CN108037942B - 一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法及装置，解决现有嵌入式设备自我数据恢复与更新方法中存在的现场数据恢复与更新方式因人为更新和人为拆装设备而带来的不够灵活简便的问题，以及备份式数据恢复与更新中因为备份存储单元长期不被使用而造成的资源利用低且提高存储单元数据异常几率降低设备数据恢复与更新可靠性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种设备的自适应数据恢复与更新方法，尤其涉及一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法；本发明还涉及一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新装置。
背景技术
目前嵌入式设备在星载、机载、舰载、车载等平台以及极限环境中广泛应用，嵌入式设备中的存储单元(如NAND FLASH、NOR FLASH或者NVRAM等)存储数据(如嵌入式系统、应用软件等)时，因不可避免的因素导致数据异常需要数据恢复；因功能扩展或者性能提升等原因需要数据更新。现有的嵌入式设备数据恢复与更新方法主要有两类：一是现场数据恢复与更新；二是备份式数据恢复与更新。现场数据恢复与更新的方法是工程师携带维护工具进行数据的更新与恢复，这种数据恢复与更新方式虽然可靠，但需要在现场对嵌入式设备进行拆装处理，耗费人力物力且不方便；备份式数据恢复与更新的方法是利用存储单元的不同分区或者不同的存储单元进行数据备份，当执行存储单元中的数据异常时，通过硬件切换手段激活备份分区或备份存储单元，然后将备份分区或备份存储单元作为新的执行存储单元或者将备份分区或备份存储单元中的备份数据拷贝到原执行存储单元中，由于备份分区或备份存储单元不常被访问，使得资源利用率低，数据出现异常的几率大。
发明内容
为了解决现有嵌入式设备的数据恢复与更新方法中存在的需要在现场对嵌入式设备进行拆装处理，耗费人力物力且不方便；备份分区或备份存储单元不常被访问，使得资源利用率低，数据出现异常的几率大的问题，本发明提供了一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法。本发明的一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法，其特征在于，包括如下步骤：
设备启动后，处理单元产生存储单元读取信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到由处理单元产生的读取信号后，产生存储数据状态读取信号给状态响应单元；
状态响应单元检测到存储数据状态读取信号后，产生状态信息流给仲裁单元，并同时进行状态响应；
仲裁单元检测到状态信息流后进行仲裁，在存储单元1与存储单元2中选择一个作为执行存储单元，并进行总线切换，建立处理单元与存储单元间的通道连接，并发送读信号给执行存储单元；
存储单元检测到读信号后，产生数据加载信号；
处理单元检测到数据加载信号后，从执行存储单元中加载数据并进行数据处理，在数据处理的过程中产生数据执行信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到数据执行信号后，根据仲裁规则判断当前执行存储单元中的数据是否正常，并产生仲裁信号给状态响应单元，同时根据仲裁结果决定是否产生复位信号给处理单元并且将总线选择切换到另一个存储单元；
状态响应单元检测到仲裁信号后会将仲裁结果进行存储同时进行状态响应；
处理单元检测到复位信号后，设备会复位，然后处理单元会加载另一个存储单元中的数据；
在设备运行过程中，通信单元若通过外部通信接口检测到更新数据流，会产生数据更新信号给处理单元；
处理单元检测到数据更新信号后会接收更新收据，并产生存储单元写信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到存储单元写信号后会产生仲裁信号给状态响应单元，同时切换总线建立处理单元与非执行存储单元的连接，并且产生写信号给非执行存储单元；
存储单元检测到写信号后产生数据写入信号给处理单元；
处理单元检测到数据写入信号后将通信单元中接收的远程更新数据写入非执行存储单元；
所述的仲裁信号决定将哪一个存储单元作为执行存储单元，其省却值为上一次设备运行中仲裁单元产生的仲裁信号中的值，存放在状态响应单元，每当设备启动后，处理单元会根据这一省却值先决定一个存储单元作为执行存储单元并从中加载数据；
本发明还提供了一种加密存储数据的快速自毁装置，其特征在于，包括：存储单元1、存储单元2、仲裁单元、状态响应单元、处理单元、通信单元、外部通信接口；
所述的存储单元1和存储单元2用于各种数据的存储,处理单元会根据仲裁信号与其中一个单元建立连接，并将其作为执行存储单元；
所述的仲裁单元是本装置的核心单元，用于仲裁存储单元并决定将哪一个存储单元作为执行单元，仲裁单元会加载状态响应单元中的存储单元状态信息，并根据仲裁规则建立处理单元与存储单元之间的通道连接；
所述的状态响应单元用于响应整个装置的当前状态并记录了两个储单元最新的状态信息，在存储单元中数据被执行前，仲裁单元会加载这些状态信息，并根据一定规则来决定一个存储单元作为本次的执行存储单元，状态响应单元与仲裁单元连接，接收并记录这两个单元的状态信息并对其进行响应；
所述的处理单元用于处理各种数据与信号，在本装置中与通信单元及仲裁单元相连接，在数据加载阶段，处理单元会根据仲裁信号确定加载哪一个存储单元中的数据，在软件运行过程中，会检测通信单元中的远程数据，并将数据写入到非执行存储单元。
