[发明专利]一种NOR-FLASH数据存储方法、计算机设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种NOR‑FLASH数据存储方法、计算机设备及存储介质，NOR‑FLASH被划分为控制区与用户区，方法包括：根据脏位图从用户区申请空闲的映射扇区写入扇区数据；更新脏位图、回收位图及动态映射表；将逻辑扇区号与映射扇区号的映射关系写入日志区；其中，若写入前日志区已满，则先将动态映射表备份至静态映射表，并擦除日志区。本发明所提出的NOR‑FLASH数据存储方法、计算机设备及存储介质通过设置脏位图、回收位图、动态映射表来规划管理NOR‑FLASH的扇区，使得NOR‑FLASH内的扇区实现有限磨损均匀，可提升NOR‑FLASH的使用寿命；通过设置日志记录对于数据的写入过程进行记录以及利用静态映射表对动态映射表的数据进行备份，使得写入数据时发生掉电时，数据不会丢失。

技术领域

本发明涉及数据读写技术领域，特别是涉及一种NOR-FLASH数据存储方法、计算机设备及存储介质。

背景技术

通常我们需要将文件数据保存到存储介质中，嵌入式系统中经常将FLASH作为存储介质。FLASH根据其特性可分为两种，NAND-FLASH和NOR-FLASH。NOR-FLASH的数据访问具备如下特性：

(1)NOR-FLASH的访问操作分为擦除/读/写；

(2)读数据所能操作的最小数据单元为字节，可对NOR-FLASH上的任意地址进行访问；

(3)NOR-FLASH被划分为若干个BLOCK(64KB或更大)，每个BLOCK包含若干个SECTOR(4KB或8KB)，每个SECTOR包含若干个PAGE(256字节)；

(4)擦除数据数据按照SECTOR或BLOCK甚至整个CHIP进行，擦除后存储单元内的所有BIT被置为1；。

(5)NOR-FLASH的每个SECTOR/BLOCK的擦写寿命约为10万次，超过擦写次数后将不能再对该SECTOR/BLOCK执行擦除或者写操作；

(6)写操作只能将存储单元内的数据由1改为0，不能由0改为1，所以写操作之必须先对存储单元所在的SECTOR或BLOCK执行擦除操作；

(7)写所能操作的最小数据单元为字节，可对NOR-FLASH上的任意地址进行访问，但每次写操作连续写入的数据不能超过一个PAGE的范围，否则会出现地址回滚。

若使用NOR-FLASH来保存文件，我们需要先在NOR-FLASH上构建一个文件系统，常见的文件系统有FAT/NTFS/EXT2/JFFS2/YAFFS等，其中FAT/NTFS/EXT2等未针对FLASH做专门优化，通常将它们归类于传统文件系统，JFFS2/YAFFS针对FLASH设计，通常将它们归类未闪存文件系统。

YAFFS针对NAND-FLASH设计，不适合NOR-FLASH。JFFS虽然是针对NOR-FLASH设计的文件系统，但是JFFS基于LINUX开发运行于MTD之上，移植技术难度高，对资源需求大，特别是内存需求达数百KB，这在单片机或者CORTEX-M系列CPU等资源紧张的平台上是无法满足的，另外JFFS按照节点来构建文件系统，系统初始化时需要对所有节点进行扫描，速度慢效率低。

FAT/NTFS/EXT2等文件系统均不适合直接应用于FLASH上，因为FLASH的访问特性将可能导致以下问题：

(1)在写入关键数据时(比如FAT文件系统的FAT表)，若擦除数据后立即发生掉电，则该SECTOR/BLOCK中原有的数据将丢失并且不可恢复，这将导致整个文件系统损坏，并且NOR-FLASH中原本保存的数据全部丢失。

(2)某些关键数据的修改频率极高(例如FAT表会被频繁改写)，由于FLASH的有限擦写寿命，将会导致关键数据的存储区域加速老化，大大优先于其他存储单元损坏，极大降低FLASH的使用寿命。