設備啟動方法
2023-10-11 22:54:24 1
專利名稱：設備啟動方法
技術領域：
本發明涉及含有控制程序的電子設備，特別涉及含有控制程序的電子設備的啟動方法。
背景技術：
目前，絕大多數單板設備的程序一般至少由兩部分組成引導設備啟動的基本程序和應用程式。引導設備啟動的基本程序(BIOS)一般存儲在單獨的物理晶片中；應用程式和其它標誌信息(如表示應用程式可用或不可用的標誌信息)等存儲在閃速存儲器(FLASH)中。
FLASH是非易失性存儲器中的一種。之所以有這個名稱，是因為信息在一瞬間像閃電式的被存儲下來之後，即使除去電源，存儲於其中的信息依舊保留。該器件在設備上一般用來存儲應用程式、邏輯等。其特點如下1.讀寫單位是單字節、雙字節或4位元組；2.擦除只能是對存儲器內的一個塊(BLOCK)整個擦除，塊的大小由器件特性決定(如64K，128K等)；3.在寫入之前必須先執行擦除操作。
引導設備啟動的基本程序負責引導設備啟動以及當設備在進行基本的初始化後跳轉到應用程式進行啟動。為了加快啟動速度以及防止當存儲在FLASH中的應用程式被破壞後無法啟動，設計中一般在引導設備啟動的基本程序跳轉到應用程式之前先判斷應用程式是否可用，如果應用程式可用就直接跳到應用程式啟動，如果不可用就向主控板申請加載應用程式再進行啟動。
為了能夠在引導設備啟動的基本程序跳轉到應用程式之前先對應用程式是否可用進行判斷，就需要設置應用程式可用標誌，該標誌需要可讀可寫，並且保證在設備下電後不會丟失。因此，該標誌通常存儲在FLASH的某個塊中。如果該標誌僅僅簡單設置為可用或不可用兩種狀態，那麼應用程式在啟動過程中如果由於主控板忙無響應等某種原因失敗一次，此標誌就會因為啟動失敗而變為不可用狀態。可見，即使應用程式並沒有被破壞，當單板下次再啟動時仍要申請加載應用程式，這就可能更進一步的加重了主控板的負荷。所以，該標誌一般設置為某個初始數值，如設置該標誌的初始值為7，設備啟動開始時該標誌就減1變為6，如果啟動成功，就在啟動完成後把該標誌重新設為初始值7；如果啟動失敗，那麼該標誌就仍然保持啟動開始時設置的值6。如果再重複啟動6次仍然失敗，該標誌就變成了0。下次啟動時，引導設備啟動的基本程序跳轉到應用程式前發現該標誌為0(標誌為0或0xff表示應用程式不可用)，就開始申請加載應用程式。這樣的設計一方面能夠避免當應用程式被破壞後設備反覆不斷的重起並且失敗；另一方面可以減少申請加載的次數，有效地減輕了主控單板的負荷。
在實際應用中，上述方案存在以下問題設備在每次啟動開始和啟動成功時都要改寫存儲器內的應用程式可用標誌，降低了設備的啟動速度，也減短了存儲器的使用壽命。另外，應用程式可用標誌的的安全性也不夠高。比如說，如果單板設備在改寫存儲器內的應用程式可用標誌時突然復位，該標誌就會變成0xff，那麼，設備只能請求重新加載，但實際上此時設備中的應用程式可能是正常的。
造成這種情況的主要原因在於，無論設備啟動成功不成功，都要在啟動開始時先將存儲在FLASH內的應用程式可用標誌改寫為原來的數值減1；如果啟動成功，還要將該標誌還原為初始數值。另外，每次改寫，都要先進行擦除的操作，這是因為FLASH在寫的時候對每一個比特位只支持從0到1，不支持從1到0。而且，由於FLASH的特性，不可能只對要寫入的位置進行擦除，必須對該位置所在的整個塊進行擦除。所以，兩次的改寫不僅減短了存儲器的使用壽命，而且還降低了設備的啟動速度。如果在擦除後但尚未寫入應用程式可用標誌時，設備突然復位，那麼該標誌就會變成0xff，要求設備請求加載應用程式，大大影響了應用程式可用標誌的安全性。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種設備啟動方法，使得設備啟動速度加快，程序可用標誌的安全性提高，FLASH的使用壽命延長。
