DE102008014646A1

DE102008014646A1 - Data storage system operating method for navigation system of motor vehicle, involves executing storage of data on data storage if decision about execution of write phase is made before introduction of phase, and controlling write phase

Info

Publication number: DE102008014646A1
Application number: DE200810014646
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr. Esswein
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-10-15

Abstract

The method involves executing storage of data on a data storage if a decision about the execution of a write phase is made before introduction of the write phase. The write phase is controlled to an end and a non triggered write phase is not started. A power supply assigned to the data storage is monitored, and the decision about the introduction of the write phase is made with when voltage falls under a given minimal value. The data are stored in a data volume that is adjusted to a phase length.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Datenspeicherungssystems mit einem nicht flüchtigen Datenspeicher und einem zugeordneten Controller, insbesondere eine Festplatte mit einem Festplattencontroller, insbesondere für ein Fahrzeugnavigationssystem.The The invention relates to a method of operating a data storage system with a non-volatile Data memory and an associated controller, in particular a Hard disk with a hard disk controller, in particular for a vehicle navigation system.

In modernen Kraftfahrzeugen gehören verstärkt Navigationssysteme, also elektronische Geräte, die zur Erreichung eines gewünschten geographischen Zieles dienen, zur Standardausstattung, entweder in Form von Auto-Festeinbauten oder beispielsweise in das Autoradio von Drittanbietern, also als Nachrüstbaustein, integriert. Oft werden diese Geräte auch nachgerüstet, beispielsweise in Form eines transportablen Stand-Alone-Gerätes (PNA) oder auch als Software-Erweiterung für einen transportablen PC, ein PDA oder für Mobiltelefone und ähnliche Geräte.In belong to modern motor vehicles reinforced Navigation systems, in other words electronic devices, which are used to achieve a desired serve geographical purpose, to standard equipment, either in the form of car fixed installations or for example in the car radio Third party, so as a retrofit module, integrated. Often become these devices also retrofitted, for example in the form of a portable stand-alone device (PNA) or as a software extension for a portable PC, a PDA or for Mobile phones and similar devices.

Wichtiger Bestandteil eines solchen Systems ist ein Subsystem zur Positionsbestimmung. Das eigentliche, auf Funknavigation basierende System ist meist zweiteilig. Es besteht aus einer Empfangseinheit, die Signale von mehreren kodierten Sendern auf ihre Laufzeitverschiebung untersucht und aufgrund dieser Daten die Position berechnen kann.More important Part of such a system is a subsystem for position determination. The actual radio navigation based system is mostly two parts. It consists of a receiving unit that receives signals from several encoded transmitters are examined for their transit time shift and because of this data can calculate the position.

Die Berechnung ist einigermaßen genau und sicher möglich, sobald drei Signale empfangen werden können. Wenn mehr als drei Signale vorliegen, erhöht dies die Präzision der Berechnung. Diese Berechnung ergibt die geographische Position in Längen- und Breitengrad, wobei die höchste Genauigkeit aktuell bei einigen Metern liegt. Ergänzt wird das System der Positionsbestimmung durch einen elektronischen Kompass, so dass außer der Positionsbestimmung auch die Richtungsbestimmung möglich ist.The Calculation is reasonably exactly and safely possible, as soon as three signals can be received. If more than three signals present, increased this the precision the calculation. This calculation gives the geographical position in latitude and longitude, being the highest Accuracy is currently at a few meters. Complemented the system of positioning by an electronic compass, so except the position determination and the direction determination is possible.

Die mögliche zweite Stufe eines Navigationssystems besteht darin, diese Daten in digitale Karten zu übertragen und somit auch die Umgebung darzustellen. Außerdem kann eine Zielführung berechnet werden, wobei dies bedeutet, dass nicht nur die Luftlinie zwischen Ausgangsposition und Ziel angezeigt wird, sondern eine Wegführung, die mittels eines so genannten Routings bestimmt werden kann.The possible second level of a navigation system is this data to transfer to digital maps and thus also to represent the environment. In addition, a route guidance can be calculated This means that not just the crow flies between Starting position and destination is displayed, but a guidance that can be determined by means of a so-called routing.

In der Schifffahrt bedeutet dies beispielsweise das Herumleiten um Untiefen und Riffe oder das Einhalten von Fahrrinnen, in der Luftfahrt die Berücksichtigung von Erhebungen sowie die Wegführung in so genannten Korridoren, die horizontal und/oder vertikal begrenzt sein können. Die komplexeste Anwendung ist allerdings der Straßenverkehr, da hier in der Regel eine Vielzahl von Straßen genutzt werden können, um ein Ziel zu erreichen, außerdem Besonderheiten wie Brücken, Einbahnstraßen, Sackgassen und ähnliches in die Planung einbezogen werden sollten. Zusätzlich ist die jeweils zu erwartende Durchschnittsgeschwindigkeit, abhängig von der Streckenführung und -qualität sowie fahrzeugspezifischen Kenndaten, für die Berechnung zu beachten.In In shipping, for example, this means going around Shallows and reefs or the observance of fairways, in aviation the consideration of surveys as well as the route guidance in so-called corridors, which are bounded horizontally and / or vertically could be. However, the most complex application is road traffic, There are usually a variety of roads can be used to to achieve a goal, as well Special features like bridges, one-way streets, Dead ends and the like should be included in the planning. In addition, the expected average speed, dependent from the route and quality and vehicle-specific characteristics, for the calculation.

