一種延長非易失存儲器壽命的計數方法和裝置的製作方法
2023-09-10 12:27:20
專利名稱：一種延長非易失存儲器壽命的計數方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子器件與電路技術領域，特別涉及一種延長非易失存儲器壽命的計數方法和裝置。
背景技術：
計數器用於對事件發生次數的統計或者對時間的連續累計，是較長時間範圍內，對特定事件進行連續統計、存儲的設備。計數器的一般結構如圖1所示，由運算單元101和計數單元102組成。計數單元102由存儲器103組成。對於頻繁掉電的設備，為了不丟失信息，通常採用非易失存儲器件作為二進位的存儲單元，如快閃記憶體只讀存儲器(Flash Read-Only memory，FLASHROM)、可擦除可編程只讀存儲器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)、電擦除可編程只讀存儲器(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory，EEPROM)等，作為計數器的存儲器。相對於EPROM、EEPROM來說，FLASH ROM具有快速擦除/編程的特點，因此使用更加廣泛。FLASH ROM器件內置編程電壓發生器(ProgrammingVoltage Generator，PVG)，可以產生擦寫所需的高電壓，擦除的操作實質是向非「1」位通過高電壓置「1」，由於電子強制穿透氧化層，致使氧化層不可逆地損耗變薄，直至最終擊穿，因而FLASH ROM器件的擦寫次數是有限的，一般在10K-1000K次。通常存儲單元數值由「0」到「1」的變化屬於擦除過程，算作1次寫；由「1」到「0」的變化不影響壽命。
如圖1所示的計數器的工作流程如下步驟a、運算單元101收到計數信號；步驟b、運算單元101讀取計數單元102的存儲器103中已存儲的數據，並進行統計計數的運算，如累加、遞減等；步驟c、運算單元101將運算後得到的數據存入計數單元102的存儲器103中。
當計數器收到下一個計數信號，則重複執行上述三個步驟。
由以上流程可以看出，計數器每計數一次，就要讀寫存儲器一次。通常包括FLASH ROM在內的非易失存儲器的擦寫壽命都是有限的，如果頻繁寫非易失存儲器，用來存儲數據低位的存儲器會很快失效，而導致計數器失效。雖然可以通過輪流寫入不同的存儲器單元來提高存儲器的使用壽命，但這樣一來就需要在計數器中配置更多的存儲器單元，同時軟硬體的複雜度也會加大。
專利申請號為0081445.0，發明名稱為「延長貯存在非易失存儲器中順序計數器單元壽命的方法與設備」的發明專利，公開了一種可以延長非易失存儲器使用壽命的計數方法。該方法採用非易失存儲器作為計數器的二進位存儲單元，當收到一個計數信號時，從多個二進位存儲單元裡選出某個二進位存儲單元，翻轉該選出的二進位存儲單元的狀態；在收到N個計數器更新信號後，對與多個二進位存儲單元分開的一個寄存器增數，對於以後的計數器信號重複上述過程；在每次重複過程期間，平均以同樣的次數翻轉多個二進位存儲單元的每個存儲單元；多個二進位存儲單元的狀態和寄存器值代表任何指定時刻的計數器值。
由於該方法需要開闢內存單元處理計數指針，如果設備發生掉電，內存中存儲的數據會丟失且無法恢復，即使從非易失存儲器恢復數據，也會影響計數精度，因此不適用於頻繁掉電的環境；同時該方法的計算方法複雜，使得計數器的軟硬體複雜度增加。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於，提出一種延長非易失存儲器壽命的計數方法，無須佔用多餘的非易失存儲器，並能延長所使用的非易失存儲器的壽命。
本發明方法包括以下步驟A、接收外部的計數信號，根據所接收的計數信號對預先設置的循環計數隊列進行移位操作；B、判斷當前循環計數隊列中的移位操作是否全部完成，若是，則執行步驟C；否則返回步驟A；C、將循環計數隊列中的數值全部置初值；讀取用於存儲計數值的非易失存儲器中的數值並對所讀取的數值進行計數運算，將運算後的結果存入用於存儲計數值的非易失存儲器，並返回步驟A。
