[发明专利]一种非易失性数据存储结构和存储方法

说明书

一种非易失性数据存储结构和存储方法，该结构包括非易失性存储单元NVRAM、NVRAM镜像存储单元、NVRAM读写管理器和NVRAM与镜像同步单元；非易失性存储单元NVRAM包括存储空间大小相同的N‑1存储区块和一个备份BACKUP区块；NVRAM镜像存储单元用于镜像存储非易失性存储单元NVRAM中的数据，NVRAM镜像存储单元包括存储空间大小相同的N‑1存储区块，每块存储区块的大小与每块非易失性存储单元NVRAM的存储区块的大小相同；NVRAM读写管理器通过NVRAM访问接口对NVRAM镜像存储单元中所有数据进行读写操作；NVRAM与镜像同步单元用于将非易失性存储单元NVRAM中所有数据与NVRAM镜像存储单元中的所有镜像数据进行同步。

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，尤其是涉及数据处理装置及其处理方法，更具体地，涉及一种快速可靠的非易失性数据存储结构和存储方法。

背景技术

随着性能的不断提升，以及各种应用场景的不断明晰，工业机器人在汽车、电子、金属制品、塑料及化工产品等行业已经得到了广泛的应用。在工业机器人等自动化行业，大都需要支持某种自动化程序执行，这些程序可能会需要快速产生或修改一些数据，修改的频率非常之高，可能达到每秒10～10,000次以上。而且，这些数据往往需要在断电后不丢失。

目前，如果要满足上述的数据高频修改要求，传统方式是将数据放置在内存(RAM)中。然而，本领域技术人员清楚，内存具有易失性的特征，即在内存中的数据会在断电后立即丢失的。

如果要满足断电后数据不丢失，往往需要把数据写入磁盘(HDD或SSD)等介质中。然而，市面上的磁盘(HDD或SSD)速度往往无法支持如此高频的读写；并且，磁盘(HDD或SSD)一般是以文件为单位进行读写，一个文件至少占用一个扇区，从而导致即使只修改了一个字节，也要写入完整的一个扇区，效率较低；在加上，对磁盘高频的读写会快速消耗磁盘的使用寿命。

此外，如果数据在写入的过程中发生断电，可能发生部分数据已写入，部分数据未写入，数据的正确性会得不到保障；而且，由于磁盘数据写操作相对较慢，耗时较长，导致上面的情形发生的概率相对较高。在工业应用等对可靠性要求很高的场合不可忽视，必须在设计时加以考虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非易失性数据存储结构和存储方法，适用于机器人自动执行时，需满足高频读写场合的需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种非易失性数据存储结构，其包括：

非易失性存储单元NVRAM包括存储空间大小相同的N-1存储区块和一个备份BACKUP区块；每一个存储区块划分为第一数据区和第一属性区；第一数据区用来存储需要快速修改的数据，第一属性区用于存储当前存储区的编号和所述第一数据区数据的校验标志信息；

NVRAM镜像存储单元，为易失性存储单元，其作为所述NVRAM镜像存储单元存储单元，用于镜像存储所述非易失性存储单元NVRAM中的数据；其中，所述NVRAM镜像存储单元包括存储空间大小相同的N-1存储区块；每一块所述NVRAM镜像存储单元的存储区与每一块所述非易失性存储单元NVRAM的存储空间大小相同；每一个存储区块划分为第二数据区和第二属性区；第二数据区用来存储快速变化的数据，第二属性区用于存储当前存储区的编号和数据被修改且未同步所述非易失性存储单元NVRAM数据的标志信息；

NVRAM读写管理器，用于接收其他程序模块的数据访问请求，并通过NVRAM访问接口对所述NVRAM镜像存储单元中所有数据进行读写操作；

NVRAM与镜像同步单元，用于将所述非易失性存储单元NVRAM中所有数据与所述NVRAM镜像存储单元中的所有镜像数据进行同步。

进一步地，所述非易失性存储单元NVRAM包括：

静态随机存储器SRAM；