Die meisten Systeme beruhen derzeit auf dem US-amerikanischen GPS-Satellitennavigationssystem, wobei ein europäisches System (GALILEO) in Vorbereitung ist.The Most systems are currently based on the US GPS satellite navigation system, being a European System (GALILEO) is in preparation.

Nach dem Wegfall der gezielten Verschlechterung des GPS-Signals durch Unterdrückung von Signalen durch das US-Militär wurde die rein GPS-gestützte Navigation im PKW kostenmäßig erschwinglich. Vor diesem Zeitpunkt betrug die Genauigkeit rund 100 m und dieser Wert machte für eine präzise Navigation vor allem in Stadtbereichen zusätzliche Hilfsmittel (Radsensoren, Kreiselkompass) notwendig. Diese sind jetzt nur noch zur Aufrechterhaltung der Navigation unter schlechten Empfangsbedingungen, wie sie beispielsweise in so genannten Straßenschluchten vorkommen, also bei sehr hoher Bebauung, die den Signalempfang auf Straßenniveau nur dann ermöglicht, wenn die Signale aus einem sehr steilen Winkel über der Empfangsstation abgestrahlt werden, oder in Tunnels nötig.To the elimination of the targeted deterioration of the GPS signal suppression of signals by the US military was the purely GPS-based Navigation in the car affordable. Before that time, the accuracy was around 100 meters and this one Value made for a precise one Navigation especially in urban areas additional aids (wheel sensors, Gyrocompass) necessary. These are now only for maintenance the navigation under poor reception conditions, as for example in so-called street canyons occur, so in very high building, the signal reception on street level only possible if the signals radiated from a very steep angle above the receiving station become necessary, or in tunnels.

Bei kurzzeitigem Signalausfall, beispielsweise verursacht durch einen Tunnel, sollten die Navigationssysteme in der Lage sein, die aktuelle Position zu extrapolieren.at short-term signal failure, caused for example by a Tunnels, the navigation systems should be able to track the current Extrapolate position.

Fest eingebaute Systeme in Kraftfahrzeugen, also werksseitig eingebaute Navigationssysteme, überbrücken üblicherweise Bereiche ohne Satellitenkontakt zusätzlich durch Radsensoren, welche die zurückgelegte Strecke relativ genau und Richtungswechsel mit hinreichender Genauigkeit nachführen können.Firmly built-in systems in motor vehicles, so factory-installed Navigation systems usually bridge Areas without satellite contact additionally by wheel sensors, which the covered Track relatively accurate and change direction with sufficient accuracy tracking the can.

Bei modernen Navigationssystemen sind Laufwerk und Bedieneinheit oft im Autoradio integriert. Bei ausreichender Arbeitsspeicherausstattung kann das CD- oder DVD-Laufwerk nach Berechnung der Route während der Fahrt trotzdem als Musik-Abspielgerät verwendet werden. Diese Geräte nehmen zumeist eine größere Bauhöhe als normale Autoradios in Anspruch; typischerweise sind sie in einen zweifachen DIN-Schacht integriert. Dadurch ermöglichen sie auch größere Bildschirme mit einer besonders gut ablesbaren Darstellung der Route und/oder des Fahrtverlaufs. Ausführungen mit Farbbildschirm zeigen zudem oft eine straßenkartenähnliche Darstellung der je nach Einstellung näheren oder weiteren Umgebung, während Geräte mit Monochromedisplay meistens nur Richtungs-Pfeile als Fahrtrichtungs-Symbol anzeigen.at modern navigation systems are drive and control unit often integrated in the car radio. With sufficient memory equipment can the CD or DVD drive after calculating the route during the Ride anyway be used as a music player. These devices mostly take a larger height than normal Car radios in use; typically they are in two ways Integrated DIN-slot. This also allows larger screens with a particularly well-readable representation of the route and / or the Driving history. versions with color screen also often show a street map-like representation of the ever closer to setting or wider environment while equipment with monochrome display mostly only directional arrows as direction symbol Show.

Der große Vorteil dieser Bauart ist, dass neben dem GPS-Signal oft auch andere Informationen, beispielsweise Tachoimpulse oder Informationen von einem Richtungssensor, zur Verfügung stehen, die auch dann eine genaue Positionierung erlauben, wenn das GPS-Signal zu schwach oder kurzzeitig ganz abgeschirmt ist. Zudem können für akustische Richtungsansagen die Autolautsprecher dienen. Währenddessen kann für eine bessere Verständlichkeit die Lautstärke der Radiosprach- oder Musikwiedergabe automatisch abgesenkt werden.The big advantage of this design is that ne Also, other information, such as tachometer pulses or information from a directional sensor, may be available to the GPS signal, allowing for accurate positioning even when the GPS signal is too weak or momentarily completely shielded. In addition, the car speakers can serve for acoustic direction announcements. Meanwhile, for better intelligibility, the volume of the radio speech or music playback can be automatically lowered.