較佳地，該方法進一步包括D、收到外部的讀取計數值命令，讀取用於存儲計數值的非易失存儲器中的值，並將所讀取的計數值乘以計數單位得到的結果作為第一計數值；讀取當前循環計數隊列的數值，並將所讀取的數值轉換為第二計數值；E、運算單元將步驟D得到的兩個計數值進行計數運算，將運算後的結果作為計數器的計數結果。
較佳地，步驟D中所述將循環計數隊列的數值轉換為第二計數值的方法為統計循環計數隊列中已進行移位操作的數值的個數，並將所統計的個數作為第二計數值。
較佳地，步驟D中所述將所讀取的計數值乘以計數單位為將所讀取的計數值乘以循環計數隊列中二進位存儲單元的數目。
步驟E中所述的計數運算為加法運算或減法運算。
較佳地，所述設置為初值為將循環計數隊列中所有數值設置為1；相應步驟A中所述進行移位操作為循環計數隊列中的數值向高位移動1位，最低位補0；或者，循環計數隊列中的數值向低位移動1位，最高位補0。
所述設置為初值還可以為將循環計數隊列中所有數值設置為0；相應步驟A中所述進行移位操作為
循環計數隊列中的數值向高位移動1位，最低位補1；或者，循環計數隊列中的數值向低位移動1位，最高位補1。
本發明的另一目的在於，提出一種延長非易失存儲器壽命的計數裝置，包括由多個非易失存儲器構成計數單元，其特徵在於，該裝置還包括循環計數單元，用於接收計數信號，並對所接收的計數信號進行循環計數，在收到設置初始值信號時初始化循環計數的數值；寫判斷器，用於判斷所接收的循環計數單元的數值，並根據判斷的結果向循環計數單元發出設置初始值信號並向運算單元發出寫使能信號；運算單元，根據寫使能信號讀取計數單元中非易失存儲器所存儲的計數值並進行計數運算，並將運算後的結果寫入計數單元。
較佳地，所述運算單元為包括下述功能的運算單元讀取計數單元中非易失存儲器存儲的計數值，將讀取的計數值乘以計數單元的計數單位得到計數單元的計數值；讀取循環計數單元的數值，將讀取的數值轉換為循環計數單元的計數值；對計數單元的計數值和循環計數單元的計數值進行計數運算。
所述循環計數單元包括由多個二進位存儲單元組成的循環計數隊列和用於控制該循環計數隊列進行循環移位計數的控制電路。
較佳地，所述組成循環計數隊列的二進位存儲單元為非易失存儲器。
所述寫判斷器由邏輯判斷電路構成。
從以上技術方案可以看出，本發明首先由循環計數隊列對計數信號進行計數，當達到循環計數隊列的計數最大值時才對計數單元的非易失存儲器進行一次寫操作，同時循環計數隊列中的每個作為二進位存儲單元的非易失存儲器也只進行一次寫操作，這樣就大大降低了對非易失存儲器寫操作的頻率，從而延長了非易失存儲器的使用壽命，並且實現方式簡單，適用於頻繁掉電的環境。
圖1所示為現有技術的計數器裝置結構圖；圖2所示為本發明的計數器裝置結構圖；圖3a和3b所示為本發明實施例中計數器進行計數和讀數的工作流程圖。
具體實施例方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細闡述。
本發明的計數器可以作為累加器或減法計數器，在以下的說明中都是以累加器為例。計數器的裝置結構如圖2所示，包括如下部分運算單元201，用於接收寫判斷器204的寫使能信號，根據收到的寫使能信號讀取計數單元202的計數值，並對所讀取的計數值實現一定順序的數字統計計數運算，在本實施例中，計數器作為累加計數器，因此運算單元201進行累加運算；計數單元202，包括由一組非易失存儲器構成的存儲單元，用於保存統計計數的結果；循環計數單元203，由一組非易失存儲器按照左高位右低位的順序構成的循環計數隊列和控制電路構成，用於接收外部的計數信號，並對所接收的計數信號進行循環計數。其中，非易失存儲器用於存儲循環計數隊列的數值，其初始值全部為1；控制電路用於控制構成循環計數隊列的非易失存儲器所存儲的數值按照循環移位的邏輯從1變化到0；控制電路還用於當收到設置初始值信號時，將所有非易失存儲器所存儲的數值全部變為1。循環計數的最大計數值跟構成該循環計數隊列的非易失存儲器數目相關，本實施例中，循環計數的最大數值等於構成該循環計數隊列的非易失存儲器數目；寫判斷器204由邏輯判斷電路組成，用於根據循環計數單元203的循環計數隊列的數值判斷是否向運算單元201發出寫使能信號。
RNA純化方法通過旋轉柱型RNA純化裝置對RNA純化的方法下面的表2中，顯示了DNA純化溶液的DNA量和RNA含量，以及RNA純化溶液的RNA量和DNA含量。對於各種有機溶劑的給定濃度來說，DNA純化溶液幾乎不含RNA，並且，RNA純化溶液幾乎不含DNA，純化分離出了高純度的DNA和RNA。
