一种掉电安全资源紧凑的高效信息存储机制制造技术

本发明专利技术涉及一种掉电安全和资源紧凑的高效信息存储机制。其中方法包括：（1）分层的、模块化的文件系统架构；（2）对FLASH存储空间进行划分；（3）根据FLASH的存储特点，将FLASH的数据掉电保护分为底层数据掉电保护和应用层数据掉电保护；（4）为避免备份去由于擦写次数过多，提出将擦除机制和写机制相结合，并开辟一块循环使用备份区的数据掉电保护机制；（5）设计安全写数据项，在RAM定义一块安全写缓冲区用于组织和缓存本次安全写所需要备份的所有数据项及其长度和地址。（6）设计完整的安全写流程。本发明专利技术充分考虑了执行效率和使用寿命，在一定程度上提高了掉电安全性和资源紧凑程度。

【技术实现步骤摘要】
一种掉电安全资源紧凑的高效信息存储机制
本专利技术属于嵌入式设备、信息存储机制的交叉领域，特别涉及文件系统架构设计、存储空间设计、数据结构设计和掉电安全算法设计。
技术介绍
随着电子科技的不断发展，嵌入式系统越来越多地在控制类、消费类、通讯类等电子产品中广泛应用，并且随着嵌入式计算机技术、数字信号处理与人机交互界面等相关技术的不断成熟，各种应用对存储设备的要求也越来越高。FLASH存储器因制造成本低廉，存储量大、数据非易失、无机械故障等优势，在目前的嵌入式系统中被广泛用作外存储器件，如何利用号FLASH存储器关系到整个系统功能、可靠性、效率等。当前的Flash存储器存在资源不紧凑、意外掉电文件系统崩溃等问题。因而，采用分层、模块化设计的系统架构，合理的存储空间设计以及高效的数据结构设计提高存储的高可靠性。采用有效的掉电保护机制，实现底层数据掉电保护机制和应用层数据掉电保护机制的双重数据电保护。设计一种掉电安全和资源紧凑的高效信息存储机制具有强烈现实意义和巨大经济前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的第一个技术问题是提出一种数据索引的新方法来提高系统的稳定性和可靠性，数据索引新方法包括：（1）设计分层的、模块的文件系统架构。（2）设计FLASH存储空间，将其划分为五个线性区域，分别为管理页面区文件ID区，文件目录区、文件管理页面区和数据区域。本专利技术所要解决的第二个技术问题是再充分分析FLASH操作特性的基础上，提出一种意外掉电情况下的数据安全保护机制，并给出具体实现方案和测试方法，具体步骤包括：（1）本专利技术的掉电保护机制采用基于备份的写操作实现，称之为“安全写”，全面分析FLASH的存储特点，确定基于FLASH的数据掉电保护机制需要进行双重数据掉电保护。（2）设计FLASH安全写的基本原理，FLASH的擦除时间一般为数毫秒，写入时间为10微秒左右，在擦除或者写入的过程当中，如果掉电，数据区很可能会得到不确定的内容。为完全避免不确定的内容，设计软件来做进一步的处理。（3）设计FLASH安全写数据项，为实现双重掉电保护的安全写机制，在RAM定义一块安全写缓冲区用于组织和缓存本次安全写所需要备份的所有数据项及其长度和地址。（4）设计FLASH安全写流程。附图说明图1是本专利技术提供的一种FLASH文件系统分层架构；图2是本专利技术提供的一种FLASH存储空间划分；图3是本专利技术提供的一种安全写流程；图4是本专利技术提供的一种安全写的数据恢复流程。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明，应当理解，此处所面熟的具体实例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，为本专利技术的FLASH文件系统架构设计，具体如下：（1）文件系统应用程序编程接口（FileSystemApplicationProgrammingInterface，FSAPI）。遵循C库文件系统操作接口，提供fopen/fclose/fread/fwrite/fseek等标准API接口。（2）文件系统核心（FileSystemCore,CORE）层，实现文件系统的核心算法，如数据存储、文件数据索引等。（3）操作系统抽象层（OperatingSystemAbstractionLayer,OSAL）。操作系统抽象层提供诸如互斥量、事件和任务管理等操作系统API的封装接口。（4）平台支持包（PlatformSupportPackage,PSP）。提供不同硬件平台的底层驱动。如图所示，为本专利技术的存储空间设计，具体如下：（1）管理页面区（MGM_PAGES），记录两种文件安全操作，即安全擦除和安全写入。（2）文件ID区（FS_ID），该分区占用一个页面，用于保存文件系统所使用的一些源数据。（3）文件目录区（FS_DIR），存放文件目录描述符，该分区大小由系统最大目录和文件目录描述符大小共同决定。（4）文件管理页面区（FILE_MGM），文件管理页面由数据簇索引、文件描述符和文件管理页面头组成。（5）数据区（CLUSTER_PAGES），文件系统数据区，基本单位称为“簇”。本专利技术提出的数据安全保护机制如图3所示，该方法包括：步骤101，安全写缓冲区初始化。步骤102，添加安全写数据项，需要检查目标地址和数据长度，从而实现对所涉及的FLASH页内数据的掉电保护。步骤103，安全写数据项写入备份去并置备份去有效标志。步骤104，安全写数据项逐项恢复至各目标FLASH地址，并置安全写结束标志。步骤105，通过以上步骤，使需要确定的数据写入操作最后锁定在备份区有效标志字节和安全写结束标志字节。这两个标志字节的初始状态均为擦除值“00”，而只要标志字节非“00”，就表示该字节已执行了写入操作，这也表明，标志字节所对应的数据写操作已完成。步骤106，对复位后的备份去进行检查并及时恢复。每次上电复位时，首先执行图4的“安全写的数据恢复流程”，若发现有上次未完成的安全写操作，则根据备份区的两个状态标志字节，判断掉电前安全写操作执行到的状态，并确定后续是放弃本次安全写操作还是继续执行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据索引的新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）设计分层的、模块的文件系统架构；（2）设计Flash存储空间，将其划分为五个线性区域，分别为管理页面区、文件ID区、文件目录区、文件管理页面区和数据区域。

【技术特征摘要】
1.一种数据索引的新方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）设计分层的、模块的文件系统架构；（2）设计Flash存储空间，将其划分为五个线性区域，分别为管理页面区、文件ID区、文件目录区、文件管理页面区和数据区域。2.一种意外掉电情况下的数据安全保护机制，其特征在于，该机制包括：（1）本发明的掉电保护机制采用基于备份的写操作实现，称之为“安全写”，全面分析FLASH的存储特点，确定基于FLASH的数据掉电保护机制需要...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宗春，王建荣，
申请(专利权)人：浙江双峰电气有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33