CN1858703A

CN1858703A - 设备启动方法

Info

Publication number: CN1858703A
Application number: CN 200510113107
Authority: CN
Inventors: 韩富荣
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: CN100370422C

Abstract

本发明涉及含有控制程序的电子设备，公开了一种设备启动方法，使得设备启动速度加快，程序可用标志的安全性提高，FLASH的使用寿命延长。本发明中，设置多个数组，每一次启动时从最后一个已写位置读取上一次启动时写的程序可用标志，如果启动次数超过门限则重新加载程序，否则将含有本次启动计数信息的程序可用标志写在数组中下一个未写位置；如果启动成功则将表示启动成功的程序可用标志写在下一个数组的第一个位置；如果写满了预置的组数或者重新加载了程序后统一擦除已写的各数组。上述数组一般设置在一个Block中，使擦除的效率最高。

Description

设备启动方法

技术领域

本发明涉及含有控制程序的电子设备，特别涉及含有控制程序的电子设备的启动方法。

背景技术

目前，绝大多数单板设备的程序一般至少由两部分组成：引导设备启动的基本程序和应用程序。引导设备启动的基本程序(BIOS)一般存储在单独的物理芯片中；应用程序和其它标志信息(如表示应用程序可用或不可用的标志信息)等存储在闪速存储器(FLASH)中。

FLASH是非易失性存储器中的一种。之所以有这个名称，是因为信息在一瞬间像闪电式的被存储下来之后，即使除去电源，存储于其中的信息依旧保留。该器件在设备上一般用来存储应用程序、逻辑等。其特点如下：

1.读写单位是单字节、双字节或4字节；

2.擦除只能是对存储器内的一个块(BLOCK)整个擦除，块的大小由器件特性决定(如64K，128K等)；

3.在写入之前必须先执行擦除操作。

引导设备启动的基本程序负责引导设备启动以及当设备在进行基本的初始化后跳转到应用程序进行启动。为了加快启动速度以及防止当存储在FLASH中的应用程序被破坏后无法启动，设计中一般在引导设备启动的基本程序跳转到应用程序之前先判断应用程序是否可用，如果应用程序可用就直接跳到应用程序启动，如果不可用就向主控板申请加载应用程序再进行启动。

为了能够在引导设备启动的基本程序跳转到应用程序之前先对应用程序是否可用进行判断，就需要设置应用程序可用标志，该标志需要可读可写，并且保证在设备下电后不会丢失。因此，该标志通常存储在FLASH的某个块中。如果该标志仅仅简单设置为可用或不可用两种状态，那么应用程序在启动过程中如果由于主控板忙无响应等某种原因失败一次，此标志就会因为启动失败而变为不可用状态。可见，即使应用程序并没有被破坏，当单板下次再启动时仍要申请加载应用程序，这就可能更进一步的加重了主控板的负荷。所以，该标志一般设置为某个初始数值，如设置该标志的初始值为7，设备启动开始时该标志就减1变为6，如果启动成功，就在启动完成后把该标志重新设为初始值7；如果启动失败，那么该标志就仍然保持启动开始时设置的值6。如果再重复启动6次仍然失败，该标志就变成了0。下次启动时，引导设备启动的基本程序跳转到应用程序前发现该标志为0(标志为0或0xff表示应用程序不可用)，就开始申请加载应用程序。这样的设计一方面能够避免当应用程序被破坏后设备反复不断的重起并且失败；另一方面可以减少申请加载的次数，有效地减轻了主控单板的负荷。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：设备在每次启动开始和启动成功时都要改写存储器内的应用程序可用标志，降低了设备的启动速度，也减短了存储器的使用寿命。另外，应用程序可用标志的的安全性也不够高。比如说，如果单板设备在改写存储器内的应用程序可用标志时突然复位，该标志就会变成0xff，那么，设备只能请求重新加载，但实际上此时设备中的应用程序可能是正常的。

造成这种情况的主要原因在于，无论设备启动成功不成功，都要在启动开始时先将存储在FLASH内的应用程序可用标志改写为原来的数值减1；如果启动成功，还要将该标志还原为初始数值。另外，每次改写，都要先进行擦除的操作，这是因为FLASH在写的时候对每一个比特位只支持从0到1，不支持从1到0。而且，由于FLASH的特性，不可能只对要写入的位置进行擦除，必须对该位置所在的整个块进行擦除。所以，两次的改写不仅减短了存储器的使用寿命，而且还降低了设备的启动速度。如果在擦除后但尚未写入应用程序可用标志时，设备突然复位，那么该标志就会变成0xff，要求设备请求加载应用程序，大大影响了应用程序可用标志的安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种设备启动方法，使得设备启动速度加快，程序可用标志的安全性提高，FLASH的使用寿命延长。

