DE102015200808A1 - A method for handling power interruptions of a sector-by-sector erasable nonvolatile data memory, electronic system and computer program product - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Unterbrechungen der Energieversorgung eines löschbaren nichtflüchtigen Datenspeichers, wobei der Datenspeicher einzeln löschbare Speichersektoren (A, B, C) aufweist, die eine Vielzahl von Speichereinheiten enthalten, welche individuell beschrieben werden können, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass nach einem Einschalten der Energieversorgung des Datenspeichers von wenigstens drei aufeinanderfolgenden Speichersektoren (A, B, C) ein Vergleich von Zustandsindikatoren (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) mit definierten Zustandsindikatoren erfolgt und in Abhängigkeit einer Konstellation der Zustandsindikatoren dieser wenigstens drei Speichersektoren, dieser festgestellten Konstellation zugeordnete Handlungen vorgenommen werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein korrespondierendes elektronisches System und ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a method for handling power interruptions of an erasable nonvolatile data memory, the data memory comprising individually erasable memory sectors (A, B, C) containing a plurality of memory units which can be individually written, the method being thereby characterized in that, after switching on the power supply of the data memory of at least three consecutive memory sectors (A, B, C), a comparison of status indicators (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) with defined status indicators takes place and depending on a constellation of the status indicators, at least three of them Memory sectors, this determined constellation associated actions are made. Furthermore, the invention relates to a corresponding electronic system and a computer program product.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, ein korrespondierendes elektronisches System und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.The present invention relates to a method according to the preamble of claim 1, a corresponding electronic system and a corresponding computer program product.

In elektronischen Steuergeräten, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wird dazu übergegangen externe EEPROM-Speicher (elektrisch-löschbare Nur-Lese-Speicher) zu vermeiden, um die Kosten und den Platzbedarf zu reduzieren. Stattdessen werden häufig in einen Mikrocontroller des Steuergeräts integrierte lediglich sektorweise löschbare Flash-EEPROMs (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) verwendet, welche in der Weise adaptiert sind, dass sie sich wie gewöhnliche EEPROM-Speicher verhalten. Diese Adaption wird als EEPROM Emulation bezeichnet. In electronic control units, especially in motor vehicles, it is transitioned to avoid external EEPROM memory (electrically erasable read only memory) in order to reduce the cost and space requirements. Instead, controller-only integrated sector-erasable flash EEPROMs (electrically erasable programmable read only memory) often adapted to behave as ordinary EEPROM memories are often used in a controller microcontroller. This adaptation is called EEPROM emulation.

Flash-Speicher sind in Speichersektoren und diese wiederum in kleineren Speichereinheiten (z.B. Bytes, Worte, etc.) organisiert, wobei ein Sektor z.B. aus 256 Speichereinheiten mit je 512 Bytes bestehen kann. Die Speicher besitzen die Eigenschaft, dass die kleineren Speichereinheiten beim Schreiben in den Flash-Speicher einzeln adressiert werden können, das Löschen jedoch jeweils nur für einen gesamten Sektor und somit nur für alle durch diesen umfasste Speichereinheiten erfolgen kann. Das Schreiben in den Speicher dauert üblicherweise länger als das Lesen und eine Löschoperation eines Sektors ist vergleichsweise noch zeitaufwändiger, z.B. mehrere Millisekunden. Bei konventionellen EEPROM-Speichern können der Speicherzugriff (Lesen und Schreiben) und die Löschung auf niedrigster Ebene erfolgen. Vor jedem Speichern neuer Daten in den einzelnen Speicherzellen muss für Flash-Speichern sowie konventionellen EEPROM-Speichern eine Löschung bereits vorhandener Daten durchgeführt werden. Da bei Flash-Speichern lediglich ein sektorweises Löschen möglich ist, ergibt sich zugleich eine wesentliche Einschränkung dieses Speichertyps gegenüber den konventionellen EEPROMs und zwar, dass die Lebensdauer bzw. die Anzahl der durchführbaren Löschungen geringer ausfällt, was für Anwendungen mit häufigen Speicherprozessen zu berücksichtigen ist. Um dennoch Flash-EEPROMs verwenden zu können, erfolgt üblicherweise eine Emulation des konventionellen EEPROMs in einem Flash-Speicher, wofür wenigstens eine Emulationssabstraktionsebene zwischen Applikationssoftware und Flash-Treiber Software vorgesehen ist. Dafür wird beispielsweise ein Sektor des emulierten EEPROM Flash-Speichers, von dem Daten während der Verarbeitung verändert wurden, in einen anderen Sektor dieses Speichers geschrieben, wofür entsprechend mehr Speichervolumen im Vergleich zum konventionellen EEPROM vorgesehen werden muss, wodurch die Lebensdauer allerdings entsprechend vergrößert werden kann. Während ein Sektor mit Daten beschrieben wird, erfolgt die Vorbereitung des nächsten zu beschreibenden Sektors. Im Anschluss wird der vorher aktive Sektor gelöscht. Flash memories are organized in memory sectors and these in turn in smaller memory units (e.g., bytes, words, etc.), one sector being e.g. can consist of 256 memory units with 512 bytes each. The memories have the property that the smaller memory units can be individually addressed when writing to the flash memory, but the erasure can only take place for an entire sector and thus only for all the memory units covered by it. Writing to memory usually takes longer than reading, and an erase operation of a sector is comparatively more time consuming, e.g. several milliseconds. With conventional EEPROM memories, the memory access (read and write) and the deletion can be at the lowest level. Every time new data is stored in the individual memory cells, a deletion of already existing data must be performed for flash memories and conventional EEPROM memories. Since only a sector-by-sector erasure is possible with flash memories, there is at the same time a substantial limitation of this type of memory compared to conventional EEPROMs, namely that the lifetime or the number of executable erasures is lower, which has to be considered for applications with frequent memory processes. In order to still be able to use flash EEPROMs, an emulation of the conventional EEPROM is usually carried out in a flash memory, for which purpose at least one emulation abstraction level between application software and flash driver software is provided. For example, a sector of the emulated EEPROM flash memory from which data has been altered during processing is written to another sector of that memory, for which correspondingly more storage volume must be provided compared to the conventional EEPROM, whereby the lifetime can be increased accordingly , While one sector is described with data, the next sector to be described is prepared. Afterwards the previously active sector is deleted.