Zur Speicherung von bereits berechneten Routen im Navigationssystem und/oder für die Berechnung zur Verfügung stehenden Datenbanken wird ein Datenspeicher verwendet. Dieser Datenspeicher kann als Speicherkarte ausgelegt sein, die über den Vorteil verfügt, aufgrund der rein elektronischen Datenspeicherung wenig Strom zu verbrauchen. Allerdings sind nach aktuellem Stand die Datenmengen, die auf einer solchen Speicherkarte Platz finden, begrenzt und entsprechen in vielen Fällen nicht den an sie gestellten Anforderungen.to Storage of already calculated routes in the navigation system and / or for the calculation available stationary databases use a data store. This data store may be designed as a memory card that has the advantage due to to consume little power for purely electronic data storage. However, according to the current state, the amount of data on one such memory card find space limited and correspond in many cases not the requirements placed on them.

Vorteilhafter im Hinblick auf den zur Verfügung stehenden Speicherplatz ist der Einbau eines Datenträgers mit größerer Speicherkapazität sowie, beispielsweise im Ruhezustand, nicht andauernd benötigter Spannungsversorgung in ein solches Navigationssystem, was nachfolgend am Beispiel einer Festplatte, stellvertretend für andere Speichermedien, veranschaulicht wird.Favorable with regard to the available standing storage space is the installation of a data carrier with larger storage capacity and, for example at rest, not constantly required power supply in such a navigation system, which is shown below using the example of a hard disk, representative of other storage media is illustrated.

Alternativ zum Festeinbau ist der Zugriff vom Navigationssystem auf eine externe, mit dem Navigationssystem über eine Signalleitung verbundene Festplatte denkbar, da Festplatten trotz relativ geringer Abmessungen über einen großen Speicherplatz verfügen.alternative For permanent installation, access from the navigation system to an external, with the navigation system over a signal connected hard drive conceivable because hard drives despite having a relatively small size, it has a large storage space.

Eine Beschreibung mit Daten, eine so genannte Speicherung, kann üblicherweise ausschließlich in einem Bereich der Festplatte erfolgen, der entweder noch nicht beschrieben wurde oder aber bereits beschrieben, dennoch zur Beschreibung, also zur Überschreibung und somit Löschung der bereits vorhandenen Daten, freigegeben ist.A Description with data, called a storage, can usually exclusively done in an area of the hard drive that is either not yet described or already described, but for description, so to the override and thus deletion the existing data is released.

Zur Durchführung eines derartigen Vorgangs besteht jeder Schreibvorgang auf eine Festplatte aus drei Teilbefehlen, die durch das über den Festplattencontroller empfangene Signal „Speichern” ausgelöst werden: Zunächst muss der Schreib-/Lese-Kopf der Festplatte über einem geeigneten, zur Speicherung von Daten freigegebenem Bereich der Festplatte, der so ge nannten Spur, positioniert werden. Hierzu gehört das Ansteuern eines Schrittmotors, der den Schreib-/Lese-Kopf radial zur Achse der Festplatte bewegt und mechanisch positioniert. Die Positionierung des Schreib-/Lese-Kopfes ist sehr zeitaufwendig. Nach Beendigung dieser Positionierungsphase erfolgt eine Wartephase, deren Dauer von der Rotationsgeschwindigkeit der Festplatte abhängig ist, die dazu dient, den Sektor, auf dem geschrieben werden soll, unter den der Schreib-/Lese-Kopf der Festplatte gelangen zu lassen. Nach Erreichen dieser Position über einer zur Speicherung von Daten freigegebenen Spur kann der dritte Teilbefehl „Speichern” ausgeführt werden, der aus dem eigentlichen Schreiben, also dem Magnetisieren des zu beschreibenden Sektors, besteht. Diese drei zu absolvierenden Aufgaben sind in der Firmware des Festplattencontrollers hinterlegt.to execution of such an operation, each write operation is one Hard drive consists of three sub-commands, which through the over the hard disk controller received signal "Save" are triggered: First The read / write head of the hard disk must be above a suitable one for storing Data shared area of the disk, the so-called track, be positioned. Which also includes driving a stepping motor that radially couples the read / write head moved to the axis of the hard disk and mechanically positioned. The Positioning the read / write head is very time consuming. After completion of this positioning phase, a waiting phase takes place, whose duration depends on the rotation speed of the hard disk, which serves to set the sector to be written on to get the read / write head of the hard disk. To Reaching this position via a track enabled for storing data may be the third one Execute sub-command "Save", that from the actual writing, thus magnetizing the too descriptive sector. These are three tasks to complete stored in the firmware of the hard disk controller.