表2
F)驗證實驗3在含有DNA和RNA的生物材料和離液劑的混合液中添加有機溶劑，僅使DNA不溶，來分離純化DNA和RNA的方法，可以通過使用各種純化裝置實施。在本實驗中，為了評價DNA和RNA的分離純化效果與各種純化裝置的關係，在使用旋轉柱型或晶片型的DNA純化裝置和RNA純化裝置的方法中，通過以下的條件分離純化DNA和RNA。
生物材料白血球(相當於600μl全血)有機溶劑70％(V/V)2-丙醇水溶液下面的表3中，顯示了DNA純化溶液的DNA量和RNA含有率，以及RNA純化溶液的RNA量和DNA含有率。在各種方法中，DNA純化溶液幾乎不含RNA，並且，RNA純化溶液幾乎不含DNA，純化分離出了高純度的DNA和RNA。
圖2所示的計數器的工作流程如圖3所示，包括彼此相互獨立的計數工作流程和讀數工作流程，其中計數工作流程如圖3a所示，包括如下步驟步驟301a運算單元201收到來自外部的計數信號，將所收到的計數信號發送給循環計數單元203；步驟302a循環計數單元203收到計數信號後，將循環計數隊列中的數值右移1位，高位補0，並將隊列中的數值輸出到寫判斷器204；步驟303a寫判斷器204判斷循環計數單元203所輸入的數值，如果全為0，即循環計數隊列已完成全部移位操作，則向循環計數單元203輸出設置初始值信號，並向運算單元201輸出寫使能信號，繼續執行步驟304a；如果為其他值，則不輸出控制信號並返回步驟301a；步驟304a循環計數單元203收到設置初始值信號後，將循環計數隊列中各個非易失存儲器的值設置為1；運算單元201收到寫使能信號，讀取計數單元202所存儲的值，並將該值加1，即實際的計數值增加16，將加1後的數值寫入計數單元202中；執行完畢後，再跳回步驟301a。
上述步驟302a也可以為循環計數單元203收到計數信號後，將計數隊列中的數值左移1位，低位補0，並將隊列中的數值輸出到寫判斷器204。
如果在計數過程中需要讀取計數器的計數值，則執行如下讀數工作流程，如圖3b所示，包括以下步驟步驟301b運算單元201收到外部的讀取計數值命令，讀取循環計數單元203的循環計數隊列中的數值並轉換為計數值，具體做法是統計循環計數隊列中0的數目，即已進行移位操作的存儲單元的數值的數目，並將該數目作為循環計數單元203的計數值；讀取計數單元202的非易失存儲器中存儲的數值，並將該數值乘以16作為計數單元202的計數值；這裡，可以將計數單元202的計數值和循環計數單元203的計數值分別稱為第一計數值和第二計數值。
步驟302b運算單元201將步驟301b中得到的兩個計數值相加，得到的和即為該計數器的計數值。
在上述實施例中，循環計數隊列的初值全部設置為1，移位操作為左移1位，低位補0或者右移1位，高位補0；而實際應用中，也可以將循環計數隊列的初值全部設置為0，相應地，移位操作為左移1位，低位補1或者右移1位，高位補1。
由以上工作流程可以看出，本發明實施例中採用了2位元組也就是16個非易失存儲器作為循環計數隊列，每計數16次該計數隊列中的非易失存儲器執行一次寫操作，計數單元的最低位也執行一次寫操作，這樣就大大的減少了對非易失存儲器進行寫入操作的頻率。實際應用中，也可將循環計數隊列中非易失存儲器的數目設置為其他值。
假設非易失存儲器的最大寫壽命為216次，若計數單元採用現有技術的計數器通常採用的16個非易失存儲器作為存儲單元，在非易失存儲器同樣寫入216次的條件下，本發明計數器的最大計數值為Cmax＝(216-1)×24≈106，最大計數次數Countmax＝(216-1)×24＝Cmax≈106；而現有技術的計數器最大計數值和最大計數次數為Cmax＝Countmax＝216＝65535。如果都用來實現時鐘計數的功能，本發明的計數器中所使用的非易失存儲器的使用壽命是現有技術計數器中非易失存儲器的使用壽命的16倍。
