[发明专利]一种可延长FLASH使用寿命的数据存储方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储方法技术领域，尤其涉及一种可延长FLASH使用寿命的数据存储方法。

背景技术

嵌入式系统具有功耗低、便携等特点，常常用于各种工业产品及民用产品中，如各种工业生产、消防和安防系统中都用到嵌入式系统。嵌入式系统通常脱离个人电脑或工业主机(如工控机)，自成独立系统。由于尺寸要求等原因，嵌入式系统的存储空间往往有限，又因为嵌入式系统常常应用于各种安全性要求比较高的场合，因此该系统的数据操作可靠性变得十分重要。

以嵌入式考勤系统或门禁系统为例，当用户考勤时，如果考勤成功，则系统产生考勤成功记录，并把考勤记录存储于FLASH等非易失性存储器中，方便日后查询和考核。另一个例子是工业安防系统，如分布式光纤振动测量系统，系统在线监测时，当振动事件发生后，系统通过模式识别算法判断，如果判定事件为某一类特定事件，则产生报警记录，并把报警记录保存于FLASH等非易失性存储器中，便于将来查询。

上述两个嵌入式系统代表了此类系统的应用特性，即它们都频繁产生记录数据，并且记录数据都需要保存于FLASH等非易失性存储器中，而且需要保存相当长一段时间(比如3个月)。尽管单个记录数据量小(只有几个到几十个字节)，但由于长时间保存，因此累积的数据量也比较大。

FLASH存储器是一种容量大且价格低廉的非易失性存储器，因此，嵌入式系统中通常采用FLASH存储器来保存数据，用来存储数据库、特征数据、操作系统程序及系统产生的各种实时记录等需要掉电保存的数据。FLASH一般都分为很多个SECTOR，每个SECTOR包括一定数量的存储单元。对于大容量的FLASH，还分为不同的BANK，每个BANK还包括一定数目的SECTOR。FLASH的擦除操作一般都是以SECTOR、BANK或者是整片FLASH为单位的。在对FLASH进行写操作的时候，每个B工T可以通过编程由1编为0，但不可以由0修改为1。为了保证写操作的正确性，在执行写操作前，都要执行擦除操作。擦除操作会把FLASH的一个SECTOR、一个BANK或者是整片FLASH的值都修改为0xFF。这样写操作才可以正确完成。

但是FLASH有其自身缺陷，一是FLASH有擦除次数(即寿命)限制，一般是10万次擦除操作，所以不宜对FLASH进行频繁写操作。二是FLASH写操作速度很慢，因为写操作前必须先擦除，然后再写，最后验证，整个过程速度很慢，因此对于频繁产生的实时数据，实时将之保存于FLASH也不太适合。

FRAM是一种比FLASH更加可靠的存储器，它的读写速度很快，而且几乎没有擦除次数限制。但是其容量比较小，因而只适合存储一些数据量比较小的数据，比如几K的数据量。当系统必须频繁或者快速地写入数据时，上述这些优点对于写操作密集型应用的系统来说非常适合，如考勤或报警记录的保存正属于这种应用。

SDRAM(或者DDR)是一种大容量高速度的存储器，适合用来运行操作系统、算法处理等需要高速运行的操作，但SDRAM(或者DDR)是易失性存储器，即系统掉电后其内部数据丢失无法恢复。因此，一般系统上电后，先把操作系统由FLASH自动导入到SDRAM中，然后自动运行操作系统。

一般的记录保存方法是：系统产生一条记录后，把这条记录写入FLASH(添加记录)中。但是，如前所述，每写一次FLASH，都需要先把要写入的SECTOR擦除后方可写入。这种方法的缺陷是FLASH频繁被擦除，其使用寿命必然大大缩短；而且，擦除操作使得SECTOR里面的旧的数据有被丢失的危险。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种可延长FLASH使用寿命的数据存储方法，既能实时存储记录数据，又可长期保存大量记录数据，同时又可大大延长FLASH的使用寿命。

为了达到上述目的，本发明采用一种可延长FLASH使用寿命的数据存储方法，所述数据存储方法是利用FLASH、FRAM及SDRAM三部分组合成的数据存储系统完成的，该方法包括以下步骤：

步骤一：系统初始化

在系统设计时，把FLASH划分成如特征数据区、记录数据区、操作系统区、数据库区等多个空间，每个区包括至少一个SECTOR；

进一步的，对FLASH所有的SECTOR进行编号，特别地，保留一个SECTOR，用来作为数据转储(数据备份)区，以进行数据转储(数据备份)操作；

进一步的，预留出能满足系统设计指标中的记录保存时间的n个SECTOR作为记录数据保存区，编号从j+1开始到j+n结束；