Allerdings ist die radiale Bewegung dieses Kopfes beispielsweise über einen Schrittmotor abhängig von einer Spannungsversorgung mit ausreichender Spannung und benötigt im Gegensatz zu einer rein auf elektronischer Basis stattfindenden Datenspeicherung eine Mindestvorlaufzeit bis zur eigentlichen Speicherung, bis der Schreib-Lese-Kopf richtig positioniert ist für den Schreibvorgang auf einem als beschreibbar, also frei, definierten Bereich der Festplatte.Indeed is the radial movement of this head, for example via a Stepper motor dependent from a power supply with sufficient voltage and needed in Contrast to a purely electronic Data storage a minimum lead time until the actual storage, until the read / write head is correctly positioned for the write operation on one as writable, so free, defined area of the hard disk.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Navigationssystem der oben genannten Art anzugeben, das in der Lage ist, Daten auch bei einem plötzlichen Spannungsabfall derart auf die Festplatte zu schreiben, dass der zu beschreibende Sektor entweder komplett überschrieben oder sein Inhalt nicht verändert wird. Des Weiteren soll die Software für den Fall, dass der Spannungsabfall länger andauert, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung in der Bedienung des Navigationssystems kommt, mittels eines vorgegebenen Signals benachrichtigt werden, dass eine Einschränkung des Betriebes der Festplatte notwendig wird, da das Risiko besteht, dass die zur einwandfreien Funktion benötigte Betriebsspannung ohne weitere Vor ankündigung unter das für den Betrieb der Festplatte mindestens benötigte Spannungsniveau absinkt.Of the Invention is therefore the object of a navigation system of the above type which is able to provide data as well in a sudden To write voltage drop on the hard disk such that the Sector to be described either completely overwritten or its contents not changed becomes. Furthermore, the software should in case that the voltage drop longer continues without causing any impairment in the operation of the Navigation system comes, notified by means of a predetermined signal be that a limitation operation of the hard disk becomes necessary because of the risk that the operating voltage required for proper operation without further announcement under the for the operation of the hard disk at least required voltage level drops.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Speicherung von Daten auf den Datenspeicher dann durchgeführt wird, wenn vor Einleitung einer Schreibphase eine Entscheidung über die Durchführung der Schreibphase getroffen wird und eine bereits eingeleitete Schreibphase zu Ende geführt sowie eine noch nicht eingeleitete Schreibphase nicht gestartet wird.These The object is achieved according to the invention by a storage of data on the data memory is then performed if, prior to the initiation of a writing phase, a decision on the implementation of the Writing phase is taken and an already initiated writing phase completed as well as a not yet initiated writing phase did not start becomes.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass typischerweise jeder Schreibvorgang auf einen Datenträger wie beispielsweise einer Festplatte aus drei Teilbefehlen besteht, die durch das über den Festplattencontroller empfangene Signal „Speichern” ausgelöst werden, wobei die Ausführung dieser Befehle und/oder Teilbefehle aufgrund beispielsweise eines mechanischen Vorgangs bei einer Festplatte sehr zeitintensiv ausfallen können. Um eine Korruption von Daten durch ein nur teilweises Schreiben auf den Datenträger vermeiden zu können und eine Kontrolle über die Unversehrtheit der Daten zu erhalten, sollte vor Starten der Schreibphase aufgrund geeigneter Parameter die Entscheidung getroffen werden, ob ein vollständiges Schreiben möglich und gewährleistet ist.The invention is based on the consideration that typically every write to a data carrier such as a hard disk consists of three sub-commands, which are triggered by the signal "Save" received via the hard disk controller, the execution of these Be lack and / or subcommands can be very time-consuming due to, for example, a mechanical operation in a hard drive. In order to avoid corruption of data by only partially writing to the data medium and to gain control over the integrity of the data, the decision should be made before starting the writing phase on the basis of suitable parameters as to whether complete writing is possible and guaranteed.

Da die Spannungsversorgung des Datenspeicherungssystems erfahrungsgemäß langsam in einer so genannten Kurvenfunktion abfällt, kann zweckmäßigerweise durch eine geeignete Überwachungsvorrichtung die Spannung überwacht und bei einer Abnahme der Spannung bis in die Nähe von 3 V ein Signal an den Controller des Datenträgers gesendet werden, um die erforderlichen Sicherungsmaßnahmen einzuleiten; entsprechend wird diese Funktion bei drohendem Überschreiten eines voreingestellten maximalwertes der Spannung, also bei einer so ge nannten Spannungsspitze, ausgelöst. Die Spannungsversorgung ist so lange sicherzustellen, dass das Magnetisieren der Festplatte, also die so genannte Schreibphase, ausgeführt werden kann. Diese Zeitdauer hängt von der Rotationsgeschwindigkeit der Festplatte und der Größe des zu beschreibenden Sektors ab, ist aber wesentlich kürzer als die ansonsten übliche Schreiboperation, die über die Standard-ATA-Schnittstelle über den Treiber eingeleitet wird.There the voltage supply of the data storage system, according to experience slowly in a so-called curve function drops, may expediently by a suitable monitoring device the voltage is monitored and when the voltage drops to near 3V, a signal to the Controller of the data carrier be sent to the required safeguards initiate; Accordingly, this function is when threatening to exceed a preset maximum value of the voltage, ie at a So called voltage spike, triggered. The power supply is to ensure that magnetizing the hard drive, So the so-called writing phase, can be performed. This period of time depends on the rotation speed of the hard disk and the size of the too descriptive sector, but is much shorter than the otherwise usual write operation, the above the standard ATA interface over the driver is initiated.