所述通信单元主要用于接收与处理远程数据，与处理单元以及外部通信接口相连，当接收到远程数据后，会对数据进行校验、封包以及缓存等处理，同时会产生数据更新信号给处理单元。
所述的外部通信接口通常是一种远程数据通信接口，是通信单元接收远程更新数据的通道。
本发明的一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法及装置具有如下有益效果，在灵活性方面，由于引入了远程数据更新机制，使得嵌入式设备的软件数据数据恢复与更新在绝大多数情况下脱离了人工数据恢复与更新，仲裁单元的介入，使得存储单元可以相互交替使用，大大提高了资源的利用率，使得存储设备的平均读写寿命提高，并且有效避免了存储单元因长期不被访问而出现数据异常的问题；在智能性方面，远程数据更新机制与仲裁单元仲裁机制相互配合，使得设备能够根据自身需要加载最新最有效的数据，并通过状态响应单元将各种实时状态准确的反应出来，使设备的数据恢复与更新达到自适应的目的；在可靠性方面，双存储单元配合仲裁单元的机制可以有效并可靠的保证本地数据稳定存储与自我恢复，大大提高了本地数据数据恢复与更新的可靠性，远程数据更新方面，通信单元本身会对数据进行校验处理，可以在一定程度上保证数据的可靠传送，更值得一提的是，即使在远程传输过程中出现数据错误，导致一个存储单元中的数据是异常数据，依然可以执行另一个存储单元中的有效数据，以保证设备依然能正常运行，在运行过程中，处理单元会根据仲裁信号再次接收到最新的数据存入存储单元，依此进行，直到数据传送正确。
附图说明
图1是本发明的一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法及装置的实施例示意图。
具体实施方式
图1是本发明一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法及装置的实施例，包括：存储单元1、存储单元2、仲裁单元、状态响应单元、处理单元、通信单元、外部通信接口。
所述的存储单元1和存储单元2用于各种数据的存储，各种数据可以是嵌入式设备中运行的系统引导程序，也可以是嵌入式系统或者其它应用程序，并在特殊位置存储了数据头信息，用于记录存储单元最新的状态信息，在整个设备的启动过程中，处理单元和仲裁单元会加载这些状态信息，并根据一定规则来决定一个存储单元作为本次的执行存储单元。所述的存储单元最好为NOR FLASH或者NVRAM等可运行的存储芯片，也可以为NANDFLASH或者EEPROM等稳定存储芯片。
所述的仲裁单元是本装置的核心单元，用于仲裁存储单元并决定将哪一个存储单元作为执行单元，仲裁单元会加载状态响应单元中的存储单元状态信息，并根据仲裁规则建立处理单元与存储单元之间的通道连接。所述的仲裁单元可以通过FPGA或者CPLD实现。
所述的状态响应单元用于响应整个装置的当前状态并记录了两个储单元最新的状态信息，在存储单元中数据被执行前，仲裁单元会加载这些状态信息，并根据一定规则来决定一个存储单元作为本次的执行存储单元，状态响应单元与仲裁单元连接，接收并记录这两个单元的状态信息并对其进行响应。所述的状态相应单元可以通过MCU与NVRAM、EEPROM以及LED、蜂鸣器或者显示屏等器件相互之间的配合实现。
所述的处理单元用于处理各种数据与信号，在本装置中与通信单元及仲裁单元相连接，在数据加载阶段，处理单元会根据仲裁信号确定加载哪一个存储单元中的数据，在软件运行过程中，会检测通信单元中的远程数据，并将数据写入到非执行存储单元。所述的处理单元可以采用MCU、ARM、PowerPC、FPGA、CPLD等处理芯片里面的一种或者几种与其它外接设备相互配合来实现。
所述的通信单元用于接收外部通信接口传输过来的数据，并进行校验确认以及拆包等处理，然后产生数据更新信号发送给处理单元。所述的通信单元可以采用以太网通信模块、GPRS通信模块、CDMA通信模块以及LTE通信模块等其它通信模块实现。
外部通信接口用于检测并接收远程数据，并将数据发送给通信单元。所述的外部通信接口可以通过基于各种协议的无线通信天线或者以太网口等实现。
本发明的一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法，其特征在于，包括如下步骤：
设备启动后，处理单元产生存储单元读取信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到由处理单元产的的读取信号后，产生存储数据状态读取信号给状态响应单元；
状态响应单元检测到存储数据状态读取信号后，产生状态信息流给仲裁单元，并同时进行状态响应；
仲裁单元检测到状态信息流后进行仲裁，在存储单元1与存储单元2中决定一个执行存储单元，并进行总线切换，建立处理单元与存储单元间的连接，并发送读信号给执行存储单元；
存储单元检测到读信号后，产生数据加载信号；
处理单元检测到数据加载信号后，从执行存储单元中加载数据并进行数据处理，在数据处理的过程中产生数据执行信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到数据执行信号后，根据仲裁规则判断当前执行存储单元中的数据是否正常，并产生仲裁信号给状态响应单元，同时根据仲裁结果决定是否要产生复位信号给处理单元并且将总线选择切换到另一个存储单元；
状态响应单元检测到仲裁信号后会将仲裁结果进行存储同时进行状态响应；
处理单元检测到复位信号后，设备会复位，然后处理单元会加载另一个存储单元中的数据；
在设备运行过程中，通信单元若通过外部通信接口检测到更新数据流，会产生数据更新信号给处理单元；
