[发明专利]基于单类型存储器的嵌入式系统的动态存储管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统的技术领域，特别是涉及一种基于单类型存储器的嵌入式系统的动态存储管理方法。

背景技术

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着嵌入式技术及半导体存储器技术的飞速发展，消费者对嵌入式产品的启动速度、运行实时性、功耗等各方面提出来更高的要求。因此，简化嵌入式操作系统的启动引导过程、缩短启动时间、降低系统功耗对嵌入式产品的赢得市场地位具有十分重要的意义。

嵌入式设备的功能主要通过软件来实现和扩展，随着嵌入式设备功能的不断完善和应用需求的不断增加，需要对原有系统中的软件进行不断升级。即将新的软件写入嵌入式设备的非易失存储器，替代以前有缺陷或功能不完善的软件。对于一个含有嵌入式系统的产品而言，设计良好、功能强大的升级方案能为该产品带来较强的竞争力。现有嵌入式系统的升级方案通常将升级文件做成镜像文件，并将嵌入式系统中的非易失性存储器上原有的数据全部擦除后，再将镜像文件写到非易失性存储器上，以达到升级的目的。

呈如图1所示，显示为现有技术中嵌入式系统的架构示意图，如图所示，所述嵌入式系统启动时，由所述NAND Flash存储器到所述易失性DRAM内核映像的拷贝解压过程中耗费了大量时间，以及内核(Kernel)加载文件系统(Rootfs)时对文件系统的根文件系统进行解压、挂载，拷贝、解压也浪费了很长时间。同时，常规的嵌入式系统采用混合的多种类型的存储器构建嵌入式存储系统，混合类型的存储器系统在使用时带来一定的局限性，同时在存储系统的管理、控制方面也相对复杂。尤其需要指明的是，由于上述传统的嵌入式系统架构是将引导程序(Bootloader)、内核(Kernel)、以及文件系统(Rootfs)建置于外存中，在进行升级或者改写时，嵌入式系统中用来保存程序数据的非易失性存储器的刷新速度较慢，刷新过程所需的时间相对较长，所以一旦发生意外断电等情况使系统中断的情况，将造成系统无法启动，必须使用特殊的工具和方法再对嵌入式系统中的非易失性存储器重新进行刷新操作才可以使系统再次可用，该方案即不安全又使系统升级失败后重新恢复系统的工作变得费时费力，而且，在执行上述升级方案时，必须对易失性存储器的全部进行刷新升级，而不能对易失性存储器中指定的某一个或几个部分的数据进行刷新升级操作，不便于管理。

再者，随着新型存储器，包括但不限于相变存储器(PCRAM，Phase Change Random Access Memory)、阻变存储器R-RAM、磁存储器(MRAM，Magnetic Random Access Memory)、铁电存储器(FeRAM)等非易失随机访问存储器的出现及应用于嵌入式系统，基于该新类型的存储器的擦写次数限制了其相对使用寿命，尤其当对新型存储器局部使用频繁、不均匀时进一步缩短了新型存储器的使用寿命。因此如何通过均衡策略延长新型存储器的使用寿命成为另一个亟待解决的问题。

因而，如何提供一种可以实现更新或搬移过程的灵活管理及减小系统更新的工作量，又可以保证即使在系统更新过程中发生意外中断也能再次启动系统的动态存储管理方法，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于单类型存储器的嵌入式系统的动态存储管理方法，用于解决现有技术中嵌入式系统更新时速度慢、更新数据量大容易造成嵌入式系统更新失败系统不可用，以及随着新型存储器应用于嵌入式系统但由于新型存储器擦写次数有限、使用不均衡造成其使用寿命缩短而带来的嵌入式系统性能降低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于单类型存储器的嵌入式系统的动态存储管理方法，所述嵌入式系统包括预存有内核及文件系统的启动加载信息和引导程序的启动程序存储区以及建置有内核及文件系统的系统RAM区，所述动态存储管理方法至少包括以下步骤：

1)系统上电，所述引导程序启动；

2)所述引导程序基于所述启动程序存储区中预存的内核的启动信息加载所述内核，然后基于所述启动程序存储区中预存的文件系统的启动信息加载所述文件系统；

3)将所述系统RAM区中已启动的内核及文件系统所用内存区标记为已用内存区，然后将基于系统RAM区标记内核及文件系统所占内存以外的区域标记为可用内存区；以及