為實現上述目的，本發明提供了一種設備啟動方法，該設備中包含保存程序可用標誌的第一類存儲器，第一類存儲器在寫入前必須先擦除，而且寫入的最小單位小於擦除的最小單位，所述方法包含以下步驟在所述第一類存儲器中預先設置至少一組指定位置；每次啟動時，從當前組中最後一個已寫的指定位置讀取程序可用標誌，從該標誌中獲取上一次啟動的啟動計數，並判斷該計數是否達到預先設置的門限，如果是則重新加載程序；更新啟動計數後向當前組中第一個未寫的指定位置寫入程序可用標誌，並繼續啟動過程；其中，所述程序可用標誌中包含啟動計數的信息。
其中，所述指定位置有多組；並且，當每次啟動成功時，向下一組的第一個指定位置寫入代表成功啟動的程序可用標誌。
此外在所述方法中，還包含以下步驟當已寫的所述指定位置的組數達到預置門限時擦除所有已寫的程序可用標誌。
此外在所述方法中，當程序被重新加載時，擦除所有已寫的程序可用標誌。
此外在所述方法中，每次啟動時，寫入的所述程序可用標誌可以是當前啟動計數的16進位數值；當啟動成功時，寫入的所述程序可用標誌可以是16進位的「00」。
此外在所述方法中，各組所述指定位置設置在所述第一類存儲器的同一個塊內，擦除時將該塊內容全部擦除。
此外在所述方法中，一組中的所述指定位置可以依次鄰接；各組所述指定位置可以依次鄰接。
此外在所述方法中，每一個指定位置可以佔一個字節。
此外在所述方法中，所述第一類存儲器可以是閃速存儲器。
此外在所述方法中，所述設備可以是單板，所述程序可以是單板中的應用程式。
通過比較可以發現，本發明的技術方案與現有技術的主要區別在於，設置多個數組，每一次啟動時從最後一個已寫位置讀取上一次啟動時寫的程序可用標誌，如果啟動次數超過門限則重新加載程序，否則將含有本次啟動計數信息的程序可用標誌寫在數組中下一個未寫位置；如果啟動成功則將表示啟動成功的程序可用標誌寫在下一個數組的第一個位置；如果寫滿了預置的組數或者重新加載了程序後統一擦除已寫的各數組。上述數組一般設置在一個Block中，使擦除的效率最高。
這種技術方案上的區別，帶來了較為明顯的有益效果，即大大減少了擦除的次數。在現有技術中，對於一次正常的啟動，需要有兩次擦除的過程(啟動開始和啟動成功)，如果每個程序可用標誌佔一個字節，8個字節為一組，共設置1000組(佔8K字節)，則使用本發明的技術方案後1000次正常啟動才需要擦除1次。也就是說將擦除次數減少3個數量級，幾乎可以忽略不計。
因為絕大多數在啟動時不再需要擦除，而擦除的時間很長，所以可以加快設備啟動速度。
因為絕大多數在啟動時不擦除上一次的程序可用標誌，即使寫入標誌前單板復位也可以成功得到上一次的標誌，所以程序可用標誌的安全性得到提高。
因為擦除次數大大減少，而FLASH可擦除的次數是有限的，所以可以延長FLASH的使用壽命。
圖1是根據本發明第一實施例的提高標誌存儲可靠性的方法流程圖；圖2是程序可用標誌寫入FLASH中的第一示意圖；圖3是程序可用標誌寫入FLASH中的第二示意圖；圖4是程序可用標誌寫入FLASH中的第三示意圖；圖5是程序可用標誌寫入FLASH中的第四示意圖；圖6是程序可用標誌寫入FLASH中的第五示意圖。
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，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
