[发明专利]Nor flash掉电保护方法及装置

说明书

技术领域

本申请涉及Nor flash处理技术领域，尤其涉及Nor flash掉电保护方法及装置。

背景技术

Nor Flash是采用或非电路作为存储载体的一种闪存介质，是嵌入式系统的主要存储媒介。这种类型的flash介质写入速度慢、读取速度快，位交换几率低，支持随机寻址和片内执行，多应用在存储可执行文件等访问次数少但可靠性要求高的场所。Nor Flash写入操作具有以下两个特点：

1）在已存储有内容的物理块block上修改目标位置的内容时，只能把目标比特bit的1（表示内容为空）修改为0（表示有内容），而不能把0修改为1。要想把目标位置的0改写为1，只能擦除该目标位置所对应的block（一般为64k或者128k），也就是说，要擦除包含有该目标位置的整个block。因此，一般情况下，向flash指定的目标位置改写内容时，需要先保存所述目标位置对应的block上的内容到随机存储器RAM，然后对所述block执行擦除动作，再从RAM写更新后的内容到flash上。

2）在内容为空的block上写入时，flash介质的写入速度大约为5k/s，如果写入过程中掉电，本次实际写入的内容与期望写入的内容可能不一致，导致本次写入的内容不可预测。

现有的类文件配置表FAT文件系统是一种针对Nor flash的文件系统，该类型文件系统的元数据和文件数据有相对固定的位置，并分开存储，所有的修改操作均原地执行。类FAT文件系统整体结构示意图如图1所示，其中，元数据区固定位于flash介质的前面区域，主要存储管理文件存储位置和目录关系的管理性数据；用户数据区，主要存储各个文件的实际内容。对于类FAT文件系统的写入操作也包括以下两方面：

A、对已存储的数据进行修改，所述修改过程如图2所示，步骤如下：

步骤1：把准备改写的目标block上的数据内容读取到RAM，并且在RAM中对准备改写的目标位置的内容进行更新；

步骤2：擦除flash上的所述目标block的内容；

步骤3：把RAM中更新后的内容写到所述目标block上。

分析上述过程，如果改写过程中发生掉电，不仅更新的内容未写入目标block，还可能会破坏目标block上原有的内容，因为进行擦除操作时，会将所述目标位置对应的整个目标block的内容都擦除，因此，所述目标block上原有的有效内容也被擦除了，从而会破坏目标block上原有的内容，引起文件系统崩溃。

B、在内容为空的block上写入，此时，如果掉电，实际写入的内容与期望写入的内容可能不一致，实际已写入多少内容以及写入的是什么内容，都是不确定的，即，对于写入数据的完整性和有效性均无法预测。

上述无论是在对已存储的数据改写的过程中发生掉电，还是在内容为空的block上写入的过程中发生掉电，掉电重启后，对于之前掉电产生的结果也没有任何处理，无法继续完成因为掉电而中断的数据写入过程。

综上所述，现有针对Nor flash的类FAT文件系统对掉电管理支持较差，如果改写过程发生掉电，不仅更新的内容未写入，还可能破坏原有的内容，引起文件系统崩溃；如果在内容为空的block上写入的过程中发生掉电，对于写入数据的有效性和完整性均无法预测。此外，掉电重启后，对于因为掉电而产生的上述问题也没有任何恢复处理。从而无法实现对flash文件系统的有效保护。

发明内容

有鉴于此，本申请提出一种Nor flash掉电保护方法，可实现对flash文件系统的有效保护。

本申请还提出一种Nor flash掉电保护装置，可实现对flash文件系统的有效保护。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种Nor flash掉电保护方法，包括以下步骤：

在针对Nor flash的类文件配置表FAT文件系统结构中增加写时备份区；

进行写操作时，将待写入数据写到从写时备份区选择的备份物理块block上，记录正在写入标记、以及所述备份block和待写入的目标block的全局位置索引到非易失性随机访问存储器Nvram；

设备重启时，如果正在写入标记已置位，则禁止对flash进行写操作，从Nvram中取出所述备份block和目标block的全局位置索引，拷贝所述备份block的数据到所述目标block。

一种Nor flash掉电保护装置，包括：写时备份区添加模块、数据备份模块、标记存储模块、标记获取模块和数据恢复模块，其中：