Um eine besonders hohe Sicherheit in der Speicherung der kritischen Daten zu erzielen, kann vorteilhafterweise abhängig von den Hardwarevoraussetzungen des Datenspeicherungssystems die Steuersoftware derart konfiguriert werden, dass alle Schreiboperationen, die die Konsistenz des Filesystems betreffen, insgesamt nicht mehr Sektoren umfassen, als bei einem Spannungsabfall sicher beschrieben werden können. Des Weiteren könnte ein partielles Schreiben von Daten zu beliebigen Bitmustern führen, die ohne entsprechende eingebaute Sicherungen (Prüfsummenbildung) nicht als ungültig erkannt werden könnten. Um den damit verbundenen zeitlichen Aufwand zu vermeiden, wird diese Art der Speicherung gewählt.Around a particularly high level of security in the storage of the critical Data can advantageously be obtained depending on the hardware requirements the data storage system configured the control software so be that all write operations that the consistency of the file system a total of not more sectors than one Voltage drop can be safely described. Furthermore, a partial Write data to arbitrary bit patterns without corresponding built-in fuses (checksum formation) not recognized as invalid could become. To avoid the associated time, this is Type of storage selected.

Damit die Schreibphase in ihrer Dauer deterministisch und von der Steuersoftware berechenbar ist, muss der Schreib-/Lese-kopf vorteilhafterweise bei dem Start der Schreibphase bereits an der richtigen Position für das Schreiben stehen.In order to the writing phase in its duration deterministic and by the control software is calculable, the read / write head advantageously at startup the writing phase is already in the right position for writing stand.

Um zukünftigen verbesserten Speichertechnologien und/oder Datenträgern zu ermöglichen, im Falle eines Spannungsabfalls besonders große Datenbereiche zu schreiben, kann dies von dem Filesystem vorteilhafterweise dahingehend ausgenützt werden, dass kritische Schreiboperation zu Gruppen zusammengefasst werden, um die Gesamtzeitdauer beim physikalischen Schreiben zu reduzieren.Around future improved storage technologies and / or data storage media enable, write extra large data areas in case of a voltage drop this can be exploited to advantage by the file system, that critical write operations are grouped together, to reduce the total time spent writing physically.

Um eine möglichst kostengünstige Ausführung des Systems zu ermöglichen, sollte vorteilhafterweise nur ein Sektor ge schrieben werden, um die zur Aufrechterhaltung der Spannung erforderlichen Komponenten beispielsweise wie Batteriepuffer oder Kondensatoren möglichst klein ausführen zu können.Around one possible inexpensive execution to allow the system Advantageously, only one sector should be written to the components required to maintain tension For example, as battery buffers or capacitors possible run small to be able to.

Um eine weiterhin kostengünstige Realisierung zu erzielen, sollte vorteilhafterweise ein im Standard vorhandener ATA-Reset-Mechanismus verwendet werden, da in der Regel die Zustandsmaschine des Plattencontrollers auf die gewünschte Weise auf den Interrupt reagiert.Around a still cost-effective Realization should advantageously be one in the standard existing ATA reset mechanism used as usually the state machine of the disk controller to the desired Way to respond to the interrupt.

Um eine Echtzeitreaktion zu ermöglichen, wird vorteilhafterweise ein asynchrones Signal ausgelöst, da nur bei Verwendung eines asynchronen Signals eine laufende Operation in der Firmware unterbrochen werden kann.Around will enable a real-time reaction advantageously an asynchronous signal is triggered, because only when using a Asynchronous signal interrupted a current operation in the firmware can be.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass trotz einer Unterbrechung der Spannungsversorgung der Festplatte selbst zu einem ansonsten eher kritischen Zeitpunkt die Daten kontrolliert gespeichert werden können und das Filesystem nach einem Neustart keine Reparaturmechanismen aufrufen muss oder in einen irreparablen Zustand übergegangen ist sowie nach einem Neustart des Systems von einer zugehörigen Systemsoftware eindeutig erkannt werden kann, welche Sektoren der Festplatte gültige Daten enthalten, wodurch auf eine weitere Überprüfung des Filesystems auf ungültige Sektoren verzichtet werden kann.The particular advantages of the invention are that despite interruption of the power supply of the hard disk itself at an otherwise rather critical time the data is controlled can be stored and the file system does not call any repair mechanisms after a restart must or has gone into an irreparable state and after rebooting the system from any associated system software It can be recognized which sectors of the hard drive are valid data included, causing further checking of the file system for invalid sectors can be waived.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:One embodiment The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 das Ablaufdiagramm bei einem Spannungsabfall während einer nicht schreibaktiven Phase, und 1 the flowchart at a voltage drop during a write-not-active phase, and

2 das Ablaufdiagramm bei einem Spannungsabfall während eines Schreibvorgangs. 2 the flow chart at a voltage drop during a write operation.

