裝置和數據保存處理方法與流程

2024-03-09 14:33:15

本文中討論的實施例涉及裝置和數據保存處理方法。

背景技術：

諸如智慧型電話或智能手錶的智能裝置的閒置模式的時段比智能裝置運行的時間長。例如，智能手錶在有限的時機運行，例如當智慧型電話向智能手錶通知事件時或者當用戶改變設置時，並且在剩餘時段中智能手錶處於閒置模式。圖12是用於說明智能手錶的操作的圖。

如圖12所示，例如，當處於ble(藍牙(商標)低能量)待機閒置模式的智能手錶8接收到來自智慧型電話9的事件時，智能手錶8通過使用例如振動或led燈向用戶通知該事件。智能手錶8根據用戶的操作來執行例如傳送電子郵件消息的操作，然後返回到閒置模式。

如上所述，智能裝置的閒置模式的時段是長的，並且因此降低閒置模式期間的功耗能夠延長電池的運行時間。因此，已存在一種用於使智能裝置的模式從閒置模式變換成休眠模式的技術。圖13是用於說明通過使用休眠來降低功耗的圖。

如圖13所示，雖然在智能裝置處於活躍模式時功耗增加，但活躍模式的時段比閒置模式的時段短。因此，通過使用休眠來降低閒置模式下的功耗使得能夠降低智能裝置的功耗。在圖13中，「閒置模式下的功率(舊)」表示在不執行休眠的情況下閒置模式下的功耗，而「閒置模式下的功率(新)」表示在執行休眠的情況下閒置模式下的功耗。

為了使智能裝置的模式變換成休眠模式，需要保存中央處理單元(cpu)和存儲器的數據，並且在智能裝置進入活躍模式時恢復所保存的數據。圖14是用於說明根據模式變換進行數據保存和數據恢復的圖。

如圖14所示，智能手錶8在從活躍模式變換到休眠模式之前執行數據保存處理，在從休眠模式恢復之前執行數據恢復處理。因此，對於休眠，重要的是儘可能地縮短用於保存數據的時間和用於恢復數據的時間。圖15是用於說明減小用於保存數據的時間的技術的圖。

如圖15所示，為了縮短保存數據的時間，處於活躍模式的智能手錶8在存儲裝置7中定期地創建存儲器中的數據的副本。在保存處理中，智能手錶8僅僅將相對於最新副本改變的數據保存在存儲裝置7中。通過如上所述僅僅將相對於最新副本改變的數據保存在存儲裝置7中，智能手錶8能夠縮短用於保存數據的時間。

對於數據恢復，已存在一種技術，其中在從開啟模式變換到關斷模式時，根據每個處理單元劃分處理數據，並且隨後保存處理數據，並且在從關斷模式變換到開啟模式時，僅僅恢復用於要重新啟動的處理的處理數據，由此縮短恢復時間。

還存在另一種技術，其中在合適的時間將處於閒置模式的裝置的裝置狀態寫入非易失性存儲器中，並且在執行中斷處理時，僅僅存儲沒有被存儲的裝置的狀態，由此縮短存儲狀態所花費的時間。

還存在另一種技術，其中根據從上次寫入起所逝去的時間或者根據隨機存取存儲器(ram)中的數據的重要性來定期地將存儲在ram中的數據寫入快閃記憶體中，這使得能夠更長時間地使用快閃記憶體。還存在另一種技術，其中將快閃記憶體中的更新數據劃分為不太頻繁改變的高位數據(higherdata)和頻繁改變的低位數據(lowerdata)，並且當針對高位數據存儲相同數據時，不執行寫入，這縮短了用於執行寫入的時間並且抑制壽命縮短。

專利文獻1：日本公開專利公布第2009-104320號

專利文獻2：日本公開專利公布第11-134075號

專利文獻3：日本公開專利公布第10-133940號

專利文獻4：日本公開專利公布第2014-215628號

在活躍模式下在存儲裝置中定期地創建存儲器中的數據的副本以便縮短保存數據的時間的常規技術的問題在於：存儲裝置中的寫入次數增加，並且因而諸如快閃記憶體的存儲裝置的壽命縮短。

