[發明專利]一種數據存儲系統和方法

在審

• 申請號: 201210389743.3
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN102929790A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 鄭鴻昌;王業流;張舒晉;周曉;張艷
• 申請（專利權）人: 株洲南車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及數據存儲技術領域，特別涉及一種數據存儲系統和方法。

背景技術

NandFlash內存是flash內存的一種，NandFlash內存的內部采用非線性宏單元模式，為固態大容量內存的實現提供了廉價有效的解決方案。NandFlash存儲器具有容量較大，改寫速度快等優點，適用于大量數據的存儲，因而在業界得到了越來越廣泛的應用。

在工業上，一般都采用NandFlash作為大容量數據存儲介質。NandFlash的結構能夠提供極高的單元密度，并且NandFlash的讀寫性能也能夠滿足使用的需求。

不過，NandFlash的讀寫特點是，只能夠按物理頁進行讀寫，無法按字節進行讀寫。一般而言NandFlash一個物理頁的容量為4kb。所以針對NandFlash的上述特點，在寫入操作時一般有以下兩種方案：

方案一、按照周期性接收數據，每個運行周期均將數據寫入NandFlash中，如果該周期需寫入的數據未滿一個物理頁大小，則使用缺省數據補齊未滿的部分，從而補滿一個物理頁的容量。

方案二、接收數據后，首先將接收到的數據緩存；直到緩存的數據容量相當于一個物理頁的時候，則將緩存的數據寫入到物理頁中。

上述兩個方案雖然都能夠適應NandFlash按照物理頁讀寫的特點，但是各自都存在明顯的缺陷。

方案一雖然盡可能的保證了數據的完整性，但是其存在的缺陷是，用缺省數據來添補不足的空間，就必然會存在大量的無效數據，降低了存儲介質的利用效率，浪費存儲空間。

方案二中雖然不添加無效數據，不影響存儲介質的利用效率，但是利用緩存在一定時間內存儲數據存在一定的安全風險。如果出現突然斷電的情況，緩存中的數據就會丟失，不能滿足高安全級別的使用需求。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種數據存儲系統和方法，實現在保證數據的完整性和安全性的前提下，同時提高存儲介質的利用效率。

為實現上述目的，本發明有如下技術方案：

一種數據存儲系統，所述系統包括：

管理模塊，用于對所述系統中其余各模塊進行管理和控制；

數據采集模塊，用于采集數據，并將采集到的數據發送至預存儲模塊進行預存儲；

預存儲模塊，用于對數據進行預存儲，在預存儲的數據容量達到一個物理頁的容量時，將預存儲的數據寫入到數據存儲模塊的物理頁中；

數據存儲模塊，用于存儲預存儲模塊寫入的數據。

所述數據采集模塊包括：

周期單元，用于設定并保存接收數據周期；

接收單元，用于根據接收數據周期接收數據，所述接收單元包括RS485接收端口、RS422接收端口、CAN接收端口和/或以太網接收端口；

發送單元，用于將接收到的數據發送至預存儲模塊。

所述管理模塊包括：

指令單元，用于向所述系統中其他各模塊發出指令；

目標單元，為采集到的數據指定一個在數據存儲模塊中的存儲目標文件；

則所述數據存儲單元包括多個存儲目標文件。

所述預存儲模塊包括：

預存儲區單元，用于對數據進行預存儲；

預存儲管理單元，用于記錄當前預存儲數據在數據存儲模塊中指定的存儲目標文件的位置信息；

寫入單元，用于在預存儲的數據容量達到一個物理頁的容量時，根據該數據在數據存儲模塊中指定的存儲目標文件的位置信息，將該數據寫入到指定的存儲目標文件下的物理頁中。

所述管理模塊還包括：

掉電保護單元，用于在系統斷電后再重新供電運行時，以當前預存儲的數據被指定的存儲目標文件作為第一存儲目標文件，并獲取數據存儲模塊中最后進行讀寫的一個存儲目標文件作為第二存儲目標文件，對第一存儲目標文件和第二存儲目標文件進行校驗，當校驗成功則令寫入單元將該數據寫入對應的存儲目標文件下的物理頁中；當校驗失敗則認為該數據為失效數據；

則所述預存儲模塊還包括失效保護單元，用于保存失效數據。

所述系統還包括：

電源模塊，用于為系統提供電能；

和/或轉儲模塊，用于對數據存儲模塊存儲的數據進行轉儲。

一種數據存儲方法，所述方法包括以下步驟：

采集數據，并根據管理模塊的指令對數據進行預存儲；

當預存儲的數據容量達到一個物理頁的容量時，根據管理模塊的指令將預存儲的數據寫入到物理頁中進行存儲。

所述采集數據具體為：