为实现上述目的，本发明提供了一种设备启动方法，该设备中包含保存程序可用标志的第一类存储器，第一类存储器在写入前必须先擦除，而且写入的最小单位小于擦除的最小单位，所述方法包含以下步骤：

在所述第一类存储器中预先设置至少一组指定位置；

每次启动时，从当前组中最后一个已写的指定位置读取程序可用标志，从该标志中获取上一次启动的启动计数，并判断该计数是否达到预先设置的门限，如果是则重新加载程序；

更新启动计数后向当前组中第一个未写的指定位置写入程序可用标志，并继续启动过程；

其中，所述程序可用标志中包含启动计数的信息。

其中，所述指定位置有多组；并且，

当每次启动成功时，向下一组的第一个指定位置写入代表成功启动的程序可用标志。

此外在所述方法中，还包含以下步骤：

当已写的所述指定位置的组数达到预置门限时擦除所有已写的程序可用标志。

此外在所述方法中，当程序被重新加载时，擦除所有已写的程序可用标志。

此外在所述方法中，每次启动时，写入的所述程序可用标志可以是当前启动计数的16进制数值；

当启动成功时，写入的所述程序可用标志可以是16进制的“00”。

此外在所述方法中，各组所述指定位置设置在所述第一类存储器的同一个块内，擦除时将该块内容全部擦除。

此外在所述方法中，一组中的所述指定位置可以依次邻接；

各组所述指定位置可以依次邻接。

此外在所述方法中，每一个指定位置可以占一个字节。

此外在所述方法中，所述第一类存储器可以是闪速存储器。

此外在所述方法中，所述设备可以是单板，所述程序可以是单板中的应用程序。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，设置多个数组，每一次启动时从最后一个已写位置读取上一次启动时写的程序可用标志，如果启动次数超过门限则重新加载程序，否则将含有本次启动计数信息的程序可用标志写在数组中下一个未写位置；如果启动成功则将表示启动成功的程序可用标志写在下一个数组的第一个位置；如果写满了预置的组数或者重新加载了程序后统一擦除已写的各数组。上述数组一般设置在一个Block中，使擦除的效率最高。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即大大减少了擦除的次数。在现有技术中，对于一次正常的启动，需要有两次擦除的过程(启动开始和启动成功)，如果每个程序可用标志占一个字节，8个字节为一组，共设置1000组(占8K字节)，则使用本发明的技术方案后1000次正常启动才需要擦除1次。也就是说将擦除次数减少3个数量级，几乎可以忽略不计。

因为绝大多数在启动时不再需要擦除，而擦除的时间很长，所以可以加快设备启动速度。

因为绝大多数在启动时不擦除上一次的程序可用标志，即使写入标志前单板复位也可以成功得到上一次的标志，所以程序可用标志的安全性得到提高。

因为擦除次数大大减少，而FLASH可擦除的次数是有限的，所以可以延长FLASH的使用寿命。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的提高标志存储可靠性的方法流程图；

图2是程序可用标志写入FLASH中的第一示意图；

图3是程序可用标志写入FLASH中的第二示意图；

图4是程序可用标志写入FLASH中的第三示意图；

图5是程序可用标志写入FLASH中的第四示意图；

图6是程序可用标志写入FLASH中的第五示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明通过在第一类存储器的块(BLOCK)内划分多个数组，并由数组内的不同位来表示设备的启动次数和状态。设备每次启动时要先读取上一次的启动次数，如果启动次数达到一定数量时就加载应用程序，将该块擦除，并将表示启动成功的程序可用标志写在该块第一个数组的首字节；否则，就将该启动次数加1，写在数组内的下一个字节。如果本次启动不成功，就由引导设备启动的基本程序再次启动设备；如果本次启动成功，就将表示启动成功的程序可用标志写在下一个数组内的首字节，如果本数组为该块的最后一个数组，就同加载程序一样，将该块擦除，并将表示启动成功的程序可用标志写在该块第一个数组的首字节。