本發明通過在第一類存儲器的塊(BLOCK)內劃分多個數組，並由數組內的不同位來表示設備的啟動次數和狀態。設備每次啟動時要先讀取上一次的啟動次數，如果啟動次數達到一定數量時就加載應用程式，將該塊擦除，並將表示啟動成功的程序可用標誌寫在該塊第一個數組的首字節；否則，就將該啟動次數加1，寫在數組內的下一個字節。如果本次啟動不成功，就由引導設備啟動的基本程序再次啟動設備；如果本次啟動成功，就將表示啟動成功的程序可用標誌寫在下一個數組內的首字節，如果本數組為該塊的最後一個數組，就同加載程序一樣，將該塊擦除，並將表示啟動成功的程序可用標誌寫在該塊第一個數組的首字節。
本發明的第一實施例如圖1所示，在步驟101中，由引導設備啟動的基本程序對設備進行啟動時，在第一類存儲器中讀取程序可用標誌。其中，第一類存儲器指的是類似於在寫入前必須先擦除，而且寫入的最小單位小於擦除的最小單位的存儲器，如FLASH等。程序可用標誌是表示應用程式被成功啟動的標誌或者是表示應用程式啟動次數的標誌，表示應用程式啟動次數的程序可用標誌其實就是對應用程式的啟動進行計數。具體的說，程序可用標誌是從第一類存儲器中一個塊內的一個數組中讀取的。也就是說，要將第一類存儲器中專門存放程序可用標誌的一個塊劃分成若干個數組。數組中的第一個字節用來表示應用程式被成功啟動的程序可用標誌，第二至第n個字節用來表示含有應用程式啟動次數信息的程序可用標誌。可見，數組所佔的字節數其實是由含有應用程式啟動次數信息的程序可用標誌所佔的字節數來決定的。比如說，數組中的第二個字節至第八個字節是用來表示含有應用程式啟動次數信息的程序可用標誌，那麼，該數組就要佔8個字節。在本實施例中，以每個數組佔8個字節為例。比如說，存儲程序可用標誌的塊有8k大小，由於每個數組佔8個字節，所以該塊有1000個數組。每個數組的第一個字節用來表示應用程式啟動成功的程序可用標誌，第二至第八個字節用來表示含有應用程式啟動次數信息的程序可用標誌。應用程式啟動成功的程序可用標誌可以用16進位的「00」來表示；含有應用程式啟動次數信息的程序可用標誌可以用16進位的數值來表示。比如說，啟動次數是2，那麼就用16進位的「02」來表示。由於第一類存儲器必須先擦再寫，也就是說未寫的部分一定是「1」。所以，讀取程序可用標誌時可以有多種處理方法，其中一種處理方法是從後往前讀，讀到第一個非「ff」的字節，就一定是上一次寫入的程序可用標誌。比如說，該塊有8k大小，首地址為ff00000000，末地址為ff3fffffff。如果上一次寫入的程序可用標誌是05，並且寫在第一組的第六個字節，也就是ff00000005處，那麼，從ff0000006開始到ff3fffffff為止都是未寫入部分。所以，從後往前讀時，從地址ff3fffffff到地址ff00000006讀到的都是「ff」，在地址ff00000005處讀到了「05」，那麼，可以判定「05」是上一次寫入的程序可用標誌，並且可以知道上一次是第五次啟動應用程式。
接著，進入步驟102，判斷在程序可用標誌中的啟動次數是否小於預置門限。所述的預置門限是預先設定的一個數值。如果連續7次啟動應用程式都失敗，就要求設備加載應用程式，那麼該數值就應設置為7。其實，由於數組的第二個至最後一個字節是用來表示對應用程式的啟動進行計數的程序可用標誌，因此，預置門限也與數組的大小有關，預置門限不能大於數組中所能計數的範圍。比如說，在本實施例中，數組的大小設置為8個字節，那麼對應用程式所能計數的範圍就是1至7，因此，預置門限就不能大於7。由於程序可用標誌是通過從後往前的方式讀取的，所以，讀取到的程序可用標誌可能是含有應用程式啟動次數信息的程序可用標誌，如上述例子中的「05」，也有可能是代表應用程式啟動成功的程序可用標誌「00」。如果是「05」，並且預置門限是7的話，就可以判斷出應用程式的啟動次數小於預置門限；如果是「00」，就說明上一次設備成功啟動了應用程式，那麼就可以認為上一次應用程式的啟動次數是第0次，自然也小於預置門限。如果在程序可用標誌中的啟動次數小於預置門限，就進入步驟103；否則，也就是程序可用標誌中的啟動次數達到預置門限時，進入步驟108。
