利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法技术

一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法，在受事务保护的EEPROM空间中每一页在物理上对应影子页，写数据时根据RAM中的页状态信息将新数据写入影子页并设状态位。读数据时根据RAM中的页状态信息返回数据，提交事务数据时，仅通过对状态位的操作和其CRC的判断使影子页地位提升为当前页，而使之前的当前页降为影子页。丢弃事务处理数据时，根据EEPROM保存的状态位“找到”之前的当前页。本发明专利技术在事务处理过程中减少不必要的写EEPROM次数，克服了在事务处理过程中对EEPROM的频繁修改造成的运行速度和对EEPROM寿命的影响，从而提升了事务处理效率。

【技术实现步骤摘要】
利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法
本专利技术涉及嵌入式系统，尤其涉及一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM（电可擦只读存储器）页擦写次数的方法。
技术介绍
在对敏感信息诸如交易金额、密码的操作过程中发生中断时，关键是如何保证事务处理机制的完善性，即该事务要么更新成功，要么保持原值。因此对于要求高安全性的设备来说，尤其是智能卡，完善的事务处理尤为重要。传统的事务处理方法一般分为两种，保存旧数据方法和保存新数据方法：A．保存旧数据方法：将目标地址的旧值保存在事务处理区里，置事务处理区中数据有效标记，将新数据写入目标地址；清事务处理区中数据有效标记；需要恢复时将旧数据写回，清事务处理区中数据标志有效标记；这种方法在发生主动丢弃事务处理数据（abort处理）逻辑或意外断电后的数据恢复时开销最大（writepenalty）；B．保存新数据方法：将目标地址的新值保存在RAM（随机存储器）中，当发生提交事务处理（commit处理）逻辑时将RAM中的新数据集复制到事务处理区里，置事务处理区中数据有效标记；将事务处理区中的新数据复制到目标地址；清事务处理区中数据有效标记；需要恢复时将事务处理中的新数据集写回，清事务处理区中数据标志有效标记；这种方法，新数据被缓存在RAM中，当发生任意EEPROM读操作时，都需要到RAM缓存中进行过滤以不错过其“最新值”（readpenalty）；且该方法需要额外的RAM缓存，只适合较小的，应用场景相对固定的环境，否则RAM缓存的大小，任意读操作的缓存搜索过程都会受到挑战。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法，该方法以空间上的冗余为代价，在事务处理过程中减少不必要的写EEPROM次数，克服了在事务处理过程中对EEPROM的频繁修改造成的运行速度和对EEPROM寿命的影响，从而提升了事务处理效率。为了达到上述目的，本专利技术提供一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法，该方法包含以下步骤：步骤1、使EEPROM中需要受事务处理机制保护的空间中的每一页在物理上对应两个页，其中一页作为当前页PA，另外一页作为影子页PB；步骤2、分别在RAM中开辟页状态区TR_RAM、在EEPROM中开辟当前页状态区TR_EEPROM和页状态影子区TR_EEPROM_SHADOW，用于存放页状态信息；步骤3、当发生EEPROM写操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将新数据写入影子页中，并修改页状态区TR_RAM的信息，将低位设置为1，当发生EEPROM读操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将“最新”的数据返回；步骤4、判断逻辑是否需要提交所有事务处理数据，若是，转到步骤5，若否，转到步骤12；步骤5、对TR_RAM中的页状态信息做相应变换，并保存在页状态区TR_RAM：步骤6、计算TR_RAM中高字节数据的CRC16值，并将该值写入TR_RAM中低字节开始处；步骤7、将TR_RAM中的数据复制入TR_EEPROM_SHADOW；步骤8、设置一寄存器R用来表征新的TR_EEPROM，使TR_EEPROM与TR_EEPROM_SHADOW的地位互换；步骤9、将TR_RAM中的CRC清零；步骤10、擦除TR_EEPROM_SHADOW中的页数据；步骤11、将TR_EEPROM的高字节信息复制入TR_RAM的高字节，TR_RAM的低字节置零；步骤12、判断逻辑是否需要丢弃所有事务处理数据，若是，转到步骤13；步骤13、将TR_EEPROM的高字节数据复制入TR_RAM，TR_RAM的低字节清零。所述的步骤2中，每个页的状态由对应页状态区TR_RAM中的两位标记，“高位”表示当前页，“低位”表示影子页中是否有被处理的数据：00：当前页为PA，影子页PB中无被处理的“新数据”；01：当前页为PA，影子页PB中有被处理的“新数据”；10：当前页为PB，影子页PA中无被处理的“新数据”；11：当前页为PB，影子页PA中有被处理的“新数据”。所述的步骤5中，对TR_RAM中数据做如下变换：00à00（不变）；01à10（置换当前页，并清除“已缓数据”标记）；10à10（不变）；11à00（置换当前页，并清除“已缓数据”标记）。本方法在任何情况下断电，重上电后，TR_EEPROM与TR_EEPROM_SHADOW中至少有一块的数据与其CRC值匹配：1、若只有一块匹配，则将其在R中指明为TR_EEPROM，另一块就作为影子；2、若两块的数据与其CRC分别都匹配，则可随选一个在寄存器R中标记为当前TR_EEPROM，另一块作为影子。本专利技术在事务处理过程中减少不必要的写EEPROM次数，克服了在事务处理过程中对EEPROM的频繁修改造成的运行速度和对EEPROM寿命的影响，从而提升了事务处理效率。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是TR_RAM、TR_EEPROM、TR_EEPROM_SHADOW、PA、PB等的示意图；图3是TR_RAM在写之前和写之后的状态变化示意图；图4是TR_RAM在提交事务时状态转换变化示意图；图5是计算TR_RAM高64字节的CRC16值并且复制入TR_EEPROM_SHADOW的示意图；图6是表征新TR_EEPROM后，当前页变化的示意图。具体实施方式以下根据图1～图6，具体说明本专利技术的较佳实施例。如图1所示，本专利技术提供一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法，包含以下步骤：步骤1、使EEPROM中需要受事务处理机制保护的空间中的每一页在物理上对应两个页（PA和PB），其中一页作为当前页，另外一页作为影子页；步骤2、分别在RAM中开辟页状态区TR_RAM、在EEPROM中开辟当前页状态区TR_EEPROM和页状态影子区TR_EEPROM_SHADOW，用于存放页状态信息；用2个bit来映射EEPROM的页状态；每个页的状态由对应页状态区TR_RAM中的两位标记，“高位”表示当前页，“低位”表示影子页中是否有被处理的数据：00：当前页为PA，影子页PB中无被处理的“新数据”；01：当前页为PA，影子页PB中有被处理的“新数据”；10：当前页为PB，影子页PA中无被处理的“新数据”；11：当前页为PB，影子页PA中有被处理的“新数据”；步骤3、当发生EEPROM写操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将新数据写入影子页中，并修改页状态区TR_RAM的信息，将低位设置为1，当发生EEPROM读操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将“最新”的数据返回；步骤4、判断逻辑是否需要提交所有事务处理数据（CommitTransaction），若是，转到步骤5，若否，转到步骤12；步骤5、对TR_RAM中的页状态信息做相应变换，并保存在页状态区TR_RAM：对TR_RAM中数据做如下变换（若由运行的系统处理，则需TR_RAM可见）：00à00（不变）；01à10（置换当前页，并清除“已缓数据”标记）；10à10（不变）；11à00（置换当前页，并清除“已缓数据”标记）；“已缓数据”就是变换之前影子页里面的数据，这个标记即为低位（01中的那个1变成0）；（注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1、使EEPROM中需要受事务处理机制保护的空间中的每一页在物理上对应两个页，其中一页作为当前页PA，另外一页作为影子页PB；步骤2、分别在RAM中开辟页状态区TR_RAM、在EEPROM中开辟当前页状态区TR_EEPROM和页状态影子区TR_EEPROM_SHADOW，用于存放页状态信息；步骤3、当发生EEPROM写操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将新数据写入影子页中，并修改页状态区TR_RAM的信息，将低位设置为1，当发生EEPROM读操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将“最新”的数据返回；步骤4、判断?逻辑是否需要提交所有事务处理数据，若是，转到步骤5，若否，转到步骤12；步骤5、对TR_RAM中的页状态信息做相应变换，并保存在页状态区TR_RAM：步骤6、计算TR_RAM中高字节数据的CRC16值，并将该值写入TR_RAM中低字节开始处；?步骤7、将TR_RAM中的数据复制入TR_EEPROM_SHADOW；步骤8、设置一寄存器R用来表征新的TR_EEPROM，使TR_EEPROM与TR_EEPROM_SHADOW的地位互换；步骤9、将TR_RAM中的CRC清零；步骤10、擦除TR_EEPROM_SHADOW中的页数据；步骤11、将TR_EEPROM的高字节信息复制入TR_RAM的高字节，TR_RAM的低字节置零；步骤12、判断?逻辑是否需要丢弃所有事务处理数据，若是，转到步骤13；步骤13、将TR_EEPROM的高字节数据复制入TR_RAM，TR_RAM的低字节清零。...