Die Energieversorgung eines Flash-Speichers, des Mikrocontrollers bzw. einer diesen umfassenden elektronischen Kontrolleinheit kann im laufenden Betrieb aufgrund unterschiedlicher Ursachen plötzlich unterbrochen werden. Die Inhalte der Flash-Speicher können in solchen Fällen undefinierte Zustände einnehmen. Für ein mittels der zugrundeliegenden Kontrolleinheit betriebenes System, beispielsweise eines Kraftfahrzeugs, ist die Datenintegrität jedoch häufig eine sicherheitsrelevante Voraussetzung.The power supply of a flash memory, the microcontroller or a comprehensive this electronic control unit can be interrupted during operation due to various causes suddenly. The contents of the flash memory may assume undefined states in such cases. For a system operated by the underlying control unit, for example a motor vehicle, however, data integrity is often a safety-relevant prerequisite.

Die DE 10 2008 002 494 A1 beschreibt ein artverwandtes Verfahren zum Aktualisieren eines Flash-Speichers mit einem Originaldatensatz-Speicherbereich, der mit einer Mehrzahl von Datensätzen beschrieben ist, und einem Datensatzinstanzen-Speicherbereich in dem eine aktuelle Fassung bzw. Instanz des wenigstens einen Datensatzes speicherbar ist.The DE 10 2008 002 494 A1 describes a related method for updating a flash memory with an original data record storage area described with a plurality of data records and a record instance storage area in which a current version or instance of the at least one data record is storable.

Aus der DE 103 49 595 B3 geht ebenfalls ein artverwandtes Verfahren zum Schreiben von Speichersektoren in einzeln löschbaren Speicherblöcken, die eine Vielzahl von Speichersektoren enthalten, hervor. From the DE 103 49 595 B3 also discloses a related method of writing memory sectors in individually erasable memory blocks containing a plurality of memory sectors.

Insbesondere im Falle eines Energieversorgungsabrisses während eines Wechselvorgangs von einem gefüllten und im Löschungsprozess befindlichen Sektor zu einem nächsten Sektor eines Flash-Speichers, kann es vorkommen, dass dieser zumindest teilweise gelöschte Sektor keine Speicheranfragen auf Inhalte desselben akzeptiert, selbst der Inhalt des Sektors einen gelöschten Zustand aufweist. In particular, in the case of a power cutoff during a switching operation from a filled and erased process sector to a next sector of a flash memory, this at least partially erased sector may not accept memory requests for contents thereof, even the content of the sector may be erased having.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem plötzliche Unterbrechungen der Energieversorgung für emulierte EEPROM Implementierungen behandelt werden können, welches ressourcenschonend ist und eine möglichst kurze Startzeit ermöglicht. The object of the invention is to provide a method by means of which sudden interruptions of the power supply for emulated EEPROM implementations can be treated, which is resource-friendly and allows the shortest possible start time.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, ein elektronisches System gemäß Anspruch 8 und ein Computerprogrammproduk gemäß Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1, an electronic system according to claim 8 and a computer program product according to claim 9.