处理单元检测到数据更新信号后会接收更新收据，并产生存储单元写信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到存储单元写信号后会产生仲裁信号给状态响应单元，同时切换总建立处理单元与非执行存储单元的连接，并且产生写信号给非执行存储单元；
存储单元检测到写信号后产生数据写入信号给处理单元；
处理单元检测到数据写入信号后将通信单元中接收的远程更新数据写入非执行存储单元。
Claims (7)
1.一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新装置，其特征在于，包括：存储单元1、存储单元2、仲裁单元、状态响应单元、处理单元、通信单元、外部通信接口；
所述的存储单元1和存储单元2用于各种数据的存储；
处理单元用于产生存储单元读取信号给仲裁单元；
仲裁单元用于检测由处理单元产生的读取信号，产生存储数据状态读取信号给状态响应单元；
状态响应单元用于检测存储数据状态读取信号，产生状态信息流给仲裁单元，并同时进行状态响应；所述进行状态响应包括：状态响应单元记录两个存储单元最新的状态信息；
仲裁单元检测到状态信息流后进行仲裁，在存储单元1与存储单元2中决定一个执行存储单元，并进行总线切换，建立处理单元与存储单元间的连接，并发送读信号给执行存储单元；
存储单元检测到读信号后，产生数据加载信号；
处理单元检测到数据加载信号后，从执行存储单元中加载数据并进行数据处理，在数据处理的过程中产生数据执行信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到数据执行信号后，根据仲裁规则判断当前执行存储单元中的数据是否正常，并产生仲裁信号给状态响应单元，同时根据仲裁结果决定是否要产生复位信号给处理单元并且将总线选择切换到另一个存储单元；
状态响应单元检测到仲裁信号后会将仲裁结果进行存储同时进行状态响应；
处理单元检测到复位信号后，设备会复位，然后处理单元会加载另一个存储单元中的数据；
在设备运行过程中，通信单元若通过外部通信接口检测到更新数据流，会产生数据更新信号给处理单元；
处理单元检测到数据更新信号后会接收更新数据，并产生存储单元写信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到存储单元写信号后会产生仲裁信号给状态响应单元，同时切换总线建立处理单元与非执行存储单元的连接，并且产生写信号给非执行存储单元；
非执行存储单元检测到写信号后产生数据写入信号给处理单元；
处理单元检测到数据写入信号后将通信单元中接收的远程更新数据写入非执行存储单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的状态响应 单元通过MCU与NVRAM、EEPROM、LED、蜂鸣器或者显示屏相互之间的配合实现。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的存储单元包括NOR FLASH或者NVRAM或者NAND FLASH或者EEPROM。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的仲裁单元包括FPGA或者CPLD。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的处理单元采用MCU、ARM、PowerPC、FPGA、CPLD中一种或者几种与其它外接设备相互连接。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于: 所述的通信单元采用以太网通信模块、GPRS通信模块、CDMA通信模块以及LTE通信模块。
7.一种嵌入式设备的自适应数据恢复与更新方法，其特征在于，包括如下步骤：
设备启动后，处理单元产生存储单元读取信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到由处理单元产生的读取信号后，产生存储数据状态读取信号给状态响应单元；
状态响应单元检测到存储数据状态读取信号后，产生状态信息流给仲裁单元，并同时进行状态响应；所述进行状态响应包括：状态响应单元记录两个存储单元最新的状态信息；
仲裁单元检测到状态信息流后进行仲裁，在存储单元1与存储单元2中决定一个执行存储单元，并进行总线切换，建立处理单元与存储单元间的连接，并发送读信号给执行存储单元；
存储单元检测到读信号后，产生数据加载信号；
处理单元检测到数据加载信号后，从执行存储单元中加载数据并进行数据处理，在数据处理的过程中产生数据执行信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到数据执行信号后，根据仲裁规则判断当前执行存储单元中的数据是否正常，并产生仲裁信号给状态响应单元，同时根据仲裁结果决定是否要产生复位信号给处理单元并且将总线选择切换到另一个存储单元；
状态响应单元检测到仲裁信号后会将仲裁结果进行存储同时进行状态响应；
处理单元检测到复位信号后，设备会复位，然后处理单元会加载另一个存储单元中的数据；
在设备运行过程中，通信单元若通过外部通信接口检测到更新数据流，会产生数据更新信号给处理单元；
处理单元检测到数据更新信号后会接收更新数据，并产生存储单元写信号给仲裁单元；
仲裁单元检测到存储单元写信号后会产生仲裁信号给状态响应单元，同时切换总线建立处理单元与非执行存储单元的连接，并且产生写信号给非执行存储单元；
非执行存储单元检测到写信号后产生数据写入信号给处理单元；
处理单元检测到数据写入信号后将通信单元中接收的远程更新数据写入非执行存储单元。
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