一种使用FLASH进行高效数据存储的方法与流程

本发明属于flash数据存储技术领域，具体涉及一种使用flash进行高效数据存储的方法。

背景技术：

flash是一种大容量非易失性存储器件。由于工艺原理限制，对已写入数据的地址进行再次写入数据之前，必须进行数据的擦除，并且不提供字节擦除功能，只能进行扇区擦除。

以某flash产品为例，容量4mbit，扇区配置结构如图1所示。手册建议的字节擦除时间最大300us，扇区擦除时间最大30s。芯片可靠擦除次数1万次。

在一些应用系统中，设备的工作参数、工作模式、产生的工作数据等需要保存在flash芯片中，以便在设备关闭、重启后可以恢复之前工作状态进行工作。

在使用固定地址保存数据时，即使需要改变的数据量很小，也要将整个扇区数据全部擦除，即降低了flash芯片的使用寿命(flash芯片都有擦除次数限制)，也增加了单次写入数据的时间。

为了应对这种情况，flash芯片中通常提供小扇区，如图1中的sa8/sa9，用于保存动态数据。但这也只是减少的数据写入之前扇区擦除的时间，并没有改善芯片使用寿命。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何提供一种使用flash进行高效数据存储的方法，以解决flash芯片使用寿命降低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种使用flash进行高效数据存储的方法，在flash中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括n个索引存储区，动态参数扇区包括m个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和crc校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数，该方法包括如下步骤：

(1.1)开机运行，索引存储区号置0；

(1.2)读取索引存储区号中的索引，并计算索引中的动态参数存储区号的crc校验码，与索引中的crc校验码进行比较，如二者一致，索引数据完整，如二者不一致，索引数据不完整；

(1.3)若不完整，则表明当前无有效动态参数，设置索引存储区号＝0，退出；若完整，进行步骤(1.4)；

(1.4)索引存储区号+1，读取索引，采用步骤1.2中的方法判断读取到的索引数据的完整性；

(1.5)若不完整，进行步骤(1.6)；若完整，判断是否为最后一个地址，如果是，则进行步骤(1.7)，否则，进行步骤(1.4)；

(1.6)索引存储区号-1；

(1.7)读取索引，得到动态参数存储区号，读取动态参数。

进一步地，n个索引存储区大小一致连续存储，m个动态参数存储区大小一致连续存储。

进一步地，索引存储区的数量n等于动态参数存储区的数量m。

进一步地，所述crc校验码是对动态参数存储区号进行校验产生的校验码。

进一步地，校验方法为crc循环冗余校验。

一种使用flash进行高效数据存储的方法，在flash中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括n个索引存储区，动态参数扇区包括m个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和crc校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数，该方法包括如下步骤：

(2.1)接收动态参数，动态参数存储区号+1；

(2.2)写动态参数到动态参数存储区号指定的地址；

(2.3)动态参数存储区中数据读出校验判断；

(2.4)若校验通过，进行步骤(2.5)；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.2)；

(2.5)索引存储区号+1；

(2.6)写索引到索引存储区号对应的索引存储区；

(2.7)索引存储区中数据读出校验判断；

(2.8)若校验通过，则指令正确执行；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.6)。

进一步地，n个索引存储区大小一致连续存储，m个动态参数存储区大小一致连续存储。

进一步地，索引存储区的数量n等于动态参数存储区的数量m。

进一步地，所述crc校验码是对动态参数存储区号进行校验产生的校验码。

进一步地，校验方法为crc循环冗余校验。

(三)有益效果

本发明提出一种使用flash进行高效数据存储的方法，创新性的引入索引自校验命中方法，高效获取到系统最后一次使用的索引。引入数据索引查找方法，通过索引指针获取到动态数据保存的地址，进行数据的读写。充分利用了flash存储器的大容量存储空间，提高了数据平均写入速度和芯片的使用寿命。