因此，本發明的實施例的一個方面的目的在於降低在活躍模式下用於數據保存的寫入頻率，以抑制存儲裝置的壽命縮短。

技術實現要素：

根據實施例的方面，一種裝置包括預複製單元，該預複製單元在非易失性存儲裝置中創建由切換到後臺的應用(application)所使用的存儲器區域的副本；以及保存單元，在變換到休眠模式時，該保存單元在非易失性存儲裝置中創建下述存儲器區域的副本：該存儲器區域由正常應用所使用並且排除副本已被預複製單元創建的存儲器區域。

附圖說明

圖1是用於說明根據第一實施例的數據保存和數據恢復的圖；

圖2是根據第一實施例的智能裝置的功能配置的圖；

圖3是示例性存儲器管理表的圖；

圖4是由預複製創建器所執行的處理的流程的流程圖；

圖5是由未複製區域保存單元執行的處理的流程的流程圖；

圖6是由待保存區域選擇單元執行的處理的流程的流程圖；

圖7是用於說明根據第二實施例的數據保存和數據恢復的圖；

圖8a是用於說明交換和休眠的第一圖；

圖8b是用於說明交換和休眠的第二圖；

圖9是根據第二實施例的智能裝置的功能配置的圖；

圖10是由未複製區域保存單元執行的處理的流程的流程圖；

圖11是執行根據第一實施例和第二實施例的數據保存處理程序的計算機的硬體配置的圖；

圖12是用於說明智能手錶的操作的圖；

圖13是用於說明通過使用休眠來降低功耗的圖；

圖14是用於說明數據存儲和數據恢復的圖；以及

圖15是用於說明縮短用於保存數據的時間的技術的圖。

具體實施方式

將參照附圖來說明本發明的優選實施例。注意，實施例不限制本文中公開的技術。

[a]第一實施例

首先，將描述由根據第一實施例的智能裝置執行的數據保存和數據恢復。圖1是用於說明由根據第一實施例的智能裝置執行的數據保存和數據恢復的圖。圖1圖示了作為示例性智能裝置的智能手錶。

如圖1所示，活躍模式下的根據第一實施例的智能裝置1在應用的模式改變時將數據保存在休眠區域中。應用是指由智能裝置1執行的應用。休眠區域是在智能裝置1變換成休眠模式時其中保存cpu和存儲器的數據的區域並且是位於存儲裝置7中的區域。存儲裝置7是在寫入次數方面具有限制的非易失性存儲裝置，並且例如是快閃記憶體。

當應用從前臺切換到後臺時，智能裝置1將由該應用使用的存儲器區域的數據保存在休眠區域中。前臺是指其中將應用輸出的畫面顯示在顯示裝置上的模式，而後臺是指其中應用輸出的畫面未被顯示在顯示裝置上的模式。應用使用的存儲器區域的數據包含應用的程序代碼。

後臺應用駐留在存儲器中，但是未被執行。因此，在從智能裝置1啟動時起的時間變長時，在休眠模式下存在由該應用佔據的大量存儲器區域。除非應用被切換或者應用被強制終止，否則在休眠模式下由該應用佔據的存儲器區域不會改變。相應地，預先保存由後臺應用使用的存儲器區域的數據並且不對其進行更新，因而在變換成休眠模式時不需要數據保存。

因此，在變換成休眠模式時，智能裝置1在保存處理中僅僅將未被保存的數據共同保存在休眠區域中。在智能裝置1從休眠模式恢復時，智能裝置1在恢復處理中恢復休眠區域中的數據。

以這種方式，在應用從前臺切換到後臺時，智能裝置1將由該應用使用的存儲器區域的數據保存在存儲裝置7中。因此，相比於定期性地保存存儲器的數據的情況，智能裝置1能夠減少在存儲裝置7中寫入的次數。

