一种大容量数据存储设备、方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业数据存储设备领域，尤其涉及一种大容量数据存储设备、方法及目.0
【背景技术】
[0002]随着科学技术的发展，通讯、导弹、航空航天等领域所需要存储的工业数据量在飞速的增长，越来越多的场合需要用到大容量数据存储设备。对于一个大容量数据存储设备，人们最关注的是其大容量数据存储能力。
[0003]目前，较常采用的是基于单片机的USB (Universal Serial BUS，通用串行总线)闪存盘进行大容量数据的存储。其工作原理主要是:通过单片机采集数据，然后将采集到的数据通过单片机USB接口连接USB闪存盘进行数据的存储。
[0004]但是，USB闪存盘擦写的次数有限，现有的这种大容量数据存储设备中，USB闪存盘中的数据按照顺序存储的方式容易对同一存储区域进行反复的擦写，高频率的擦写容易损坏USB闪存盘介质，导致数据存储的可靠性不高。
【发明内容】
[0005]本发明实施例提供一种大容量数据存储设备，旨在解决USB闪存盘擦写频率过高容易损坏存储介质，导致数据存储的可靠性不高的问题。
[0006]本发明实施例是这样实现的，一种大容量数据存储设备，所述设备包括:
[0007]单片机，用于采集数据，将所述数据传送至铁电存储器，当所述铁电存储器中缓存的数据达到采样点数时，读取所述铁电存储器中缓存的数据以及空余扇区地址范围，并根据所述空余扇区地址范围将所述数据分扇区写入USB闪存盘相应的扇区中，获取所述数据的校验码，当校验码错误时，将所述数据重新写入所述USB闪存盘相应的扇区中，当校验码正确时，对所述铁电存储器中缓存的空余扇区地址范围及个数进行更新，以便当下一次所述铁电存储器中缓存的数据到达采样点数时，将所述数据写入至所述USB闪存盘之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中；
[0008]铁电存储器，用于接收所述单片机传送的所述数据，并对所述数据以及更新后的所述空余扇区地址范围及其个数进行缓存；
[0009]以及USB闪存盘，用于接收所述单片机从所述铁电存储器中读取的数据，并将所述数据按扇区进行存储；
[0010]所述空余扇区地址范围为所述USB闪存盘中未存储数据的有效扇区的起始地址以及终止地址。
[0011]本发明实施例还提供一种大容量数据存储方法，所述方法包括下述步骤:
[0012]采集数据，将所述数据传送至铁电存储器，以使所述铁电存储器对所述数据进行缓存;
[0013]当所述铁电存储器中缓存的数据达到采样点数时，读取所述铁电存储器中缓存的数据以及空余扇区地址范围；
[0014]根据所述空余扇区地址范围将所述数据写入USB闪存盘相应的扇区中，以使所述USB闪存盘将所述数据存储至未存储数据的扇区；
[0015]获取所述数据的校验码进行校验；
[0016]当校验码错误时，将所述数据重新写入所述USB闪存盘相应的扇区中；
[0017]当校验码正确时，对所述铁电存储器中缓存的空余扇区地址范围及个数进行更新，以便当下一次所述铁电存储器中缓存的数据到达采样点数时，将所述数据写入至所述USB闪存盘之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中；
[0018]所述空余扇区地址范围包括所述USB闪存盘中未存储数据的有效扇区的起始地址以及终止地址。
[0019]本发明实施例还提供一种大容量数据存储装置，所述装置包括:
[0020]采集模块，用于采集数据，将所述数据传送至所述铁电存储器，以使所述铁电存储器对所述数据进行缓存；
[0021]读取模块，当所述铁电存储器中缓存的数据达到采样点数时，读取所述铁电存储器中缓存的所述数据以及空余扇区地址范围，并将所述数据以及空余扇区地址范围发送至所述分扇区写入模块；
[0022]分扇区写入模块，用于接收所述读取模块发送的所述数据以及空余扇区地址范围，根据所述空余扇区地址范围将所述数据写入USB闪存盘相应的扇区中，以使所述USB闪存盘将所述数据存储至未存储数据的扇区；
[0023]校验模块，用于获取所述数据的校验码进行校验；
[0024]重写模块，当校验码错误时，用于将所述数据重新写入所述USB闪存盘相应的扇区中；
[0025]更新模块，当校验码正确时，用于对所述铁电存储器中缓存的所述空余扇区地址范围及个数进行更新，以便当下一次所述铁电存储器中缓存的数据到达采样点数时，将所述数据写入至所述USB闪存盘之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中；
[0026]所述空余扇区地址范围包括所述USB闪存盘中未存储数据的有效扇区的起始地址以及终止地址。
[0027]本发明的实施例中单片机将采集的数据传送至铁电存储器中进行缓存，当缓存的数据达到采样点数时，将数据分扇区写入USB闪存盘对应的扇区中，写入完成后校验写入USB闪存盘中数据的完整性，当下一次所述铁电存储器中缓存的数据到达采样点数时，将所述数据写入至所述USB闪存盘之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中，这样既能降低USB闪存盘擦写频率，延长USB闪存盘的使用寿命，又能提高数据存储的可靠性，同时能够大大的节省数据存储的费用以及后期维护的费用。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的实施例提供的大容量数据存储设备的结构示意图；