附图说明

图1为某flash产品的扇区配置结构；

图2为本发明的flash存储器数据结构图；

图3为本发明的读取索引以及动态参数的流程图；

图4为本发明的写动态参数的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本发明主要涉及flash数据存储技术领域，具体是一种使用flash存储器进行高效数据存储的方法。

本文提出一种使用flash进行高效数据存储的方法，可以很好的解决上面提到的问题。主要是2项关键技术，一种是基于自校验进行索引命中的方法，一种是基于索引进行数据查找的方法。

如图2所示，在flash中划分索引扇区和动态参数扇区，索引扇区包括n个索引存储区，动态参数扇区包括m个动态参数存储区，每个索引存储区中均保存有动态参数存储区号和crc校验码，动态参数存储区号指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址，动态参数存储区用于保存动态参数。索引扇区和动态参数扇区分别用于保存索引数据和动态参数数据，每个索引数据和每个动态参数数据设计占用固定长度并连续存储。附图2中的n＝m时,达到设计最优。

以某芯片为例，使用扇区4作为索引扇区，大小为64kb，每个索引数据16个字节(14字节数据，2字节crc校验码)，可以保存4k份索引数据；使用扇区0-3作为动态参数扇区，大小为64k*4字节，每个动态参数数据区4kb，可以保存64份动态参数数据。

每个索引含两部分内容，第一部分为动态参数存储区号，指示当前索引对应的动态参数保存的存储区地址和一些系统参数，第二部分为crc校验码，是对第一部分数据进行校验产生的校验码,可采用crc循环冗余校验。

n个索引存储区大小一致连续存储，m个动态参数存储区大小一致连续存储，所以只要知道了动态数据的存储区号就可以找到对应的动态参数。

如图3所示，系统上电后首先读取索引扇区，得到最后一次的索引存储区地址，进而得到动态参数存储区号，并读取对应的动态参数，具体包括以下步骤：

(1.1)开机运行，索引存储区号置0；

(1.2)读取索引存储区号中的索引，并计算索引中的动态参数存储区号的crc校验码，与索引中的crc校验码进行比较，二者一致，索引数据完整，二者不一致，索引数据不完整；

(1.3)若不完整，则表明当前无有效动态参数，设置索引存储区号＝0，退出；若完整，进行步骤(1.4)；

(1.4)索引存储区号+1，读取索引，判断读取到的索引数据的完整性,判断方法同1.2；

(1.5)若不完整，进行步骤(1.6)；若完整，判断是否为最后一个地址，如果是，则进行步骤(1.7)，否则，进行步骤(1.4)；

(1.6)索引存储区号-1；

(1.7)读取索引，得到动态参数存储区号，读取动态参数。

如图4所示，系统运行时，接收到动态参数进行数据存储的处理的具体步骤包括：

(2.1)接收动态参数，动态参数存储区号+1；

(2.2)写动态参数到动态参数存储区号指定的地址；

(2.3)动态参数存储区中数据读出校验判断；

(2.4)若校验通过，进行步骤(2.5)；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.2)；

(2.5)索引存储区号+1；

(2.6)写索引到索引存储区号对应的索引存储区；

(2.7)索引存储区中数据读出校验判断；

(2.8)若校验通过，则指令正确执行；否则，判断是否进行过扇区擦除操作，如果是，命令执行失败，否则，进行扇区擦除，进行步骤(2.6)。

本文提出了一种使用flash进行高效数据存储的方法，创新性的引入索引自校验命中方法，高效获取到系统最后一次使用的索引。引入数据索引查找方法，通过索引指针获取到动态数据保存的地址，进行数据的读写。充分利用了flash存储器的大容量存储空间，提高了数据平均写入速度和芯片的使用寿命。现申请对于索引自同步的命中方法和数据索引查找方法进行保护，包括但不限于flash芯片中的数据存储。

可以举例对比提高寿命的倍数：每次对固定位置写一次，擦一次。而本方法写n次，写满整个索引扇区，再擦一次，使用效率提高n倍，延长了使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。