在步驟103中，在指定位置寫入更新後的啟動次數。其中，指定位置指的是上一次寫入程序可用標誌處的下一個字節。由於只有在應用程式啟動次數小於預置門限時才可能進入本步驟，並且數組中的計數範圍一定是大於等於預置門限，所以，上一次寫入程序可用標誌處的下一個字節，也就是當前數組中第一個未寫的字節。更新後的啟動次數就是上一次的啟動次數加1。針對上述案例，如果在ff00000005處讀到了「05」，得知上一次對應用程式的啟動是第五次，那麼就要將「06」寫入ff00000006處，表示本次對應用程式的啟動是第六次。本步驟通過將上一次應用程式的啟動次數加1當作程序可用標誌寫入指定位置，達到在步驟101中所述的讀取的程序可用標誌含有應用程式啟動次數的目的，也就是對應用程式的啟動進行計數。需要說明的是，即使讀取的應用程式成功啟動的程序可用標誌「00」，也可以將其視為上一次對應用程式的啟動是第0次，那麼，本次對應用程式的啟動就是第1次。
接著，進入步驟104，由引導設備啟動的基本程序來啟動應用程式。
接著，進入步驟105，如果應用程式啟動成功，就進入步驟106；否則，回到步驟101，由引導設備啟動的基本程序啟動設備時，重新讀取程序可用標誌。
在步驟106中，判斷當前數組是否為最後的一個數組。針對上述案例，用來存儲程序可用標誌的塊大小為8k，首地址為ff00000000，末地址為ff3fffffff。由於每個數組佔8個字節，所以最後一個數組的地址是從ff3ffffff8至ff3fffffff，因此，如果在步驟103中寫入的指定位置是在ff3ffffff8至ff3fffffff內，那麼當前數組就是最後一個數組。如果當前數組是最後一個數組，就說明塊內的數組已全部用完，要寫入應用程式的啟動成功標誌就要先將該塊擦除，再在其中第一個數組的第一個字節中寫入表示應用程式啟動成功的程序可用標誌，也就是進入步驟109至110。如果當前數組不是最後的一個數組，就進入步驟107。
在步驟107中，在下一個數組的第一個字節處寫入程序可用標誌，該程序可用標誌指的是表示應用程式成功啟動的標誌「00」。針對上述案例，如果在ff0000005處讀取的程序可用標誌是「05」，將程序可用標誌中的計數加1，也就是「06」，寫入ff00000006處後，在本步驟中，就要將「00」寫入下一個數組的第一個字節，也就是ff00000008處(由於每個數組佔8個字節，所以第一個數組是從ff00000000至ff00000007，第二個數組就是從ff00000008起始)。
在步驟108中，通過引導設備啟動的基本程序對設備加載應用程式。因為當應用程式的啟動次數達到預置門限時，才會進入本步驟，也就說明應用程式已被破壞，所以，在本步驟中要通過引導設備啟動的基本程序來加載應用程式。此後進入步驟109。
在步驟109中，擦除所有程序可用標誌。也就是說，設備一旦加載了應用程式或者所有的數組都已經寫完，就要對用來存儲程序可用標誌的塊進行擦除。從這裡可以看到，本發明大大減少了擦除的次數。在現有技術中，對於一次正常的啟動，需要有兩次擦除的過程(啟動開始和啟動成功)，如果每個程序可用標誌佔一個字節，8個字節為一組，共設置1000組(佔8K字節)，則使用本發明的技術方案後1000次正常啟動才需要擦除1次。也就是說將擦除次數減少3個數量級，幾乎可以忽略不計。因為擦除次數減少，所以設備啟動速度加快了，FLASH的使用壽命延長了，程序可用標誌的安全性也提高了。
在步驟110中，寫入程序可用標誌。該程序可用標誌指的是代表應用程式成功啟動的「00」，並且寫入的位置應是該塊的第一個數組中的第一個字節。針對上述案例，用來存儲程序可用標誌的塊大小為8k，首地址為ff00000000。那麼，該塊的第一個數組就是從ff00000000至ff00000007，設備在加載了應用程式後，就要將「00」寫入ff00000000處。