接下來將描述根據第一實施例的智能裝置1的功能配置。圖2是根據第一實施例的智能裝置1的功能配置的圖。如圖2所示，智能裝置1包括終端模式控制器2、存儲器管理器3、應用管理器4和數據保存處理器5。

終端模式控制器2管理智能裝置1的模式。智能裝置1的模式包括活躍模式和休眠模式。在智能裝置1的模式向休眠模式轉換時，終端模式控制器2將向休眠模式的變換通知給休眠單元30，休眠單元30將在下文進行描述。

存儲器管理器3按塊管理存儲器6。存儲器管理器3創建存儲器管理表，其將在下文進行描述。應用管理器4管理應用的模式。應用管理器4使應用啟動和結束，以及使應用在前臺和後臺之間切換，即應用管理器4負責對應用的整體控制。應用管理器4將應用的執行狀態通知給預複製創建器21，預複製創建器21將在下文進行描述。

數據保存處理器5執行與將存儲在存儲器6中的數據保存在存儲裝置7中相關的處理。數據保存處理器5包括存儲器管理表存儲單元10、數據複製管理器20和休眠單元30。

存儲器管理表存儲單元10存儲存儲器管理表，在存儲器管理表中登記用於針對每個塊管理存儲器6的狀態的信息。圖3是示例性存儲器管理表的圖。如圖3所示，在存儲器管理表中，針對每個塊，地址和副本創建狀態彼此相關聯。地址表示塊的頂部地址(topaddress)和最後地址(lastaddress)。

副本創建狀態表示是否在存儲裝置7中創建了塊的副本，並且「已複製」表示在存儲裝置7中創建了塊的副本並且「未複製」表示在存儲裝置7中沒有創建塊的副本。對於未使用的塊，將「(未使用)」用作副本創建狀態。

數據複製管理器20管理存儲裝置7中的存儲器6中存儲的數據的副本的創建。數據複製管理器20包括預複製創建器21和未複製區域保存單元22。

當智能裝置1處於活躍模式時，預複製創建器21創建由切換到後臺的應用所使用的存儲器區域的副本，並且隨後將在存儲器管理表中與包含在副本被創建的存儲器區域中的塊相關聯的副本創建狀態設定為「已複製」。

預複製創建器21還從存儲裝置7中刪除結束的應用已使用的存儲器區域的副本，並且將在存儲器管理表中與由該結束的應用釋放的塊相關聯的副本創建狀態設定為「未使用」。預複製創建器21將在存儲器管理表中與包含在由切換到前臺的應用使用的存儲器區域中的塊相關聯的副本創建狀態設定為「未複製」。

未複製區域保存單元22引用存儲器管理表，並且對於副本創建狀態為「未複製」的塊，在智能裝置1變換到休眠模式時，將未複製區域通知給待保存區域選擇單元31以創建該塊的副本。

休眠單元30根據數據複製管理器20的指令創建存儲器6的塊的副本。休眠單元30還根據數據複製管理器20的指令刪除在存儲裝置7中創建的副本。休眠單元30包括待保存區域選擇單元31和數據保存單元32。

在從終端模式控制器2接收到變換到休眠模式的通知時，待保存區域選擇單元31向未複製區域保存單元22進行關於未複製區域的詢問。已經接收到該詢問的未複製區域保存單元22引用存儲器管理表並且將未複製區域通知給待保存區域選擇單元31。

具體地，未複製區域保存單元22將在存儲器管理表中的副本創建狀態為「未複製」的塊的列表通知給待保存區域選擇單元31。在接收到未複製區域的通知時，待保存區域選擇單元31將作為副本要被創建的塊的列表的通知傳遞給數據保存單元32。

在從待保存區域選擇單元31接收到副本要被創建的塊的塊列表時，數據保存單元32從存儲器6中讀取該塊列表中列出的塊的數據，並且將該數據寫入存儲裝置7中。

另外，在從預複製創建器21接收到副本要被創建的塊的塊列表時，數據保存單元32讀取在該塊列表中列出的塊的數據，並且將該數據寫入存儲裝置7中。另外，在從預複製創建器21接收到副本要被刪除的塊的塊列表時，數據保存單元32從存儲裝置7中刪除在該塊列表中列出的塊的數據。

