[发明专利]一种数据存储系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，特别涉及一种数据存储系统和方法。

背景技术

NandFlash内存是flash内存的一种，NandFlash内存的内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。NandFlash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用。

在工业上，一般都采用NandFlash作为大容量数据存储介质。NandFlash的结构能够提供极高的单元密度，并且NandFlash的读写性能也能够满足使用的需求。

不过，NandFlash的读写特点是，只能够按物理页进行读写，无法按字节进行读写。一般而言NandFlash一个物理页的容量为4kb。所以针对NandFlash的上述特点，在写入操作时一般有以下两种方案：

方案一、按照周期性接收数据，每个运行周期均将数据写入NandFlash中，如果该周期需写入的数据未满一个物理页大小，则使用缺省数据补齐未满的部分，从而补满一个物理页的容量。

方案二、接收数据后，首先将接收到的数据缓存；直到缓存的数据容量相当于一个物理页的时候，则将缓存的数据写入到物理页中。

上述两个方案虽然都能够适应NandFlash按照物理页读写的特点，但是各自都存在明显的缺陷。

方案一虽然尽可能的保证了数据的完整性，但是其存在的缺陷是，用缺省数据来添补不足的空间，就必然会存在大量的无效数据，降低了存储介质的利用效率，浪费存储空间。

方案二中虽然不添加无效数据，不影响存储介质的利用效率，但是利用缓存在一定时间内存储数据存在一定的安全风险。如果出现突然断电的情况，缓存中的数据就会丢失，不能满足高安全级别的使用需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种数据存储系统和方法，实现在保证数据的完整性和安全性的前提下，同时提高存储介质的利用效率。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种数据存储系统，所述系统包括：

管理模块，用于对所述系统中其余各模块进行管理和控制；

数据采集模块，用于采集数据，并将采集到的数据发送至预存储模块进行预存储；

预存储模块，用于对数据进行预存储，在预存储的数据容量达到一个物理页的容量时，将预存储的数据写入到数据存储模块的物理页中；

数据存储模块，用于存储预存储模块写入的数据。

所述数据采集模块包括：

周期单元，用于设定并保存接收数据周期；

接收单元，用于根据接收数据周期接收数据，所述接收单元包括RS485接收端口、RS422接收端口、CAN接收端口和/或以太网接收端口；

发送单元，用于将接收到的数据发送至预存储模块。

所述管理模块包括：

指令单元，用于向所述系统中其他各模块发出指令；

目标单元，为采集到的数据指定一个在数据存储模块中的存储目标文件；

则所述数据存储单元包括多个存储目标文件。

所述预存储模块包括：

预存储区单元，用于对数据进行预存储；

预存储管理单元，用于记录当前预存储数据在数据存储模块中指定的存储目标文件的位置信息；

写入单元，用于在预存储的数据容量达到一个物理页的容量时，根据该数据在数据存储模块中指定的存储目标文件的位置信息，将该数据写入到指定的存储目标文件下的物理页中。

所述管理模块还包括：

掉电保护单元，用于在系统断电后再重新供电运行时，以当前预存储的数据被指定的存储目标文件作为第一存储目标文件，并获取数据存储模块中最后进行读写的一个存储目标文件作为第二存储目标文件，对第一存储目标文件和第二存储目标文件进行校验，当校验成功则令写入单元将该数据写入对应的存储目标文件下的物理页中；当校验失败则认为该数据为失效数据；

则所述预存储模块还包括失效保护单元，用于保存失效数据。

所述系统还包括：

电源模块，用于为系统提供电能；

和/或转储模块，用于对数据存储模块存储的数据进行转储。

一种数据存储方法，所述方法包括以下步骤：

采集数据，并根据管理模块的指令对数据进行预存储；

当预存储的数据容量达到一个物理页的容量时，根据管理模块的指令将预存储的数据写入到物理页中进行存储。

所述采集数据具体为：