[发明专利]一种嵌入式系统中基于使用描述表的数据操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据操作方法技术领域，尤其涉及一种嵌入式系统中基于使用描述表的数据操作方法。

背景技术

嵌入式系统具有低功耗，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，因此数据的可靠操作变得十分重要。

以嵌入式考勤系统或门禁系统为例，考勤机需要采集人脸或指纹等用户样本，并通过算法提取用户样本特征，把样本特征存储于非易失性的存储器(通常是指FLASH)中，以此样本特征作为模板。当用户考勤时，考勤系统实时采集新的用户样本，并通过算法提取新样本特征，然后与存储于系统中的所有样本特征比对，如果有模板与之匹配，则考勤成功，并产生考勤成功记录，方便日后查询和考核；如果没有任何模板与之匹配，则考勤失败。因此特征数据是非常重要的，对其操作必须安全可靠，否则系统将产生严重故障。

另一个例子是安防系统，如分布式光纤振动测量系统，系统通过模式识别学习训练算法获取一系列样本特征，并存储于非易失性的存储器(通常是指FLASH)中，以此样本特征作为模板。系统在线监测时，当振动事件发生后，系统采集到了事件数据并通过模式识别算法提取事件特征，然后与所有模板样本特征做比对，获得若干个值，选取与某个样本(假设为样本M)最相似的值V，判定如果V高于阀值，则认为此振动事件属于M事件，然后产生报警记录，并把报警记录保存于非易失性存储器中，便于事后查询；否则，如果判定结果为小于阀值，则认为没有事件发生，或者忽略不计。

上述两个嵌入式系统代表了此类应用的共同特性，即有样本关键数据(如特征数据)的存储或删除等操作。由于此类系统应用于重要场合，因此数据的安全操作需要非常重视。如果操作不当，造成样本特征数据或记录数据丢失，则后果是灾难性的，既无法恢复也无法修补，因此必须采取有效的措施防止关键数据丢失。

嵌入式系统的关键数据如数据库、特征数据、操作系统等一般都存于非易失性存储器中，因此通常都用到FLASH存储器。FLASH存储器一般分为很多个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。在对FLASH进行写操作的时候，每个BIT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SECTO、一个BANK或者是整片FLASH的值都修改为0xFF，这样写操作就可以正确完成了。

一般数据操作方法为：把数据写入到分配好的存储空间去，需要时读取；增加数据时(如增加新的样本特征数据)往分配好的空余的空间写入新数据。此类方法的缺陷是：当数据在操作时(比如写操作)，一旦发生断电或其它异常状况使得系统进入失控状态，则写入的数据可能没写完整，而原来的数据又可能已被删除，由此造成数据的不完整性或者丢失。断电重启或系统复位后，系统无法恢复到原来的状态，导致系统出现灾难性后果。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种嵌入式系统中基于使用描述表的数据操作方法，以保证数据库、特征数据、操作系统等关键数据的安全性和系统的可靠性。

为了达到上述目的，本发明采用一种嵌入式系统中基于使用描述表的数据操作方法，所述数据操作方法是利用FLASH、FRAM和SDRAM(或者DDR)三种存储器构成的一个嵌入式系统内存完成的，该方法包括以下四个步骤：

步骤一：关键数据初始化

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)操作；

进一步的，把关键数据空间划分为N个关键数据空间子块，每个关键数据空间子块的大小为一条关键数据量的大小；

进一步的，对所述关键数据空间子块进行编号，编号依次从1、2...到N；

在FRAM里面建立一张关键数据使用描述表，开辟一个空间作为关键数据转储操作的标记；