Das Fallbeispiel laut 1 beschreibt die Vorgehensweise im Falle eines Spannungsabfalls, eines so genannten Power Interrupts, der in einer Phase auftritt, in der kein Schreibvorgang auf der Festplatte stattfindet, also keine Speicherung von Daten durchgeführt wird. In diesem Fall handelt es sich nicht um einen kritischen Zustand.The case example loud 1 describes the procedure in the case of a voltage drop, a so-called Power Interrupt, which occurs in a phase in which no writing takes place on the hard disk, that is, no storage of data is performed. In this case, it is not a critical condition.

Im Schritt 1 erteilt der ATA-Controller einen Schreibauftrag. ATA (Advanced Technology Attachment) bezeichnet eine Schnittstelle zwischen dem Massenspeicher, hier der Festplatte, und dem Computer, besonders der CPU. In anderen Fällen kann es sich anstelle der Festplatte auch um Massenspeicher wie CD und DVD handeln. Der ATA-Standard definiert das Software-Protokoll zur Übertragung von Daten vom Bearbeitungsbereich des Computers, beispielsweise dem Prozessor oder den Prozessoren, sowie dem Arbeitsspeicher zum ATA-Controller, wobei seit der Einführung der Version 7 erstmals zwischen paralleler (PATA) und serieller (SATA) Übertragung der Daten unterschieden wird.In step 1 the ATA controller issues a write request. ATA (Advanced Technology Attachment) refers to an interface between the Mass storage, here the hard drive, and the computer, especially the CPU. In other cases, the hard disk may also be mass storage such as CD and DVD. The ATA standard defines the software protocol for transferring data from the processing area of the computer, such as the processor or processors, as well as the RAM to the ATA controller, and since the introduction of version 7 between parallel (PATA) and serial (SATA ) Transmission of the data is distinguished.

Zur Durchführung des Schreibvorgangs wird die Firmware der Festplatte angesprochen.to execution the writing process, the firmware of the hard disk is addressed.

Unter Firmware bzw. hardwarenaher Software versteht man Software, die üblicherweise in elektronischen Geräten in einem programmierbaren Chip, aktuell fast ausschließlich in einem Microcontroller, eingebettet, also fest verdrahtet, ist. Sie ist zumeist in einem Flash-Speicher, einem EPROM oder einem EEPROM gespeichert, der wiederum in den Microcontrollerbaustein integriert sein kann. Die Firmware enthält meistens elementare Funktionen zur Steuerung des Gerätes, insbesondere Ein- und Ausgaberoutinen.Under Firmware or hardware-related software is usually software in electronic devices in a programmable chip, currently almost exclusively in a microcontroller, embedded, so hardwired, is. she is usually in a flash memory, an EPROM or an EEPROM stored, which in turn integrated into the microcontroller module can be. The firmware contains mostly elementary functions for controlling the device, in particular Input and output routines.

Zu Aufgabe der Firmware gehört im Stand-by-Betrieb der Festplatte beispielsweise, den Motor der Festplatte anlaufen zu lassen und die eigentlichen, mit einer magnetisierbaren Schicht versehenen Platten, die über die notwendige Speicher kapazität verfügen, in Rotation zu versetzen, wie der Schritt 2 aufzeigt. Der Stand-by-Betrieb der Festplatte kann sinnvoll sein, wenn über einen längeren Zeitraum keine Schreib-/Lese-Vorgänge anfallen. Denn eine derzeit aktuelle Festplatte wird mit einer Umdrehungszahl von 7.200 U/min betrieben, so dass durch ein Herunterfahren in den Stand-by- oder Schlafmodus sowohl eine Energieeinsparung als auch eine Verlängerung der Lebensdauer der mechanischen Bestandteile, beispielsweise der Achse und des die Achse aufnehmenden Kugellagers im Festplattengehäuse, erreicht werden kann.The task of the firmware in stand-by operation of the hard disk, for example, is to start up the motor of the hard disk and to set the actual magnetizable disk provided with the necessary storage capacity in rotation, like the step 2 shows. Stand-by operation of the hard disk may be useful if there are no write / read operations over a longer period of time. For a currently current hard drive is operated at a speed of 7,200 rev / min, so that by a shutdown in the standby or sleep mode both an energy saving and an extension of the life of the mechanical components, such as the axis and the axis receiving Ball bearings in the hard drive housing, can be achieved.

Zeitlich parallel zum Anlauf des Rotierens laut Schritt 2 wird auch ein hier nicht näher aufgeführtes Positionieren des Schreib-/Lese-Kopfes beauftragt und durchgeführt, das ebenfalls durch die Firmware nach Erhalt des Schreibauftrages ausgelöst wird.Parallel to the start of the rotation according to the step 2 is also a not listed here positioning the read / write head instructed and performed, which is also triggered by the firmware after receiving the write job.