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Behandlung von Unterbrechungen der Energieversorgung eines löschbaren nichtflüchtigen Datenspeichers, wobei der Datenspeicher einzeln löschbare Speichersektoren aufweist, die eine Vielzahl von Speichereinheiten enthalten, welche individuell beschrieben werden können, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass nach einem Einschalten der Energieversorgung des Datenspeichers von wenigstens drei aufeinanderfolgenden Speichersektoren ein Vergleich von Zustandsindikatoren mit definierten Zustandsindikatoren erfolgt und in Abhängigkeit einer Konstellation der Zustandsindikatoren dieser wenigstens drei Speichersektoren, dieser festgestellten Konstellation zugeordnete Handlungen vorgenommen werden. The invention describes a method for handling power interruptions of an erasable nonvolatile data memory, wherein the data memory comprises individually erasable memory sectors containing a plurality of memory units which may be individually written, the A method characterized in that after switching on the power supply of the data memory of at least three consecutive memory sectors, a comparison of state indicators with defined state indicators is performed and depending on a constellation of the state indicators of at least three memory sectors, this constellation detected associated actions are made.

In vorteilhafter Weise kann nach einer plötzlichen Unterbrechung der Energieversorgung somit sehr schnell der Speichersektor identifiziert werden, auf welchen Speicherzugriffe beispielsweise einer Applikationssoftware oder einer Emulierungsebene erfolgen sollen bzw. können, wodurch die Ausfallzeit eines zugrundeliegenden elektronischen Systems verringert sowie fehlerhafte Speicherzugriffe vermieden werden können. Das Behandeln von Szenarien der Unterbrechungen der Energieversorgung ist für die Bereitstellung einer zuverlässigen EEPROM-Emulation eine wichtige Voraussetzung. Mit anderen Worten wird durch die Erfindung in vorteilhafter Weise eine determinierte, robuste und zuverlässige EEPROM-Emulation bereitgestellt, welche die Erkennung und Korrektur undefinierter Flash-Speicher Zustände ermöglicht. Aufeinanderfolgende Speichersektoren sind unter Berücksichtigung der Sektorgröße bevorzugt in ihrer physischen Adresse des Datenspeichers aufeinanderfolgende Sektoren. Dadurch kann eine schnelle Abarbeitung ermöglicht werden. Alternativ können Speichersektoren diesbezüglich auch in einem linear abgebildeten virtuellen Speicherbereich aufeinanderfolgend sein, wobei die Information der Reihenfolge der Aufreihung auch im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung erhalten bleiben sollte.Advantageously, after a sudden interruption of the power supply, the memory sector can be identified very quickly, on which memory accesses of, for example, an application software or an emulation level should or can take place, whereby the downtime of an underlying electronic system can be reduced and erroneous memory accesses can be avoided. Handling scenarios of power interruptions is an important prerequisite for providing reliable EEPROM emulation. In other words, the invention advantageously provides a deterministic, robust and reliable EEPROM emulation that enables detection and correction of undefined flash memory states. Successive memory sectors, taking into account the sector size, are preferably consecutive sectors in their physical address of the data memory. This allows fast processing. Alternatively, memory sectors in this regard may also be sequential in a linearly mapped virtual memory area, wherein the information of the sequence of sequencing should also be retained in the event of a power interruption.

Bevorzug erfolgt vor dem Vergleich der Zustandsindikatoren mit den definierten Zustandsindikatoren eine Suche nach wenigstens einem Datensektor, welcher einen Zustandsindikator aufweist, der auf einen nicht gelöschten Zustand des Datensektors hindeutet. Die drei aufeinanderfolgenden Speichersektoren, deren Konstellation festgestellt wird, werden bevorzugt von dem Datensektor, welcher einen Zustandsindikator aufweist, der auf einen nicht gelöschten Zustand des Datensektors hindeutet, sowie zumindest zwei weiteren – insbesondere mittelbar oder unmittelbar angrenzenden – Datensektoren gebildet. Eine Wahl einer Vorgehensweise zum Auffinden des Ausgangsdatensektors erfolgt dabei bevorzugt entsprechend einer kürzesten Suchdauer. Preferably, prior to the comparison of the status indicators with the defined status indicators, a search is made for at least one data sector which has a status indicator that indicates an undeleted state of the data sector. The three consecutive memory sectors whose constellation is detected are preferably formed by the data sector, which has a status indicator which indicates an undeleted state of the data sector, as well as at least two further data sectors, in particular indirectly or directly adjacent. A choice of a procedure for finding the output data sector is preferably carried out according to a shortest search time.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Zustandsindikatoren bzw. die Headerinformationen dieser wenigstens drei Sektoren vor dem Vergleich der Zustandsindikatoren mit den definierten Zustandsindikatoren auf Plausibilität überprüft. Datensektoren mit undefinierten bzw. fehlerhaften Zuständen können somit korrigiert werden. Eine Plausibilitätsprüfung aller oder zumindest einer Vielzahl der Sektoren des Datenspeichers kann beispielsweise als separater Vorgang oder im Rahmen der Suche des Datensektors erfolgen, welcher als Ausgangspunkt für die Feststellung der Konstellation der wenigstens drei aufeinanderfolgenden Speichersektoren dient. According to a preferred embodiment of the invention, the status indicators or the header information of these at least three sectors are checked for plausibility before the comparison of the status indicators with the defined status indicators. Data sectors with undefined or faulty states can thus be corrected. A plausibility check of all or at least a plurality of the sectors of the data memory can take place, for example, as a separate procedure or as part of the search of the data sector, which serves as a starting point for determining the constellation of the at least three consecutive memory sectors.