減法計數器及其方法的實現可以參照上述累加器的描述得出，故不再贅述。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種延長非易失存儲器壽命的計數方法，其特徵在於，該方法包括如下步驟A、接收外部的計數信號，根據所接收的計數信號對預先設置的循環計數隊列進行移位操作；B、判斷當前循環計數隊列中的移位操作是否全部完成，若是，則執行步驟C；否則返回步驟A；C、將循環計數隊列中的數值全部設置為初值；讀取用於存儲計數值的非易失存儲器中的數值並對所讀取的數值進行計數運算，將運算後的結果存入用於存儲計數值的非易失存儲器，並返回步驟A。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括D、讀取用於存儲計數值的非易失存儲器中的值，並將所讀取的計數值乘以計數單位得到的結果作為第一計數值；讀取當前循環計數隊列的數值，並將所讀取的數值轉換為第二計數值；E、運算單元將步驟D得到的兩個計數值進行計數運算，將運算後的結果作為計數器的計數結果。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟D中所述將循環計數隊列的數值轉換為第二計數值的方法為統計循環計數隊列中已進行移位操作的數值的個數，並將所統計的個數作為第二計數值。
4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，步驟D中所述將所讀取的計數值乘以計數單位為將所讀取的計數值乘以循環計數隊列中二進位存儲單元的數目。
5.根據權利要求1、2、3或4所述的方法，其特徵在於，步驟E中所述的計數運算為加法運算或減法運算。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述步驟A之前，該方法進一步包括將循環計數隊列中所有數值設置為初值。
7.根據權利要求1、2、3、4或6所述的方法，其特徵在於，所述設置為初值為將循環計數隊列中所有數值設置為1；步驟A中所述進行移位操作為循環計數隊列中的數值向高位移動1位，最低位補0；或循環計數隊列中的數值向低位移動1位，最高位補0；或者，所述設置為初值為將循環計數隊列中所有數值設置為0；步驟A中所述進行移位操作為循環計數隊列中的數值向高位移動1位，最低位補1；或循環計數隊列中的數值向低位移動1位，最高位補1。
8.一種延長非易失存儲器壽命的計數裝置，包括由多個非易失存儲器構成的計數單元，其特徵在於，該裝置還包括循環計數單元，用於接收計數信號，並對所接收的計數信號進行循環計數，在收到設置初始值信號時初始化循環計數的數值；寫判斷器，用於判斷所接收的循環計數單元的數值，並根據判斷的結果向循環計數單元發出設置初始值信號並向運算單元發出寫使能信號；運算單元，用於根據寫使能信號讀取計數單元中非易失存儲器所存儲的計數值，並對該計數值進行計數運算，將運算後的結果寫入計數單元。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述運算單元為還包括下述功能的運算單元讀取計數單元中非易失存儲器存儲的計數值，將讀取的計數值乘以計數單元的計數單位，得到計數單元的計數值；讀取循環計數單元的數值，將讀取的數值轉換為循環計數單元的計數值；對計數單元的計數值和循環計數單元的計數值進行計數運算。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述循環計數單元包括由多個二進位存儲單元組成的循環計數隊列和用於控制該循環計數隊列進行循環移位計數的控制電路。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述組成循環計數隊列的二進位存儲單元為非易失存儲器。
12.根據權利要求9、10或11所述的裝置，其特徵在於，所述寫判斷器由邏輯判斷電路構成。
全文摘要
本發明公開了一種延長非易失存儲器壽命的計數方法，該方法包括A.接收外部的計數信號，根據所接收的計數信號對循環計數隊列進行移位操作；B.判斷當前循環計數隊列中的移位操作是否全部完成，若是，則執行步驟C；否則返回步驟A；C.將循環計數隊列中的數值全部設置為初值；讀取用於存儲計數值的非易失存儲器中的數值並對所讀取的數值進行計數運算，將運算後的結果存入用於存儲計數值的非易失存儲器，並返回步驟A。本發明還公開了採用上述計數方法的計數裝置。通過應用本發明方案，可以延長計數裝置中非易失存儲器的使用壽命，並且實現方式比較簡單。
文檔編號G11C8/04GK1858855SQ20061000835
公開日2006年11月8日 申請日期2006年2月17日 優先權日2006年2月17日
發明者王勇 申請人:華為技術有限公司