In dem Beispiel laut 1 findet jetzt im Schritt 3 eine Unterbrechung der Spannungsversorgung statt. Diese Information landet in einem Interrupt-Handling in der zugeordneten Software. Da es noch nicht zum eigentlichen Schreibvorgang, also zum Beginn des Speicherns von Daten, gekommen ist, handelt es sich nicht um eine kritische Störung der geplanten Operation.In the example aloud 1 now finds in step 3 an interruption of the power supply instead. This information ends up in interrupt handling in the assigned software. Since it has not yet come to the actual writing process, ie the beginning of storing data, it is not a critical disturbance of the planned operation.

Im Schritt 4 wird der notwendige RESET-Befehl an den ATA-Controller übermittelt, der den Schreibvorgang abbricht, sowie im Schritt 7 und Schritt 9 eine Rückmeldung an die Software sendet, die die Festplatte durch Rotation und Positionieren des Schreib-/Lese-Kopfes zum Schreiben vorbereitet. Dieser RESET-Befehl ist ein Hardwaresignal und unterbricht jede Funktion der Firmware, verfügt also über eine höhere Priorität als ein gerade bearbeiteter Auftrag zum Schreiben von Daten.In step 4 the necessary RESET command is sent to the ATA controller, which terminates the write, and in step 7 and step 9 sends a feedback message to the software which prepares the hard disk for writing by rotating and positioning the read / write head. This RESET command is a hardware signal and interrupts any function of the firmware, so it has a higher priority than a job currently being written to write data.

Der Schritt 6 beinhaltet den ABORT-Befehl, also das Beenden des Schreibvorgangs, nach Feststellen einer bevorstehenden Unterbrechung oder eines Ausfalls der Spannungsversorgung.The step 6 includes the ABORT command, which is to terminate the write after detecting an imminent break or power failure.

Nachfolgend wird der Schritt 7 durchgeführt, der eine Information darüber beinhaltet und übermittelt, dass der Schreibauftrag beendet wurde, ohne dass ein Schreibvorgang stattgefunden hat. Ist der erwartete Spannungsausfall nicht eingetreten, also erreicht die Spannungsversorgung wieder ihren Normalwert, kann ein erneutes Schreiben versucht werden, ohne dass die aktuell zu schreibenden Daten verloren gehen. Die Daten befinden sich zu diesem Zeitpunkt noch im Cache-Speicher und können diesem automatisch entnommen oder, falls vorhanden, durch anderweitig gepufferte Daten der Software neu geschrieben werden. Die Schritte 7 und 9 bezeichnen das Ende der jeweiligen Operationen.Below is the step 7 carried out, which contains information about and transmits that the write job was terminated without a write has taken place. If the expected power failure has not occurred, so the power supply returns to its normal value, a rewriting can be tried without the data currently being written is lost. The data is still in the cache memory at this point in time and can be automatically extracted from it or, if present, rewritten by otherwise buffered data from the software. The steps 7 and 9 denote the end of the respective operations.

Im Schritt 9 übermittelt der Controller die Information, dass die Operation zwischenzeitlich fertig gestellt wurde.In step 9 the controller sends the information that the operation has been completed in the meantime.

Vorher wird allerdings im Schritt 8 eine Information an die gerade laufende Softwareapplikation übermittelt, dass eine Unterbrechung der Spannungsversorgung stattgefunden hat und dass hierzu die für diesen Fall vorgesehenen und notwendigen Maßnahmen eingeleitet und abgeschlossen wurden. Dazu gehört, dass anstehende Schreibaufträge ohne erfolgreiche Beendigung, also ohne Speicherung der Daten, abgebrochen wurden und die Applikationssoftware diese Aufträge wiederholen muss. Diese Information ist auch in dem Softwarebereich hinterlegt, der den Unterbrechungsfall bearbeitet, so dass eine Wiederholung des Schreibauftrages nach erfolgtem RESET stattfinden kann.Before, however, is in the step 8th transmits information to the currently running software application that an interruption of the power supply has taken place and that for this purpose the necessary and necessary measures have been initiated and completed. This includes that pending write jobs were terminated without successful completion, ie without saving the data, and the application software must repeat these jobs. This information is also stored in the software area which processes the interruption case, so that a repetition of the write job can take place after the RESET has taken place.

Die 2 beschreibt den Ablauf der Unterbrechung der Spannungsversorgung zu einem kritischen Zeitpunkt des Datenhandlings: Im Schritt 10 erfolgt analog zum Schritt 1 im ersten Beispiel der Schreibauftrag durch den ATA-Controller an die Firmware der Festplatte. Die erforderlichen Maßnahmen zur Vorbereitung des Schreibvorgangs wie beispielsweise Rotation der Platte(n) und Positionieren des Schreib-/Lese-Kopfes im Schritt 11 werden ausgelöst. Der Schritt 12 beinhaltet die Übermittlung des Bereitschaftsmodus der Festplatte für den Speichervorgang an die Firmware, so dass im Schritt 13 der eigentliche Schreibvorgang der Daten auf die Festplatte stattfinden soll.The 2 describes the process of interrupting the power supply at a critical time of data handling: In step 10 takes place analogously to the step 1 in the first example, the write request by the ATA controller to the firmware of the disk. The steps required to prepare for writing such as rotation of the disc (s) and positioning of the read / write head in step 11 are triggered. The step 12 involves the transmission of the Standby mode of the hard disk for saving to the firmware, so in the step 13 the actual writing process of the data to the hard disk should take place.

