利用FLASH内存进行备份存储的设计原理及其测试方案的练习

1、利用FLASH内存进行备份存储的设计原理及其测试方案的练习l 引言FLASH内存，已广泛应用于电子产品中，是掉电不丢失任何内容且能在上电时较容易更新内容的载体。对FLASH内存的访问（主要是写入），还是有一定的特殊性，也可以说是不方便性。特殊性是：对FLASH内存写入前，先要进行擦除操作。进行擦除操作时，不是以一个字节为单位来进行的，能操作的粒度是一个块，FLASH厂商将它命名为扇区（sector），含若干字节（由器件手册指明）。扇区是仍然沿袭ROM、EPROM、EEPROM等存储器件所采用的命名。从根源上来看，扇区是来自于硬盘、软盘等圆形存储介质的名称。所有的麻烦和问题的产生，都是由于块擦除

2、这一操作限制。上电更新内容时，若刚擦除完成就掉电，则不仅仅是你要写入的某字节内容丢失了，整个扇区的内容也全被擦得一干二净了；若擦除完正写入时掉电，则不能确定能写多少，反正是尾部的若干字节就面目全非了。解决FLASH中写入掉电麻烦和问题的设计方案是实行双备份写入方案。l 双备份写入方案的原理双备份写入方案，就是把同一内容（软件上可描述为一个结构体），依次在两个不同的FLASH扇区中写进去。要点是：n 依次先完成（擦除/写入）一个扇区，再完成（擦除/写入）另一扇区。不可先进行两个扇区的擦除，再进行两个扇区的写入。n 不同的扇区不可将两个结构写入同一扇区，哪怕这个结构小得只含一个字节。n 写入同一内

3、容要保证对FLASH的可靠写入，双备份写入方案是理所当然的方案。掌握了以上要点并按该要点来实施，在存储设计中，就不会留下因操作时突然掉电引起相关重要数据丢失的后患。POS的底层中，保存文件系统的FAT表、系统配置参数等处，就用到了双备份写入方案。l 上电后的校验、整理和恢复操作样例下面是一个FLASH中进行数据保存以及相关上电恢复过程的例子。假设POS中，要保存如下的系统配置数据，以结构描述为：struct uchar seq_no; / 写入操作的顺序号，每次增一后模10，取值范围09structuchar serial_no; / POS机的序列号uchar lcd_contrast; /

4、 LCD屏幕的对比度uchar mac_address6; / 以太网模块的MAC地址sys_cfg;uchar check_sum; / 校验码，其前面所有内容逐字节异和的结果packed_sys_cfg;从上面的结构可以看出，实际存储某结构数据（如sys_cfg）时，为了校对的目的，还需要增加一个写入序列号和一个校验和等两字段。写入序列号每次增一，以便与上一次的区分开来。模10的目的是为了保证该字节不为0xFF（扇区擦除后每个字节的取值）， 你也可以模20、30等等。POS按前面所述的双备份方案写入正确的packed_sys_config。写入过程的任意环节中，POS都可能掉电。重开机后，

5、POS将校验、整理和恢复该双备份区。校验、整理和恢复的原则是：l 如果某区中该结构的写入序列号非法或校验和错误，则该结构无效；从另一区中将结构数据拷贝（读取、擦除、写入）到该区来进行恢复。l 如果两区中数据均表现为写入序列号合法或校验和正确，且两区的写入序列号不同，则取紧跟在后一次的序列号的所在区作为正确区（如：1、2中取2；9、0中取0），并将此区的数据拷贝到另一区中。l 如果两区中数据均表现为写入序列号合法或校验和正确，且两区的数据完全相同，则无需整理和恢复。l 其他情况，则提示系统异常错误。明白了上面的这些，我们就来进行对校验、整理和恢复等操作的测试案例的设计练习。l 相关测试方案练习题

6、测试案例设计练习题：请列举出packet_sys_cfg的各种组合情况，以便测试出各种掉电状况下，POS重上电后，对packet_sys_cfg的恢复操作都是正确无误的（遵循设计要求）。注意，sys_cfg结构中有三个字段，不要求对它们三个分开对待和进行组合，作为一个考虑元素即可。将两个扇区用A B表示，先写A再写B：则组合情况有：1、正在写入A时断电，重上电后，A扇区该结构无效，从B恢复A的内容2、写入完A，正在写入B的时候断电，重上电后，B扇区该结构无效，从A恢复B的内容3、写入完A后断电，则此时A、B序列号假设为2、1，重上电后，则将A内容拷贝到B4、如果A、B都写完，重上电后，不进行任

7、何操作转发略作修订后的肖锦填的解答。 他的解答特点是：采用先分大类再细分的方式，表述简洁、层次分明、考虑周全。 注意，“分类”这个方法是解决很多复杂问题时的有效方法，希望大家能借鉴和有意识地使用。  较普遍存在的主要问题是：对异常情况考虑不周，如：·    工厂第一次操作时断电（可能仅操作到一个区，另一区为原始状态）·    驱动程序存在BUG的情况现在假设AB分别为packet_sys_cfg的一个实体1.不需要数据恢复的： A = B 既顺序号，内容，校验码都一致。2.需要数据恢复的：A. seq_no != B. seq_no  与 | A. seq_no - B. seq_no | = =1 与 A/B校验码正确。A/B中有一个的顺序号非法同时另一顺序号与校验码正确A/B中有一个的校验码错误同时另一顺序号与校验码正确A/B中有一个顺序号与校验码都非法同时 另一顺序号与校验码正确3. 异常的：AB顺序号相