[发明专利]基于闪存的数据存储方法和装置

说明书

本发明提供了基于闪存的数据存储方法，闪存分为索引区和数据区，写入用户数据的操作包括以下步骤：基于索引表获取数据区的起始块的位置、第一个空闲页的位置和剩余空闲页数；如果待写入的用户数据的大小小于数据区的剩余空闲页的大小，则从数据区的第一个空闲页起写入该用户数据；否则将先备份有效数据，再从数据区的起始块起顺次擦除相当于所述闪存的数据区所占块数的所有的块，再将备份的有效数据写入从数据区的起始块起的页，再将所述待写入的用户数据写入后续空闲页；更新索引表。还提供了基于闪存的数据存储装置，以克服闪速存储器的数据管理系统读取慢，大幅降低存储器寿命的问题。

技术领域

本发明涉及存储器管理方法，特别涉及一种基于闪存的数据存储方法和装置。

背景技术

随着物联网的兴起，智能硬件给人们生活带来很多便利。智能硬件需要在本地储存一些设备数据，因考虑成本，其中很多智能硬件都是使用RTOS实时操作系统，挂载SPIFLASH来作为储存介质。但是因为SPI FLASH的一些特性(例如在基于NOR FLASH或者NANDFLASH技术的SPI FLASH芯片中，“块”是擦除操作的基本单位，每块大小一般是4KB，在擦除操作时将快内所有的位置置“1”；页是读写操作的最小单位，然后每块又分成页，每页大小一般是256字节，要修改SPI FLASH芯片中一个字节，必须重写整个数据块。不能直接覆盖写入，只能是擦除后再写)，导致储存本地数据时，需要执行以下4个步骤：将闪存中的数据块读入内存；在内存中修改数据；擦除闪存的数据块；将修改后的内存中的数据存入闪存中的数据块。最终才能完成数据保存。这样操作方式具有以下缺点：耗时，由于SPI FLASH的最小块为4K，在修改的数据量较小时，需要同时操作以4K为单位的数据(即一整个数据块)；降低SPI FLASH的寿命，由于SPI FLASH的块寿命是由擦除与写入的次数决定，传统的文件管理；容易丢失数据，由于这类产品随时都可能掉电，如果在擦除完成，还没有写入时掉电的话，将会丢失所有数据。

综上所述，智能硬件产品需要一种高效、稳定、可靠的存储管理方法来对小型文件(数据)的存储和读取进行管理。

发明内容

本公开的目的在于提供一种基于闪存的数据存储方法和装置，克服SPI FLASH等基于闪速存储器(闪存)的数据(文件)管理方法大幅降低存储器寿命的技术问题。

为了解决上述问题，根据本公开的第一个方面，提供了一种基于闪存的数据存储方法，其中闪存的存储空间被分为索引区和数据区，索引区和数据区分别包括不同的块，索引区包括具有1个以上的索引项的索引表，索引项包括用户数据标识、用户数据大小和用户数据位置；其中，写入用户数据的操作包括以下步骤：A1.基于索引表，获取数据区的起始块的位置、第一个空闲页的位置和剩余空闲页数；A2.比较待写入的用户数据的大小和数据区的剩余空闲页的大小，如果待写入的用户数据的大小小于数据区的剩余空闲页的大小，则从数据区的第一个空闲页起写入该用户数据；否则将先备份有效数据，再从数据区的起始块起顺次擦除相当于所述闪存的数据区所占块数的所有的块，再将备份的有效数据写入从数据区的起始块起的页，再将所述待写入的用户数据写入后续空闲页；A3.更新索引表。

进一步地，更新索引表的步骤包括以下子步骤：B1.读取索引区内的索引表；B2.查找在索引表内是否存在其用户数据标识对应为写入的用户数据分配的标识的索引项，如果存在该查找的索引项，则基于为写入的用户数据分配的大小和位置而更新该查找的索引项，以形成新的索引表；如果不存在该查找的索引项，则基于为写入的用户数据分配的标识、大小和位置而创建新的索引项；B3.在创建新的索引项时，如果索引表的索引项数未达到上限，则在索引表的最后一项后添加所述新的索引项，以形成新的索引表；否则将索引表中有效的索引项读入内存，再擦除索引区，并从索引区的起始页起写入有效的索引项和所述新的索引项，以形成新的索引表；B4.更新索引区。

进一步地，读取用户数据操作包括以下步骤：C1.读取索引区内的索引表；C2.查找在索引表内其用户数据标识对应待读取的用户数据的标识的索引项；C3.基于该查找的索引项的用户数据大小和用户数据位置，读取对应的用户数据。