一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法及系统

【技术实现步骤摘要】
一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法及系统


[0001]本专利技术属于数据存储管理和芯片设计领域，具体涉及一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法及系统
。

技术介绍

[0002]在智能卡
ISO/IEC 7816
标准中对智能卡基本工作文件定义了四种基本文件结构，从接口看到的文件结构，包括：一个数据单元序列的透明文件结构
、
具有固定长度记录的定长记录文件结构
、
具有可变长度记录的变长记录文件结构和具有固定长度记录的循环文件结构
。
对于后三种记录文件的修改写入是以记录为单位来实现的，具备文件修改的局部性
。
对于透明文件最常用的修改写入方法是以某一偏移地址开始，对原文件存储的区域进行修改写入，也具备文件操作的局部性，因而在智能卡的文件写入操作中存在大量的局部性写入的实例
。
[0003]智能卡的存储器一般采用
Flash
存储器用作文件数据的存储，而
Flash
存储器在写入数据前应对相关区域进行擦除操作后再写入数据，并且擦除的次数是衡量存储器寿命的重要指标，一旦存储器的擦除次数达到其标称的上限值，存储的数据就可能存在不确定性，而导致存储的文件数据出错，智能卡的使用寿命结束
。Flash
存储器擦除的区域一般以块为基本单位，即使仅对
Flash
存储器中某一个字节进行修改写入，也需要先擦除相应的数据存储块后再整块写入
。
由于文件数据存储的局部性，大量存在对某一块数据多次局部性修改，如口令
、
密钥在认证过程中出现错误对错误尝试次数的修改，记录文件中对某一条记录的覆盖写入等
。
而每次修改都将导致对应存储块的擦除与写入操作，从而降低了存储器的使用寿命
。
尽量减少存储块的擦写次数，延长智能卡的使用寿命将产生良好的社会效果和经济价值
。
[0004]为了延长片上系统存储器的使用寿命，常使用磨损均衡算法，将擦写操作均匀分布在整个存储介质上，但对于大量局部性修改的情况则作用有限
。
现有技术中，还有使用缓存以减少擦写操作次数等方法，但仅对于片上系统单次使用过程有效，受掉电的影响也非常大
。
[0005]因此，如何针对文件数据的大量局部性修改，减少片上系统存储块的擦写次数，从而延长存储器的使用寿命，成为亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是针对片上系统文件数据的大量局部性修改，减少存储块的擦写次数的需求，而提供一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法及系统
。
[0007]本专利技术技术方案将为文件分配的存储空间划分为文件空间和备用空间，需要修改文件数据时，将每次修改的相关控制信息和数据写入备用空间，原文件空间不变，直至备用空间余量不足时，才擦除文件空间的相应存储块，写入多次修改后的文件数据，并擦除备用
空间以供下次修改时使用；读出文件数据时，则先读取文件空间中相应存储块中存储的数据，然后用备用空间中指定读出范围内的数据构造出最终读取数据，或者直接读取备用空间存储的指定记录
。
本专利技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体地说：1．本专利技术技术方案通过使用备用空间，将片上系统原本的每次文件数据修改都必须对原文件数据相应存储块进行一次擦除写入操作，转化为多次文件数据修改才需要对文件数据相应存储块进行一次擦除写入操作，而备用空间也只需一次擦除与多次写入，有效地降低了存储块的擦除次数，延长了存储块的使用寿命
。
[0008]2．本专利技术技术方案由于备用空间的稳定性，不会仅仅局限于单次使用过程有效，在多次开机关机修改文件数据的情况下，仍然可以有效地降低存储块的擦除次数
。
[0009]3．本专利技术技术方案由于每次修改数据时，将相关控制信息和数据直接写入到备用空间，突然掉电时也不会影响文件数据的完整性，并具备掉电保护功能，有效提高了存储管理系统的效率
。
附图说明
[0010]图1是根据本专利技术一个实施例的一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法的示意图
。
[0011]图2是创建文件时为文件分配的文件空间和备用空间的示意图
。
具体实施方式
[0012]TLV
格式是一种编码格式，数据由三个域构成：标识域（
Tag
）
+
长度域（
Length
）
+
值域（
Value
）
。TLV 三元组即
Type
‑
length
‑
value
，标识符
T、
长度
L
字段的长度往往固定，通常为1～
4bytes
，值域
V
字段长度可变
。
[0013]实施例1：本实施例提供一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法，如图1所示，该方法包括：创建文件时，为文件分配的存储空间包括文件空间和备用空间，其中备用空间包括至少一个存储块，用于存储