為了使本實施例更加清楚，下面舉幾個簡單的例子來說明寫入FLASH中的程序可用標誌。
在正常情況時，當設備正常啟動了兩次後FLASH中的程序可用標誌如圖2所示。
在正常情況時，當設備兩次啟動失敗，第三次啟動成功後FLASH中的程序可用標誌如圖3所示。
在錯誤情況時，當設備啟動失敗了4次仍未成功後FLASH中的程序可用標誌如圖4所示。
如果設備啟動失敗了7次以上，發起加載APP流程時FLASH中的程序可用標誌如圖5所示。
當設備在APP加載成功後FLASH中的程序可用標誌如圖6所示。
需要說明的是，本實施例中所述的設備可以是單板設備。
雖然通過參照本發明的某些優選實施例，已經對本發明進行了圖示和描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種設備啟動方法，該設備中包含保存程序可用標誌的第一類存儲器，第一類存儲器在寫入前必須先擦除，而且寫入的最小單位小於擦除的最小單位，其特徵在於，所述方法包含以下步驟在所述第一類存儲器中預先設置至少一組指定位置；每次啟動時，從當前組中最後一個已寫的指定位置讀取程序可用標誌，從該標誌中獲取上一次啟動的啟動計數，並判斷該計數是否達到預先設置的門限，如果是則重新加載程序；更新啟動計數後向當前組中第一個未寫的指定位置寫入程序可用標誌，並繼續啟動過程；其中，所述程序可用標誌中包含啟動計數的信息。
2.根據權利要求1所述的設備啟動方法，其特徵在於，所述指定位置有多組；並且，當每次啟動成功時，向下一組的第一個指定位置寫入代表成功啟動的程序可用標誌。
3.根據權利要求2所述的設備啟動方法，其特徵在於，還包含以下步驟當已寫的所述指定位置的組數達到預置門限時擦除所有已寫的程序可用標誌。
4.根據權利要求3所述的設備啟動方法，其特徵在於，當程序被重新加載時，擦除所有已寫的程序可用標誌。
5.根據權利要求4所述的設備啟動方法，其特徵在於，每次啟動時，寫入的所述程序可用標誌可以是當前啟動計數的16進位數值；當啟動成功時，寫入的所述程序可用標誌可以是16進位的「00」。
6.根據權利要求3所述的設備啟動方法，其特徵在於，各組所述指定位置設置在所述第一類存儲器的同一個塊內，擦除時將該塊內容全部擦除。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的設備啟動方法，其特徵在於，一組中的所述指定位置可以依次鄰接；各組所述指定位置可以依次鄰接。
8.根據權利要求7所述的設備啟動方法，其特徵在於，每一個指定位置可以佔一個字節。
9.根據權利要求1至6中任一項所述的設備啟動方法，其特徵在於，所述第一類存儲器可以是閃速存儲器。
10.根據權利要求9所述的設備啟動方法，其特徵在於，所述設備可以是單板，所述程序可以是單板中的應用程式。
全文摘要
本發明涉及含有控制程序的電子設備，公開了一種設備啟動方法，使得設備啟動速度加快，程序可用標誌的安全性提高，FLASH的使用壽命延長。本發明中，設置多個數組，每一次啟動時從最後一個已寫位置讀取上一次啟動時寫的程序可用標誌，如果啟動次數超過門限則重新加載程序，否則將含有本次啟動計數信息的程序可用標誌寫在數組中下一個未寫位置；如果啟動成功則將表示啟動成功的程序可用標誌寫在下一個數組的第一個位置；如果寫滿了預置的組數或者重新加載了程序後統一擦除已寫的各數組。上述數組一般設置在一個Block中，使擦除的效率最高。
文檔編號G06F9/445GK1858703SQ20051011310
公開日2006年11月8日 申請日期2005年10月13日 優先權日2005年10月13日
發明者韓富榮 申請人:華為技術有限公司