Dieser Schreibvorgang wird unterbrochen durch die Unterbrechung der Spannungsversorgung, den so genannten Power Interrupt, im Schritt 14. Der Schreibauftrag wird durch diese Information über einen möglichen Spannungsabfall nicht gestoppt. Auch der nachfolgende ATA-RESET im Schritt 15 wird von der Firmware solange verzögert, bis der Schreibvorgang abgeschlossen ist. Die aus dem Schritt 14 resultierende Folge ist unter anderem die Information der laufenden Applikation im Schritt über den Power Interrupt.This writing process is interrupted by the interruption of the power supply, the so-called power interrupt, in step 14 , The write job is not stopped by this information about a possible voltage drop. Also the following ATA-RESET in step 15 is delayed by the firmware until the writing process is completed. The out of the step 14 The result of this is, among other things, the information of the running application in the step via the power interrupt.

Der hauptsächliche Unterschied zwischen den beiden Fällen besteht darin, dass in den Schritten 5 und 17 ein RESET-Befehl erteilt wird, der im ersten Fall mit einem ABORT in Schritt 6, also einer vorzeitigen Beendigung des Schreibauftrags, endet, während im zweiten, kritischen Fall über die Firmware der ATA-RESET solange hinausgezögert wird, bis der Schreibvorgang beendet ist.The main difference between the two cases is that in the steps 5 and 17 a RESET command is issued, in the first case with an ABORT in step 6 , ie a premature termination of the write job, ends, while in the second, critical case, the firmware of the ATA RESET is delayed until the writing process has ended.

Der Vorteil dieser Abarbeitung des Schreibauftrags besteht darin, dass dem Filesystem eine verlässliche Information dergestalt vorliegt, dass ein an die Treibersoftware übermittelter Auftrag zum Schreiben auf die Festplatte auch tatsächlich und nachprüfbar erfolgt ist oder dass, wenn kein Schreibvorgang durchgeführt wurde, der Inhalt der betreffenden Sektoren nicht verändert wurde. Da dem Filesystem vor dem Abschicken eines Schreibauftrages die Information vorliegt, ob durch ein nur teilweises Abarbeiten eines Schreibauftrages der Aufbau des Filesystems zerstört werden könnte, kann das Filesystem den zugehörigen Treiber gezielt dahingehend instruieren, kritische Operationen ausfallsicher durchzuführen. Dadurch wird die Notwendigkeit zur Bereithaltung für komplexe Softwaresicherungs- und Restaurationsmechanismen im Filesystem umgangen.Of the The advantage of this processing of the write job is that the file system a reliable Information is such that a transmitted to the driver software Job for writing to disk is actually done and verifiable or, if no write has been performed, the contents of the respective one Sectors not changed has been. As the file system before sending a write job the information is present, whether by only a partial processing a write job the structure of the file system are destroyed could, can the file system the associated Directly instruct drivers to do so, making critical operations fail-safe perform. This eliminates the need to maintain for complex Software backup and restoration mechanisms bypassed in the file system.

Claims

Method for operating a data storage system with a non-volatile Data memory and an associated controller, in particular a Hard disk with a hard disk controller, in particular for a vehicle navigation system, wherein a storage of data on the data memory is then performed if, prior to the initiation of a writing phase, a decision on the implementation of the Writing phase is taken and an already initiated writing phase completed as well as a not yet initiated writing phase did not start becomes.

The method of claim 1, wherein one of the data memory assigned power supply monitored and at a threatening drop below the voltage below a predetermined minimum value the decision to initiate a writing phase is taken.

The method of claim 1 or 2, wherein at a threatening voltage spike over a predetermined maximum value, the decision on the initiation of a writing phase is taken.

Method according to claim 2 or 3, wherein when leaving the voltage from the predetermined allowable range of data content a fleeting one Memory waiving a repositioning of a Read / write head the hard disk is transferred to the hard disk.

Method according to one of claims 1 to 4, wherein the storage the data in one on phase lengths coordinated data volume is performed.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein the storage the data is performed in exactly one sector of the hard disk.

Method according to one of claims 1 to 6, wherein the decision on the execution the write phase is triggered by an asynchronous signal.

Method according to one of claims 1 to 7, wherein the decision on the execution the write phase is triggered by an ATA reset.

A method according to any one of claims 2 to 8, wherein using an interrupt signal to the controller the data before writing stored on the data memory in a buffer memory as long be over until The supervision the voltage supply a positive statement about the stability of the state of the data storage system and send them to the controller becomes.

Data storage system for carrying out the Method according to one of the claims 1 to 9.