TLV
格式的文件写入信息，所述文件写入信息包括目标写入位置和写入数据；在文件控制信息中分别记录该文件的文件空间和备用空间的存储块标识；当需要向文件写入数据时，按以下步骤操作：
S101、
判断待写数据是否超过了文件空间，若超过则停止写入操作，并执行步骤
S106
；
S102、
判断文件空间中目标写入位置是否为待写状态，若是则直接向目标写入区域写入待写数据，并执行步骤
S106
；
S103、
依据写入命令提供的访问控制参数与数据，构造
TLV
格式的文件写入信息，判断备用空间的待写空间是否足以容纳文件写入信息，如果足够则将文件写入信息写入备用空间的待写空间，并执行步骤
S106
；
S104、
将文件空间中的全部数据读到缓冲存储区，然后依次将备用空间中存储的文件写入信息中的写入数据，根据其目标写入位置，拷贝到对应的缓冲存储区，并用本次的待写数据对缓冲存储区进行最后的修改，形成本次写入操作的最终文件数据；
S105、
基于缓冲存储区中被修改过的存储块对文件空间中对应的存储块进行擦除，并将缓冲存储区中被修改过的数据写入到对应的文件空间存储块，对未修改过的文件存储块则保持不变，然后擦除备用空间；
S106、
结束写入操作并返回；删除部分文件数据时，先判断删除部分文件数据是否超过了文件空间，若是则停止删除操作；否则，在备用空间的待写空间中按
TLV
格式写入删除标识
、
删除长度和删除数据的起始地址；读取文件数据时，先判断读取本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法，其特征在于，包括：创建文件时，为文件分配的存储空间包括文件空间和备用空间，其中备用空间包括至少一个存储块，用于存储
TLV
格式的文件写入信息，所述文件写入信息包括目标写入位置和写入数据；在文件控制信息中分别记录该文件的文件空间和备用空间的存储块标识；当需要向文件写入数据时，按以下步骤操作：
S101、
判断待写数据是否超过了文件空间，若超过则停止写入操作，并执行步骤
S106
；
S102、
判断文件空间中目标写入位置是否为待写状态，若是则直接向目标写入区域写入待写数据，并执行步骤
S106
；
S103、
依据写入命令提供的访问控制参数与数据，构造
TLV
格式的文件写入信息，判断备用空间的待写空间是否足以容纳文件写入信息，如果足够则将文件写入信息写入备用空间的待写空间，并执行步骤
S106
；
S104、
将文件空间中的全部数据读到缓冲存储区，然后依次将备用空间中存储的文件写入信息中的写入数据，根据其目标写入位置，拷贝到对应的缓冲存储区，并用本次的待写数据对缓冲存储区进行最后的修改，形成本次写入操作的最终文件数据；
S105、
基于缓冲存储区中被修改过的存储块对文件空间中对应的存储块进行擦除，并将缓冲存储区中被修改过的数据写入到对应的文件空间存储块，对未修改过的文件存储块则保持不变，然后擦除备用空间；
S106、
结束写入操作并返回；删除部分文件数据时，先判断删除部分文件数据是否超过了文件空间，若是则停止删除操作；否则，在备用空间的待写空间中写入删除标识
、
删除长度和删除数据的起始地址；读取文件数据时，先判断读取的文件数据是否超过了文件空间，若是则停止读操作；否则，若备用空间中存储有指定读出范围内的数据，则在读出的数据中用备用空间中指定读出范围内的数据替代文件空间中的相应数据，构造出指定文件空间的最终数据输出，否则直接从文件空间读取对应数据
。2.
根据权利要求1所述的延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法，其特征在于：所述文件是数据单元序列的透明文件结构，所述文件写入信息的目标写入位置包括写入数据在文件空间中的起始地址和写入数据长度，所述文件写入信息的写入数据为待写数据
。3.
根据权利要求2所述的延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法，其特征在于：读取文件数据时，若备用空间中存储有指定读出范围内的数据，则先将文件空间中的对应数据读到缓冲存储区，然后用备用空间中指定读出范围内的数据对缓冲存储区的相应数据进行修改，再依据文件读取命令从缓冲存储区中读取对应数据
。4.
根据权利要求1所述的延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法，其特征在于：所述文件是具有固定长度记录的定长记录文件结构，所述文件写入信息的目标写入位置包括写入记录在文件空间中的记录序号，所述文件写入信息的写入数据为写入的记录
。5.
根据权利要求4所述的延长存储器使用寿命的片上系统文件数据管理方法，其特征在于：读取文件数据时，若备用空间中存储有命...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鲁国，何骏，丁琦，
申请(专利权)人：郑州信大捷安信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：