在智能裝置1變換到休眠模式時，休眠單元30將cpu的寄存器等中的數據保存在存儲裝置7中，並且在智能裝置1從休眠模式恢復時，恢復cpu的寄存器等中的數據。

接下來將描述由預複製創建器21執行的處理的流程。圖4是由預複製創建器21執行的處理的流程的流程圖。如圖4所示，在從應用管理器4接收到作為事件的應用執行狀態時，預複製創建器21確定該事件是哪種事件類型(步驟s1)。

當確定事件類型為前臺應用的切換時，預複製創建器21創建由轉變到後臺的應用所使用的存儲器區域的副本(步驟s2)，並且更新存儲器管理表(步驟s3)。

當事件類型是另外啟動應用時，預複製創建器21確定啟動的應用是哪種類型(步驟s4)。當啟動的應用的類型是駐留(resident)應用時，不存在要切換到後臺的應用，並且因此預複製創建器21前往步驟s3。另一方面，當啟動的應用的類型不是駐留應用時，存在要切換到後臺的應用，並且因此預複製創建器21前往步驟s2。

當事件類型是應用的結束時，預複製創建器21刪除該應用的複製數據(步驟s5)，並且前往步驟s3。

如上所述，預複製創建器21預先創建由轉變到後臺的應用所使用的存儲器區域的副本，並且據此智能裝置1在變換到休眠模式時能夠縮短保存數據的時間。

接下來將描述由未複製區域保存單元22執行的處理的流程。圖5是由未複製區域保存單元22執行的處理的流程的流程圖。如圖5所示，未複製區域保存單元22獲取存儲器管理表(步驟s11)並且創建使用中的整個存儲器中的副本未被創建的塊的列表(步驟s12)。然後，未複製區域保存單元22向休眠單元30的待保存區域選擇單元31通知作為未複製區域通知的所創建的列表(步驟s13)。

如上所述，未複製區域保存單元22創建副本未被創建的塊的列表並且將所創建的列表傳送至待保存區域選擇單元31，並且據此待保存區域選擇單元31能夠針對數據保存單元32指定數據要被保存的塊。

接下來將描述由待保存區域選擇單元31執行的處理的流程。圖6是由待保存區域選擇單元31執行的處理的流程的流程圖。如圖6所示，在接收到模式變換到休眠模式的通知時，待保存區域選擇單元31向未複製區域保存單元22進行關於未複製區域的詢問(步驟s21)。待保存區域選擇單元31接收未複製的塊的列表(步驟s22)，並且指示數據保存單元32保存塊列表中的塊的數據(步驟s23)。

如上所述，通過向未複製區域保存單元22進行關於未複製區域的詢問，待保存區域選擇單元31能夠獲取數據要被保存的塊的列表。

如上所述，在第一實施例中，預複製創建器21創建由切換到後臺的應用所使用的存儲器區域的副本並且更新存儲器管理表。在變換到休眠模式時，未複製區域保存單元22引用存儲器管理表，創建由應用所使用的存儲器區域中的排除了副本被預複製創建器21創建的存儲器區域的存儲器區域的副本。因此，智能裝置1能夠降低預先將由應用所使用的存儲器區域的副本寫入存儲器裝置7中的頻率並且抑制存儲裝置7的壽命縮短。

根據第一實施例，在除了駐留應用以外的新應用啟動或者前臺應用被切換時，預複製創建器21確定存在切換到後臺的應用。因此，預複製創建器21能夠準確地確定切換到後臺的應用。

[2]第二實施例

作為第一實施例，已經描述了預先在休眠區域中創建存儲器數據的副本的情況；然而，可以在交換區域而不是休眠區域中創建副本。作為第二實施例，將描述預先在交換區域中創建存儲器數據的副本的情況。交換區域是指存儲裝置7中的下述區域：在存儲器區域不足時將存儲器區域的一部分的數據寫入該區域中以便在存儲器6中創建自由區域。

