一种多级缓冲的存储系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及数据通信领域中的存储技术，尤其涉及一种多级缓冲的存储系统和方法。本发明专利技术所述的系统包括一级存储单元、硬盘和控制模块，所述一级存储单元为磁盘缓冲区，用于临时存储需要写入／读出的数据，所述控制模块用于控制数据的读写操作，所述的二级存储单元，用于根据控制模块的指令写入一级存储单元临时存储的数据，并在存储的数据总量达到设定的阈值时将自身存储的数据导入到硬盘上。通过使用本发明专利技术所述的系统和方法，能够增强对硬盘的保护，延长硬盘的使用寿命，提高存储系统运行的可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据通信领域中的存储技术，尤其涉及。
技术介绍
当前，由于硬盘具有技术成熟，存储容量大，应用方便等诸多优点，所以很多系统都倾向于采用硬盘作为主要的存储介质存储系统的各种数据。 众所周知硬盘为高精密设备，其对使用环境和应用方法有着严格的要求和限制。普通的民用硬盘其寿命一般在20000小时左右，在一般的硬盘手册中一般会给出明确的使用限制即每日上电时间不多于10小时，读写占空比小于20％。在实际应用中，系统往往会划分一部分内存作为硬盘或其等价设备(CFCARD，U盘等)的磁盘缓冲区，对读写操作的数据进行缓存，以减少对硬盘或其等价设备的访问次数。 在某些应用场景中，一些设备需要长时间运行并在运行的过程中随机存储一些中小数据量的数据如日志等等，读写不是特别频繁，这些设备往往几个月甚至几年不间断的工作。在这样的系统中，如果采用硬盘为存储介质来连续的或者不定期的存储一些数据，那么势必会造成硬盘长时间处于上电工作状态，甚至24小时不间断工作。这样的工作状态严重违背了硬盘基本工作要求，致使硬盘寿命急剧缩短，存储系统的可靠性很低。
技术实现思路
本专利技术提供了，能够增强对硬盘的保护，延长硬盘的使用寿命，提高存储系统运行的可靠性和稳定性。 本专利技术所述存储系统的一个实施例包括一级存储单元、硬盘和控制模块，所述一级存储单元为磁盘缓冲区，用于临时存储需要写入/读出的数据，所述控制模块用于控制数据的读写操作，所述的存储系统还包括二级存储单元，用于根据控制模块的指令写入一级存储单元临时存储的数据，并在存储的数据总量达到设定的阈值时将自身存储的数据导入到硬盘上。 其中，所述的存储系统还包括硬盘上下电控制单元，用于根据控制模块的指令对硬盘进行上下电操作。 其中，所述的硬盘上下电单元包括供电模块，用于为所述硬盘提供电源；功率器件，用于控制供电模块提供的所述电源的导通和断开；上下电控制模块，用于根据所述控制模块的指令控制所述功率器件处于工作状态或者非工作状态。 其中，所述的二级存储单元是以Flash为核心技术的存储器件，包括但不限于CF卡、DOM电子盘和DOC电子盘。 本专利技术公开的一种多级缓冲的存储方法的实施例包括一下步骤二级存储单元根据控制模块的指令从一级存储单元中写入数据；判断所述二级存储单元中存储的数据量是否达到设定的阈值，如果已经达到规定的阈值，将所述二级存储单元中存储的数据导入硬盘，删除所述二级存储单元中的相应数据。 其中，所述的将二级存储单元中存储的数据导入硬盘的步骤具体包括对所述硬盘上电并进行初始化；根据所述控制模块的指令将所述二级存储单元中存储的数据导入所述硬盘中；对所述硬盘进行下电操作。 其中，所述的方法进一步包括读取数据的步骤判断所述二级存储单元中是否存在需要读取的数据， 如果存在，直接从所述二级存储单元中读取所述需要读取的数据；如果不存在，则判断所述硬盘是否处于上电状态，如果是，在所述硬盘中查找所述需要读取的数据并读出，如果否，对硬盘进行上电，在硬盘中查找所述需要读取的数据并读出，读取结束后，对硬盘进行下电操作。 其中，所述的硬盘上电的步骤具体包括控制模块发出接通硬盘电源的指令，为所述硬盘上电；所述的硬盘下电的步骤具体包括控制模块发出断开硬盘电源的指令，为所述硬盘下电。 其中，所述的方法进一步包括故障处理的步骤所述控制模块对所述二级存储单元或者所述硬盘进行读写操作时，检查所述二级存储单元或所述硬盘的工作状态，若所述硬盘发生故障，所述控制模块仅对二级存储单元进行读写操作，同时发送硬盘告警通知；若所述二级存储单元发生故障，所述控制模块控制对所述硬盘上电，由所述硬盘完成本应当由二级存储单元完成的读写操作，同时发送二级存储单元告警通知。 其中，所述的方法进一步包括故障恢复的步骤控制模块周期性判断发生故障的所述二级存储单元或者所述硬盘是否存在，如果存在，则进一步判断该所述二级存储单元或者所述硬盘是否已经修复，如果发生故障的是硬盘并且已经修复，则在二级存储单元存储的数据总量达到规定的阈值时，将所述二级存储单元中存储的数据导入硬盘；如果发生故障的是二级存储单元并且已经修复，则初始化被修复的二级存储单元，初始化完成后，所述控制模块在一个对所述硬盘的读写操作完成后，将下一个读写操作转由所述二级存储单元进行，然后对硬盘进行下电操作。 本专利技术系统中设计了一个与硬盘优缺点互补的二级存储单元，通过合理扩大二级存储单元的容量，使得硬盘在系统数据存储的过程中长时间处于下电状态，在每天小数据量存储的情况下硬盘甚至仅需要每几周上电一次，每次上电仅工作几分钟即可完成系统要求的数据存储功能。