利用基于閃存的MCU實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

　　第一步有些技巧，因此我們稍詳細(xì)地進(jìn)行介紹。執(zhí)行這一步的簡單方法是將它分成兩小步：第一步，使用RAM陣列存儲(chǔ)記錄號(hào)和陣列中最新記錄的地址；第二步，穿過RAM陣列將最新的記錄拷貝到新的閃存頁。這個(gè)過程很快，相對(duì)也比較順利。

　　這種方案的問題是所用處理器(見圖1)的RAM為1K字。這種方案將限制可存儲(chǔ)進(jìn)RAM中的單一數(shù)據(jù)數(shù)量，因?yàn)檫@個(gè)RAM還要節(jié)省下來用作緩存。這是明顯不能接受的。

　　這種解決方案非常耗時(shí)，但不管存儲(chǔ)陣列多大(在合理范圍內(nèi))都能正常工作。該方案不會(huì)在RAM中創(chuàng)建一份指針列表，而是針對(duì)每個(gè)單一條目(entry)在源陣列中作多次穿越。因此壓縮算法變?yōu)椋?/p>

　　1. 從源陣列中讀一個(gè)單元；

　　2. 在目標(biāo)陣列中尋找該單元。如果找到了，表示這個(gè)單元已經(jīng)被寫入。增加源指針值，回到第(1)步；

　　3. 掃描源陣列尋找單元的最新拷貝；

　　4. 將數(shù)據(jù)單元的最新拷貝寫入目標(biāo)陣列；

　　5. 增加源指針，并回到第(1)步。

　　最終，在目標(biāo)陣列中每個(gè)數(shù)據(jù)單元都有一個(gè)唯一的條目。圖4描述了一個(gè)已填滿的頁。源頁現(xiàn)在可以被安全地刪除，頁的頭部被寫入到目標(biāo)陣列。

圖4：在空間恢復(fù)之后的圖2所示數(shù)據(jù)頁內(nèi)容

　　這個(gè)過程的構(gòu)建使得存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)非常安全。在使用閃存器件時(shí)必須面對(duì)的危險(xiǎn)是寫入或擦除操作期間發(fā)生電源故障。

　　如果發(fā)生電源故障，則有可能一個(gè)或多個(gè)頁被破壞(在寫入時(shí))，或未被完全刪除(在刪除操作時(shí))。但上述壓縮操作本身是安全的。因?yàn)椋?/p>

　　1. 如果在寫入操作期間發(fā)生電源故障，源頁是完全不受影響的。在電源恢復(fù)后，新寫的頁很容易被識(shí)別(它們沒有頁頭)，將其擦除后重新開始寫入操作。

　　2. 如果在舊頁被擦除期間發(fā)生電源故障，它們可能包含無效的頭部。這些頁可以被刪除，然后將頭部增加到新的頁中。

　　3. 如果在頁頭部被寫入新頁時(shí)發(fā)生電源故障，數(shù)據(jù)是不受影響的。頁頭部的更新操作可以重新開始。

　　總之，應(yīng)該沒有什么情況能讓意外事件造成無可挽救地破壞陣列數(shù)據(jù)。

　　性能增強(qiáng)

　　目前的存儲(chǔ)子系統(tǒng)沒有差錯(cuò)檢測機(jī)制。在數(shù)據(jù)單元識(shí)別符中目前有6個(gè)比特是保留未用的。

　　設(shè)計(jì)師可以使用CRC6算法(x6+x+1)計(jì)算整個(gè)數(shù)據(jù)單元的CRC以確保不會(huì)產(chǎn)生任何讀或?qū)戝e(cuò)誤。雖然這不是一個(gè)特別可靠的算法(它會(huì)從64個(gè)多位差錯(cuò)中漏掉一個(gè))，但它能檢測實(shí)際中可能發(fā)生的大多數(shù)差錯(cuò)。

　　上述系統(tǒng)的另外一個(gè)限制是讀取訪問時(shí)間必需很長。為了尋找最新的記錄，每一次讀取都必須讀遍陣列中的每個(gè)記錄。有三種方法可以用來改善訪問時(shí)間：

　　1. 在數(shù)據(jù)單元中留一個(gè)空的字用于前向指針。當(dāng)數(shù)值更新時(shí)，在前向指針中填入指向新條目的內(nèi)容。這樣這個(gè)表可以當(dāng)作一個(gè)鏈接列表。

　　2. 向后穿越表格?，F(xiàn)在你可以簡單停留在第一次出現(xiàn)的請(qǐng)求單元上。

　　3. 如果只有少量的單一單元，可以在上電時(shí)就創(chuàng)建一個(gè)包含單元ID和指針的RAM陣列。隨后的訪問將非常迅速—只要讀取RAM陣列就可以發(fā)現(xiàn)到哪里去獲得數(shù)據(jù)單元。