要求1至7任一项所述的方法步骤。
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