【技术特征摘要】
1.一种利用空间冗余减少事务处理过程中对EEPROM页擦写次数的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：步骤1、使EEPROM中需要受事务处理机制保护的空间中的每一页在物理上对应两个页，其中一页作为当前页PA，另外一页作为影子页PB；步骤2、分别在RAM中开辟页状态区TR_RAM、在EEPROM中开辟当前页状态区TR_EEPROM和页状态影子区TR_EEPROM_SHADOW，用于存放页状态信息；步骤3、当发生EEPROM写操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将新数据写入影子页中，并修改页状态区TR_RAM的信息，将低位设置为1，当发生EEPROM读操作时，CPU根据TR_RAM中的页状态信息将“最新”的数据返回；步骤4、判断逻辑是否需要提交所有事务处理数据，若是，转到步骤5，若否，转到步骤12；步骤5、对TR_RAM中的页状态信息做相应变换，并保存在页状态区TR_RAM：步骤6、计算TR_RAM中高字节数据的CRC16值，并将该值写入TR_RAM中低字节开始处；步骤7、将TR_RAM中的数据复制入TR_EEPROM_SHADOW；步骤8、设置一寄存器R用来表征新的TR_EEPROM，使TR_EEPROM与TR_EEPROM_SHADOW的地位互换；步骤9、将TR_RAM中的CRC清零；步骤10、擦除TR_EEPROM_SHADOW中的页数据；步骤11、将TR_EEPROM的高字节信息复制入TR_RAM的高字节，TR_RAM的低字节置零；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬佳希，王元彪，陈安新，李清，张纲，谢懿，
申请(专利权)人：上海复旦微电子集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：