此种方案极大的减少了硬盘的工作时间延长了其使用寿命。同时，二级存储单元和硬盘还形成了1+1冗余备份。当二级存储单元或者硬盘之中任意一个发生损坏的时候，系统可以通过相应的故障管理方法和倒换策略使系统的存储功能由另一未损坏的存储单元独立承担，从而可以使系统不间断运行，因此，这种冗余备份的方式还大大增强了整个存储系统的可靠性和稳定性。附图说明图1是本专利技术所述存储系统的实施例的结构示意图；图2是本专利技术所述存储方法的实施例的简化流程图；图3是本专利技术所述存储方法的实施例的主用流程图。具体实施方式本专利技术涉及数据通信领域的数据存储技术，提供了。本专利技术提供的存储系统和方法主要应用于数据存储量不是很大的场合。可以有效延长硬盘的使用时间，增加系统的稳定性和可靠性。 为了使本专利技术的目的、技术方案及其优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不能作为对本专利技术的限定。 参见图1，为本专利技术所述存储系统的一个实施例的结构示意图。该系统包括一级存储单元1、二级存储单元2、供电模块3、功率器件4、上下电控制模块5、硬盘6和控制模块7。其中，控制模块7具有中央处理器的功能，控制了整个数据的存储流程。 一级存储单元1为磁盘缓冲区，一般为DDR(Double Data Rate SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器)，NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory非易失性存储器)及其类似结构的器件，是系统为硬盘、CF卡或等价磁盘设备提供的临时数据存储区。本专利技术中，一级存储单元1主要为二级存储单元2，特殊情况下也为硬盘6(例如二级存储单元故障，由硬盘独立进行数据存储的时候)提供临时数据存储区。 二级存储单元2为Flash存储芯片，或者以Flash技术为核心技术的其他存储器件，包括但不限于CF卡，DOM(Disk On Moudle)电子盘，DOC(DISK ONCHIP)电子盘。这些以Flash技术为核心技术的存储器件内部没有机械构件，使用寿命只跟擦写次数相关，对上电时间也不敏感。 供电模块3为硬盘提供电源。 功率器件4用于控制硬盘电源的导通和断开，一般为MOS管，也可以是具有开关功能的其他器件。 上下电控制模块5是硬盘上下电控制的逻辑单元，能够根据控制模块的指令，控制功率器件4对硬盘进行电源的导通和断开。 硬盘6用于接收二级存储单元2导入的数据，并且在二级存储单元2发生故障的时候，独立完成数据的读写操作。 本实施例中的系统是这样工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级缓冲的存储系统，包括一级存储单元、硬盘和控制模块，所述一级存储单元为磁盘缓冲区，用于临时存储需要写入／读出的数据，所述控制模块用于控制数据的读写操作，其特征在于，所述的存储系统还包括二级存储单元，用于根据控制模块的指令写入一 级存储单元临时存储的数据，并在存储的数据总量达到设定的阈值时将自身存储的数据导入到硬盘上。

【技术特征摘要】
1.一种多级缓冲的存储系统，包括一级存储单元、硬盘和控制模块，所述一级存储单元为磁盘缓冲区，用于临时存储需要写入/读出的数据，所述控制模块用于控制数据的读写操作，其特征在于，所述的存储系统还包括二级存储单元，用于根据控制模块的指令写入一级存储单元临时存储的数据，并在存储的数据总量达到设定的阈值时将自身存储的数据导入到硬盘上。2.根据权利要求1所述的存储系统，其特征在于，所述的存储系统还包括硬盘上下电控制单元，用于根据控制模块的指令对硬盘进行上下电操作。3.根据权利要求2所述的存储系统，其特征在于，所述的硬盘上下电单元包括供电模块，用于为所述硬盘提供电源；功率器件，用于控制供电模块提供的所述电源的导通和断开；上下电控制模块，用于根据所述控制模块的指令控制所述功率器件处于工作状态或者非工作状态。4.根据权利要求1或2所述的存储系统，其特征在于，所述的二级存储单元是以Flash为核心技术的存储器件，包括但不限于CF卡、DOM电子盘和DOC电子盘。5.一种多级缓冲的存储方法，其特征在于，包括二级存储单元根据控制模块的指令从一级存储单元中写入数据；判断所述二级存储单元中存储的数据量是否达到设定的阈值，如果已经达到规定的阈值，将所述二级存储单元中存储的数据导入硬盘，删除所述二级存储单元中的相应数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的将二级存储单元中存储的数据导入硬盘的步骤具体包括对所述硬盘上电并进行初始化；根据所述控制模块的指令将所述二级存储单元中存储的数据导入所述硬盘中；对所述硬盘进行下电操作。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的方法进一步包括读取数据的步骤判断所述二级...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓鹏，赵晓华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]