本发明的第一实施例如图1所示，在步骤101中，由引导设备启动的基本程序对设备进行启动时，在第一类存储器中读取程序可用标志。其中，第一类存储器指的是类似于在写入前必须先擦除，而且写入的最小单位小于擦除的最小单位的存储器，如FLASH等。程序可用标志是表示应用程序被成功启动的标志或者是表示应用程序启动次数的标志，表示应用程序启动次数的程序可用标志其实就是对应用程序的启动进行计数。具体的说，程序可用标志是从第一类存储器中一个块内的一个数组中读取的。也就是说，要将第一类存储器中专门存放程序可用标志的一个块划分成若干个数组。数组中的第一个字节用来表示应用程序被成功启动的程序可用标志，第二至第n个字节用来表示含有应用程序启动次数信息的程序可用标志。可见，数组所占的字节数其实是由含有应用程序启动次数信息的程序可用标志所占的字节数来决定的。比如说，数组中的第二个字节至第八个字节是用来表示含有应用程序启动次数信息的程序可用标志，那么，该数组就要占8个字节。在本实施例中，以每个数组占8个字节为例。比如说，存储程序可用标志的块有8k大小，由于每个数组占8个字节，所以该块有1000个数组。每个数组的第一个字节用来表示应用程序启动成功的程序可用标志，第二至第八个字节用来表示含有应用程序启动次数信息的程序可用标志。应用程序启动成功的程序可用标志可以用16进制的“00”来表示；含有应用程序启动次数信息的程序可用标志可以用16进制的数值来表示。比如说，启动次数是2，那么就用16进制的“02”来表示。由于第一类存储器必须先擦再写，也就是说未写的部分一定是“1”。所以，读取程序可用标志时可以有多种处理方法，其中一种处理方法是从后往前读，读到第一个非“ff”的字节，就一定是上一次写入的程序可用标志。比如说，该块有8k大小，首地址为ff00000000，末地址为ff3fffffff。如果上一次写入的程序可用标志是05，并且写在第一组的第六个字节，也就是ff00000005处，那么，从ff0000006开始到ff3fffffff为止都是未写入部分。所以，从后往前读时，从地址ff3fffffff到地址ff00000006读到的都是“ff”，在地址ff00000005处读到了“05”，那么，可以判定“05”是上一次写入的程序可用标志，并且可以知道上一次是第五次启动应用程序。

接着，进入步骤102，判断在程序可用标志中的启动次数是否小于预置门限。所述的预置门限是预先设定的一个数值。如果连续7次启动应用程序都失败，就要求设备加载应用程序，那么该数值就应设置为7。其实，由于数组的第二个至最后一个字节是用来表示对应用程序的启动进行计数的程序可用标志，因此，预置门限也与数组的大小有关，预置门限不能大于数组中所能计数的范围。比如说，在本实施例中，数组的大小设置为8个字节，那么对应用程序所能计数的范围就是1至7，因此，预置门限就不能大于7。由于程序可用标志是通过从后往前的方式读取的，所以，读取到的程序可用标志可能是含有应用程序启动次数信息的程序可用标志，如上述例子中的“05”，也有可能是代表应用程序启动成功的程序可用标志“00”。如果是“05”，并且预置门限是7的话，就可以判断出应用程序的启动次数小于预置门限；如果是“00”，就说明上一次设备成功启动了应用程序，那么就可以认为上一次应用程序的启动次数是第0次，自然也小于预置门限。如果在程序可用标志中的启动次数小于预置门限，就进入步骤103；否则，也就是程序可用标志中的启动次数达到预置门限时，进入步骤108。

在步骤103中，在指定位置写入更新后的启动次数。其中，指定位置指的是上一次写入程序可用标志处的下一个字节。由于只有在应用程序启动次数小于预置门限时才可能进入本步骤，并且数组中的计数范围一定是大于等于预置门限，所以，上一次写入程序可用标志处的下一个字节，也就是当前数组中第一个未写的字节。更新后的启动次数就是上一次的启动次数加1。针对上述案例，如果在ff00000005处读到了“05”，得知上一次对应用程序的启动是第五次，那么就要将“06”写入ff00000006处，表示本次对应用程序的启动是第六次。本步骤通过将上一次应用程序的启动次数加1当作程序可用标志写入指定位置，达到在步骤101中所述的读取的程序可用标志含有应用程序启动次数的目的，也就是对应用程序的启动进行计数。需要说明的是，即使读取的应用程序成功启动的程序可用标志“00”，也可以将其视为上一次对应用程序的启动是第0次，那么，本次对应用程序的启动就是第1次。

