[發(fā)明專利]一種SPI Flash數(shù)據(jù)快速存取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310085981.3
• 申請(qǐng)日: 2023-02-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116089322A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫利剛;曹學(xué)欽;王沼鈞;王棋;魏文華;李沛;許曉晨;崔建鐵;史京浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方電子股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F12/02
• 分類(lèi)號(hào): G06F12/02;G06F12/1009
• 代理公司: 煙臺(tái)上禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 趙加鑫

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SPI?Flash數(shù)據(jù)快速存取方法，包括索引表和數(shù)據(jù)區(qū)，所述索引表用于定位每種類(lèi)型數(shù)據(jù)的位置，所述數(shù)據(jù)區(qū)用于存放SPI?Flash數(shù)據(jù)；所述索引表包括索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)，所述索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)采用同一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)包括狀態(tài)、地址偏移、對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)需要的扇區(qū)數(shù)目；所述數(shù)據(jù)區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)是該類(lèi)型數(shù)據(jù)的索引表，每條數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一條索引，保存數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息，其關(guān)鍵信息包括條目編號(hào)、狀態(tài)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的絕對(duì)物理地址。本發(fā)明索引表與數(shù)據(jù)分區(qū)相結(jié)合，有效降低扇區(qū)擦除次數(shù)，并能快速定位數(shù)據(jù)的存放位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種SPI?Flash數(shù)據(jù)快速存取方法。

背景技術(shù)

在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取、管理等功能，一般會(huì)采用文件系統(tǒng)。常用的文件系統(tǒng)，如FatFs(通用FAT文件系統(tǒng))、LittleFs(一種為微控制器設(shè)計(jì)的小型安全文件系統(tǒng))均是基于非易失性物理存儲(chǔ)介質(zhì)。非易失性存儲(chǔ)器主要有EEPROM(帶電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器，Electrically?Erasable?Programmable?read?only?memory)和SPI?Flash(串行外設(shè)接口存儲(chǔ)器，Serial?Peripheral?interface?Flash)。

傳統(tǒng)的EEPROM的特點(diǎn)是可以隨機(jī)訪問(wèn)和修改任何一個(gè)字節(jié)，無(wú)需擦除操作。但是其存儲(chǔ)容量因成本的緣故受到限制，絕少有超過(guò)512K?Bytes(字節(jié))的。在需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)且嚴(yán)格控制成本的嵌入式系統(tǒng)中，通常會(huì)選用SPI?Flash，其有如下特性：存儲(chǔ)容量大，價(jià)格較低；讀寫(xiě)次數(shù)有限制，一般壽命為10萬(wàn)次，讀寫(xiě)速度慢；寫(xiě)入Flash時(shí)，只能把數(shù)據(jù)位從1改為0，反之則需要先進(jìn)行擦除操作；以扇區(qū)(大小為4K?Bytes)方式擦除，擦除后數(shù)據(jù)全部為0xFF，典型的擦除時(shí)間為50ms。

由于SPI?Flash的以上特性，對(duì)文件系統(tǒng)的使用帶來(lái)諸多問(wèn)題。如對(duì)于FatFs的操作，每次都需要擦除扇區(qū)，所以在頻繁存取數(shù)據(jù)的應(yīng)用中會(huì)大大降低存儲(chǔ)器壽命；而LittleFs雖然使用了均衡算法來(lái)降低擦除次數(shù)，但由于使用遍歷整個(gè)存儲(chǔ)區(qū)地址域的方法，會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)數(shù)據(jù)越多執(zhí)行速度越慢。可見(jiàn)，應(yīng)用需求和物理特性的矛盾難以調(diào)和。基于此，本發(fā)明提出了一種基于SPI?Flash的數(shù)據(jù)存取方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種SPI?Flash數(shù)據(jù)快速存取方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種SPI?Flash數(shù)據(jù)快速存取方法，包括索引表和數(shù)據(jù)區(qū)，所述索引表用于定位每種類(lèi)型數(shù)據(jù)的位置，所述數(shù)據(jù)區(qū)用于存放SPI?Flash數(shù)據(jù)；

所述索引表包括索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)，所述索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)采用同一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)包括狀態(tài)、地址偏移、對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)需要的扇區(qū)數(shù)目；

所述數(shù)據(jù)區(qū)的第一個(gè)扇區(qū)是每種類(lèi)型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)索引表，每條數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一條索引，保存數(shù)據(jù)的關(guān)鍵信息，其關(guān)鍵信息包括條目編號(hào)、狀態(tài)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的絕對(duì)物理地址。

進(jìn)一步地，所述索引表屬性項(xiàng)和數(shù)據(jù)索引項(xiàng)的狀態(tài)用魔術(shù)數(shù)0x9824f8e9來(lái)表征該數(shù)據(jù)類(lèi)型是否已經(jīng)存在；扇區(qū)個(gè)數(shù)根據(jù)需要的數(shù)據(jù)大小計(jì)算；地址偏移是Flash的絕對(duì)物理地址。

進(jìn)一步地，系統(tǒng)上電后，依據(jù)每種數(shù)據(jù)類(lèi)型編號(hào)進(jìn)行索引表的創(chuàng)建和更新，包括以下步驟：

步驟101：根據(jù)編號(hào)n從索引表中讀出數(shù)據(jù)索引項(xiàng)的內(nèi)容；

步驟102：判斷數(shù)據(jù)索引項(xiàng)狀態(tài)是否已存在；若是，執(zhí)行步驟103，若否，執(zhí)行步驟1a～步驟1d后執(zhí)行步驟103；

步驟1a：新建編號(hào)為n的數(shù)據(jù)索引項(xiàng)；

步驟1b：讀取索引表全部?jī)?nèi)容；