[0029]图2是本发明第一实施例提供的大容量数据存储方法的实现流程图；
[0030]图3是本发明第二实施例提供的大容量数据存储方法的实现流程图；
[0031]图4是本发明第一实施例提供的大容量数据存储装置的结构示意图；
[0032]图5是本发明第二实施例提供的大容量数据存储装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0034]在本发明的实施例中，单片机进行数据的采集，将采集的数据传送至铁电存储器的中，当铁电存储器中缓存的数据达到采样点数时，将数据分扇区写入USB闪存盘对应的扇区中，写入完成后校验写入数据的完整性，当下一次所述铁电存储器中缓存的数据到达采样点数时，将所述数据写入至所述USB闪存盘之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中。这样不仅能实现大容量数据存储功能，而且能有效的降低USB闪存盘在数据存储过程中的擦写频率，提高数据存储的可靠性。
[0035]图1示出了本发明的实施例提供的大容量数据存储设备的结构，为了便于说明，仅不出与本发明相关的部分。
[0036]在本发明实施例中，大容量数据存储设备包括单片机11、铁电存储器12以及USB闪存盘13。
[0037]本发明实施例中的单片机11分别与铁电存储器12及USB闪存盘13通讯连接。
[0038]单片机11对数据进行采集，同时将采集的数据传送至铁电存储器12中，并判断铁电存储器12中缓存的数据是否达到采样点数，当铁电存储器12中缓存的数据达到采样点数时，读取铁电存储器12中缓存的数据以及空余扇区地址范围，并将数据写入USB闪存盘13中空余扇区地址范围对应的扇区中，，数据写入完成后，获取USB闪存盘13中存储的数据的校验码进行校验，当校验码错误时，将数据重新写入USB闪存盘13相应的扇区中，当校验码正确时，单片机11对铁电存储器12中缓存的空余扇区地址范围及个数进行更新，以便当下一次铁电存储器12中缓存的数据到达采样点数时，以便单片机11将铁电存储器12中缓存的数据写入USB闪存盘13之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中。
[0039]本发明实施例中采集的数据可以是与单片机11通过总线连接的电路中产生并发送至单片机11的数据或者是单片机11中存储的数据中的一种。
[0040]本发明实施例中的采样点数是指数据的采集量，可以通过编写的程序预先设定，预先设定的采样点数小于铁电存储器12的最大存储容量值。
[0041]本发明实施例中单片机11采集数据，通过将采集的数据暂时存储在铁电存储器12中，确保采集数据的实时性，同时判断铁电存储器12中缓存的数据是否到达采样点数，当检测到铁电存储器12中缓存的数据到达采样点数时，将铁电存储器12中的数据分扇区写入USB闪存盘13中，以便当下一次铁电存储器12中缓存的数据到达采样点数时，单片机11将铁电存储器12中缓存的数据写入USB闪存盘13之前存放数据的扇区的下一个空余扇区地址范围对应的扇区中。分扇区是指将USB闪存盘13的存储区域划分为多个存储容量相同的存储单元，每个存储单元的存储容量与采样点数相同，每个存储单元包含多个空余扇区，每个存储单元的地址范围就是空余扇区的地址范围，即空余扇区的起始地址与终止地址。分扇区写入是指当铁电存储器12中缓存的数据达到采样点数时，将缓存的数据作为一个整体存放在USB闪存盘中的一个存储单元中，每一次缓存的数据根据分配的存储空间写入不同存储单元中，而不会写入USB闪存盘13中已经存放数据的扇区或者是被删除过数据的无效扇区中。这样不仅可以降低USB闪存盘13同一扇区重复擦除数据的频率，给硬件带来的干扰，而且能够有效的解决大容量数据存储以及长时间保存的问题，同时延长了 USB闪存盘13的使用寿命。
[0042]在本发明的实施例中，校验写入数据完整性的算法可以采用CRC16或者CRC32来实现，其中CRC为Cyclical Redundancy Check，即循环冗余校验。
[0043]本发明实施例中单片机11读取铁电存储器12中缓存的数据时，生成校验码，并将校验码传送至铁电存储器12中。
[0044]在本发明实施例中，单片机11校验所述缓存的数据写入USB闪存盘13中的完整性，采用的是将USB闪存盘13中存储的数据的校验码与铁电存储器12的存储的校验码进行核对。
[0045]在本发明实施例中，单片机11校验USB闪存盘13中存储的数据的校验码成功时，校验码标志置位，证明写入数据完整，不存在数据丢失，数据存储完成。
[0046]在本发明实施例中，单片机11校验USB闪存盘13中存储的数据的校验码失败时，证明写入的数据不完整，存在数据丢失，数据存储未完成，需要对USB闪存盘13中存放的不完整的数据进行擦除，擦除完成后，将读取的铁电存储器12中的缓存的数据重新写入至USB闪存盘13中原先存放所述数据的扇区。
[0047]在本发明实施例中，单片机11将铁电存储器12中缓存的数据写入至USB闪存盘13的过程中，大容量数据存储设备处于正在工作状态时，即未出现突然掉电的情形，缓存的数据写入完成后，单片机