接着，进入步骤104，由引导设备启动的基本程序来启动应用程序。

接着，进入步骤105，如果应用程序启动成功，就进入步骤106；否则，回到步骤101，由引导设备启动的基本程序启动设备时，重新读取程序可用标志。

在步骤106中，判断当前数组是否为最后的一个数组。针对上述案例，用来存储程序可用标志的块大小为8k，首地址为ff00000000，末地址为ff3fffffff。由于每个数组占8个字节，所以最后一个数组的地址是从ff3ffffff8至ff3fffffff，因此，如果在步骤103中写入的指定位置是在ff3ffffff8至ff3fffffff内，那么当前数组就是最后一个数组。如果当前数组是最后一个数组，就说明块内的数组已全部用完，要写入应用程序的启动成功标志就要先将该块擦除，再在其中第一个数组的第一个字节中写入表示应用程序启动成功的程序可用标志，也就是进入步骤109至110。如果当前数组不是最后的一个数组，就进入步骤107。

在步骤107中，在下一个数组的第一个字节处写入程序可用标志，该程序可用标志指的是表示应用程序成功启动的标志“00”。针对上述案例，如果在ff0000005处读取的程序可用标志是“05”，将程序可用标志中的计数加1，也就是“06”，写入ff00000006处后，在本步骤中，就要将“00”写入下一个数组的第一个字节，也就是ff00000008处(由于每个数组占8个字节，所以第一个数组是从ff00000000至ff00000007，第二个数组就是从ff00000008起始)。

在步骤108中，通过引导设备启动的基本程序对设备加载应用程序。因为当应用程序的启动次数达到预置门限时，才会进入本步骤，也就说明应用程序已被破坏，所以，在本步骤中要通过引导设备启动的基本程序来加载应用程序。此后进入步骤109。

在步骤109中，擦除所有程序可用标志。也就是说，设备一旦加载了应用程序或者所有的数组都已经写完，就要对用来存储程序可用标志的块进行擦除。从这里可以看到，本发明大大减少了擦除的次数。在现有技术中，对于一次正常的启动，需要有两次擦除的过程(启动开始和启动成功)，如果每个程序可用标志占一个字节，8个字节为一组，共设置1000组(占8K字节)，则使用本发明的技术方案后1000次正常启动才需要擦除1次。也就是说将擦除次数减少3个数量级，几乎可以忽略不计。因为擦除次数减少，所以设备启动速度加快了，FLASH的使用寿命延长了，程序可用标志的安全性也提高了。

在步骤110中，写入程序可用标志。该程序可用标志指的是代表应用程序成功启动的“00”，并且写入的位置应是该块的第一个数组中的第一个字节。针对上述案例，用来存储程序可用标志的块大小为8k，首地址为ff00000000。那么，该块的第一个数组就是从ff00000000至ff00000007，设备在加载了应用程序后，就要将“00”写入ff00000000处。

为了使本实施例更加清楚，下面举几个简单的例子来说明写入FLASH中的程序可用标志。

在正常情况时，当设备正常启动了两次后FLASH中的程序可用标志如图2所示。

在正常情况时，当设备两次启动失败，第三次启动成功后FLASH中的程序可用标志如图3所示。

在错误情况时，当设备启动失败了4次仍未成功后FLASH中的程序可用标志如图4所示。

如果设备启动失败了7次以上，发起加载APP流程时FLASH中的程序可用标志如图5所示。

当设备在APP加载成功后FLASH中的程序可用标志如图6所示。

需要说明的是，本实施例中所述的设备可以是单板设备。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种设备启动方法，该设备中包含保存程序可用标志的第一类存储器，第一类存储器在写入前必须先擦除，而且写入的最小单位小于擦除的最小单位，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

在所述第一类存储器中预先设置至少一组指定位置；

其中，所述程序可用标志中包含启动计数的信息。

2.根据权利要求1所述的设备启动方法，其特征在于，所述指定位置有多组；并且，

3.根据权利要求2所述的设备启动方法，其特征在于，还包含以下步骤：

4.根据权利要求3所述的设备启动方法，其特征在于，当程序被重新加载时，擦除所有已写的程序可用标志。

5.根据权利要求4所述的设备启动方法，其特征在于，每次启动时，写入的所述程序可用标志可以是当前启动计数的16进制数值；

6.根据权利要求3所述的设备启动方法，其特征在于，各组所述指定位置设置在所述第一类存储器的同一个块内，擦除时将该块内容全部擦除。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备启动方法，其特征在于，一组中的所述指定位置可以依次邻接；

各组所述指定位置可以依次邻接。

8.根据权利要求7所述的设备启动方法，其特征在于，每一个指定位置可以占一个字节。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的设备启动方法，其特征在于，所述第一类存储器可以是闪速存储器。

10.根据权利要求9所述的设备启动方法，其特征在于，所述设备可以是单板，所述程序可以是单板中的应用程序。