圖7是用於說明由根據第二實施例的智能裝置執行的數據保存和數據恢復的圖。如圖7所示，不同於圖1中的智能裝置，根據第二實施例的智能裝置1a具有預活躍模式，並且當在活躍模式下的應用的模式改變時，將數據保存在交換區域中而不是休眠區域中。

在變換到休眠模式時執行的保存處理中，智能裝置1a將未保存的數據劃分為在從休眠模式恢復時重新啟動用戶處理所需要的數據和不需要的數據，並且將劃分的數據分開保存在存儲裝置7中。換言之，智能裝置1a將在從休眠模式恢復時重新啟動用戶處理不需要的數據保存在交換區域中，並且將在從休眠模式恢復時重新啟動用戶處理所需要的數據保存在休眠區域中。

在從休眠模式恢復時的恢復處理中，智能裝置1a僅僅恢復休眠區域中的數據並且變換到預活躍模式。在預活躍模式下，智能裝置1a重新啟動用戶處理並且通過換入(swap-in)來恢復交換區域中的數據，並且在交換區域中的所有數據被恢復時，變換到活躍模式。

換言之，智能裝置1a執行交換和休眠以保存和恢復數據。圖8a和圖8b是用於說明交換和休眠的圖。

如圖8a所示，活躍模式下的智能裝置1a在應用的模式改變時將數據保存在交換區域中。然後，智能裝置1a在保存處理的前半部分中將重新啟動用戶處理所不需要的數據保存在交換區域中，並且在保存處理的後半部分中將重新啟動用戶處理所需要的數據保存在休眠區域中。然後，智能裝置1a變換到休眠模式。

如圖8b所示，然後在從休眠模式恢復並且變換到預活躍模式時，智能裝置1a恢復在恢復處理中恢復用戶處理所需要的數據。然後，預活躍模式下的智能裝置1a重新啟動用戶處理並且從交換區域中恢復重新啟動用戶處理所不需要的數據，並且在從交換區域的恢復完成時，變換到活躍模式。

如上所述，智能裝置1a執行交換和休眠以保存和恢復數據，並且據此在從休眠模式恢復時可以縮短在重新啟動用戶處理之前的時間。

現將描述根據第二實施例的智能裝置1a的功能配置。圖9是根據第二實施例的智能裝置1a的功能配置的圖。為了方便描述，利用與圖2中的附圖標記相同的附圖標記來指示作用與圖2中示出的單元的作用相同的功能單元，並且下文將省略其詳細描述。

如圖9所示，不同於圖2中示出的智能裝置1，智能裝置1a包括終端模式控制器2a而不是終端模式控制器2，包括存儲器管理器3a而不是存儲器管理器3，並且包括數據保存處理器5a而不是數據保存處理器5。

雖然終端模式控制器2a具有與終端模式控制器2的功能類似的功能，但是終端模式控制器2a將模式變換成休眠模式通知給數據複製管理器20a的未複製區域保存單元22a，其將在下文進行描述。雖然存儲器管理器3a具有與存儲器管理器3的功能類似的功能，但是在存儲器6變得不足時，存儲器管理器3a將存儲器不足通知給交換單元40a的待保存區域選擇單元41a，其將在下文進行描述。

不同於圖2中示出的數據保存處理器5，數據保存處理器5a包括數據複製管理器20a而不是數據複製管理器20，包括休眠單元30a而不是休眠單元30，並且還包括交換單元40a。

數據複製管理器20a像數據複製管理器20一樣管理存儲器6的數據的複製；然而，數據複製管理器20僅僅管理正常(normal)應用使用的存儲器6。換言之，數據複製管理器20a不管理恢復用戶處理所需的例如作業系統(os)、中間件和駐留應用的數據。

不同於圖2中示出的數據複製管理器20，數據複製管理器20a包括預複製創建器21a而不是預複製創建器21，並且包括未複製區域保存單元22a而不是未複製區域保存單元22。

雖然預複製創建器21a具有與預複製創建器21的功能類似的功能，但是預複製創建器21a不將塊的列表傳遞給休眠單元30，而是將其傳遞給交換單元40a，並且指示交換單元40a創建塊的副本。

