[发明专利]一种磁盘掉电保护电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及到计算机领域，特别涉及到一种磁盘掉电保护电路及方法。

背景技术

相对于随机存取存储器RAM（random access memory），磁盘的读写速率很低，Linux操作系统为了解决磁盘读写效率低的问题，引入了页高速缓存机制和块设备I/O调度机制。页高速缓存机制在内存页和磁盘扇区之间建立映射关系，对于写操作，首先将用户数据写到页高速缓存里，并把对应内存页标记为脏页，然后操作系统会定时把脏页的内容写到磁盘里；采用这种方式，访问效率虽然提高了，但是带来一个问题，如果发生了外部电源掉电的情况，那么页高速缓存里的内容就丢失了，如果丢失了文件系统的元数据，就会造成文件系统受损，严重情况下会导致磁盘不可用。

针对掉电情况下数据丢失问题，目前采用的解决方案是给系统提供备份电源（如采用不间断电源或备用电池），在工作电源掉电后切换至备份电源给系统提供长时间供电，这种方式实现比较复杂、硬件投入较大，而且也没有必要给系统提供长时间供电。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种磁盘掉电保护电路及方法，克服现有技术中存在的磁盘突然掉电导致数据丢失的问题，在外接电源掉电时由储能电容给磁盘提供短时间供电，将高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中，避免数据丢失。

本发明提供一种磁盘掉电保护电路，该电路包括：升压模块、监测模块、储能电容、电压转换模块、磁盘、控制模块、高速缓冲存储器，所述升压模块的输入端与外部电源连接，所述升压模块的输出端分别连接储能电容的第一端及电压转换模块的输入端，所述储能电容的第二端接地；所述电压转换模块的输出端分别连接磁盘、控制模块、高速缓冲存储器，所述监测模块的输入端连接外部电源，所述监测模块的输出端连接控制模块，所述控制模块还分别与所述磁盘、高速缓冲存储器连接，其中：

所述监测模块，用于监测外部电源是否掉电；

所述储能电容，用于在所述外部电源掉电时，通过所述电压转换模块为磁盘、控制模块、高速缓冲存储器提供工作所需的电压；

所述控制模块，用于在外部电源掉电时，将所述高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中。

优选地，所述控制模块包括：可编程擦除逻辑器件、控制器，其中：

所述可编程擦除逻辑器件，用于在外部电源掉电时，向所述控制器上报外部电源异常掉电信息；

所述控制器，用于在接收到所述外部电源异常掉电信息时，将所述高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中。

优选地，所述控制器包括查找单元、控制单元，其中：

所述查找单元，用于在接收到所述外部电源异常掉电信息时，遍历文件系统的全局超级块链表，找到磁盘对应的超级块；

所述控制单元，用于将所述磁盘对应的超级块对应的高速缓冲存储器的脏页的数据写入磁盘。

优选地，控制单元包括：

第一子控制单元，用于遍历所述磁盘对应的超级块的脏索引链表，并得到脏索引节点；

第二子控制单元，用于根据所述脏索引节点找到对应的地址空间，并调用所述对应的地址空间的写操作把对应的高速缓冲存储器的脏页的数据写入磁盘。

优选地，所述监测模块具体用于监测外部电源的电压是否小于预设电压阀值，若所述外部电源的电压小于预设电压阀值，则确定所述外部电源掉电。

本发明还提供一种使用上述任一项所述的磁盘掉电保护电路的磁盘掉电保护方法，该方法包括：

监测模块监测外部电源是否掉电；

在所述外部电源掉电时，储能电容通过电压转换模块为磁盘、控制模块、高速缓冲存储器提供工作所需的电压；

在所述外部电源掉电时，控制模块将高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中。

优选地，所述在所述外部电源掉电时，控制模块将高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中的步骤包括：

在外部电源掉电时，所述控制模块的可编程擦除逻辑器件向所述控制模块的控制器上报外部电源异常掉电信息；

所述控制器在接收到所述外部电源异常掉电信息时，将所述高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中。

优选地，所述控制器在接收到所述外部电源异常掉电信息时，将所述高速缓冲存储器中的待写入磁盘的数据写入到磁盘中的步骤包括：

所述控制器的查找单元在接收到所述外部电源异常掉电信息时，遍历文件系统的全局超级块链表，找到磁盘对应的超级块；