未複製區域保存單元22a像未複製區域保存單元22一樣創建未複製區域的塊的列表，但是不接收關於未複製區域的任何詢問。未複製區域保存單元22a從終端模式控制器2a接收模式變換到休眠模式的通知並且創建未複製區域的塊的列表。未複製區域保存單元22a不將該塊列表傳遞給休眠單元30，而是將其傳遞給交換單元40a並且指示交換單元40a創建塊的副本。

休眠單元30a在保存處理的後半部分中將包括cpu的寄存器等中的數據的重新啟動用戶處理所需要的數據保存在存儲裝置7中。休眠單元30a在恢復處理中將包括cpu的寄存器等中的數據的重新啟動用戶處理所需要的數據從存儲裝置7恢復到存儲器6。

交換單元40a根據數據複製管理器20a的指令在存儲裝置7的交換區域中創建存儲器6的塊的列表。交換單元40a包括待保存區域選擇單元41a和數據保存單元42a。

在從存儲器管理器3a接收到存儲器不足的通知時，待保存區域選擇單元41a選擇要保存在存儲裝置7中的塊並且將所選擇的塊的列表傳遞給數據保存單元42a。

數據保存單元42a從待保存區域選擇單元41a、未複製區域保存單元22a以及預複製創建器21a接收要保存的塊的列表，並且將該列表中的塊的數據複製在存儲裝置7的交換區域中。在從預複製創建器21a接收到副本要被刪除的塊的塊列表時，數據保存單元42a從存儲裝置7中刪除在該塊列表中列出的塊的數據。

現將描述由未複製區域保存單元22a執行的處理的流程。圖10是由未複製區域保存單元22a執行的處理的流程的流程圖。如圖10所示，未複製區域保存單元22a獲取存儲器管理表(步驟s31)，並且創建正在由正常應用使用的整個存儲器中的副本未被創建的塊的列表(步驟s32)。未複製區域保存單元22a將所創建的列表作為塊列表而通知給交換單元40a的數據保存單元42a(步驟s33)。

如上所述，在第二實施例中，數據複製管理器20a將塊列表傳遞給交換單元40a並且指示交換單元40a保存數據。然後，交換單元40a的數據保存單元42a在存儲裝置7的交換區域中創建塊列表中的塊的副本。因此，在從休眠模式恢復時，智能裝置1a在預活躍模式下能夠恢復重新啟動用戶處理所不需要的數據並且在短時間內重新啟動用戶處理。

根據第一實施例和第二實施例的數據保存處理由計算機通過執行具有相同功能的數據保存處理程序來實現。接下來將描述執行數據保存處理程序的計算機。

圖11是圖示執行根據第一實施例和第二實施例的數據保存處理程序的計算機的硬體配置的圖。如圖11所示，計算機50包括cpu50a、快閃記憶體50b、存儲器50c、顯示單元50d和無線通信單元50e。

cpu50a是讀取和執行存儲在存儲器50c中的應用或程序(諸如，數據保存處理程序)的處理裝置。快閃記憶體50b是存儲例如應用和數據保存處理程序的非易失性存儲器。快閃記憶體50b對應於圖2和圖9中示出的存儲裝置7。

存儲器50c是存儲例如從快閃記憶體50b讀取的應用和數據保存處理程序的隨機存取存儲器(ram)。存儲器50c存儲例如執行數據保存處理程序所需的數據和執行數據保存處理程序的中間結果。存儲器50c對應於圖2和圖9中示出的存儲器6。

顯示單元50d是顯示由應用輸出的畫面的裝置，並且是例如液晶顯示裝置。顯示單元50d接受用戶的觸摸操作並且將接受的數據傳遞至cpu50a。

無線通信單元50e是執行諸如經由區域網(lan)、藍牙(商標)和行動電話的通信的無線通信的模塊。無線通信單元50e可以具有多個無線通信功能。

根據實施例的方面，可以抑制存儲裝置的壽命縮短。