Besonders bevorzugt sind im laufenden Betrieb des Datenspeichers wenigstens vier Zustandsindikatoren vorgesehen. Bevorzugt sind genau fünf Zustandsindikatoren vorgesehen. Vorzugsweise unterscheiden die Zustandsindikatoren Speichersektoren, welche sich in einem gelöschten Zustand befinden, einen Abschluss eines Kopiervorgangs anzeigen, welche bereit zum Beschreiben von Daten sind, welche gefüllt sind und welche aktuell einem Kopierprozess unterliegen bzw. in welche gerade geschrieben wird. Eine Erkennung und Korrektur von beschädigten Datensektoren und somit ein Erhalt der Datenintegrität von Flash-Datenspeichern kann somit mittels eines sehr geringen Ressourceneinsatz realisiert werden. Particularly preferably at least four state indicators are provided during operation of the data memory. Preferably, exactly five state indicators are provided. Preferably, the state indicators distinguish memory sectors that are in an erased state indicating completion of a copy operation that is ready to describe data that is filled and that is currently under copying or writing. A detection and correction of damaged data sectors and thus preserving the data integrity of Flash data storage can thus be realized by means of a very small use of resources.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung ist wenigstens ein Zustandsindikator vorgesehen, welcher einen Abschluss eines Kopiervorgangs eines Inhalts von einem Speichersektor auf einen weiteren Speichersektor anzeigt.According to an advantageous development, at least one status indicator is provided, which indicates completion of a copy operation of a content from one memory sector to another memory sector.

Bei einer Konstellation der Speichersektoren in der Reihenfolge aufeinanderfolgender Sektoren:
Speichersektor in einem gelöschten Zustand,
Speichersektor in dem einen Abschluss eines Kopiervorgangs anzeigenden Zustand und
Speichersektor in einem gelöschten Zustand,
wird bevorzugt der Speichersektor gelöscht, der den einen Abschluss eines Kopiervorgangs anzeigenden Zustand aufweist. With a constellation of the memory sectors in the order of consecutive sectors:
Memory sector in a deleted state,
Memory sector in the completion of a copying state indicating state and
Memory sector in a deleted state,
For example, the memory sector having the state indicating completion of copying is preferably cleared.

Der Inhalt eines in einem undefinierten Zustand befindlichen Sektors wird zweckmäßigerweise gelöscht. Vorteilhafterweise wird somit ein fehlerhaftes Verhalten des Datensektors, in Folge eines unterbrochenen Löschprozesses vor der Unterbrechung der Energieversorgung, insbesondere für anschließende Speicheroperationen verhindert. The content of a sector in an undefined state is expediently deleted. Advantageously, therefore, a faulty behavior of the data sector, as a result of an interrupted deletion process before the interruption of the power supply, in particular for subsequent memory operations prevented.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise während einer Initialisierungsphase des Datenspeichers und/oder eines zugrundeliegenden elektronischen Systems ausgeführt. The inventive method is preferably carried out during an initialization phase of the data memory and / or an underlying electronic system.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein elektronisches System umfassend einen löschbaren nichtflüchtigen Datenspeicher, wobei der Datenspeicher einzeln löschbare Speichersektoren aufweist, die eine Vielzahl von Speichereinheiten enthalten, welche individuell beschrieben werden können, sowie Mittel zum Schreiben von Daten in den Datenspeicher aufweist, wobei das System ausgestaltet ist das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.The invention further relates to an electronic system comprising an erasable nonvolatile data memory, the data memory comprising individually erasable memory sectors containing a multiplicity of memory units which can be individually described, and means for writing data into the data memory, the system being designed to carry out the method according to the invention.

Zudem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches eingerichtet ist, dass es, wenn es auf einem elektronischen System ausgeführt wird, das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.In addition, the invention relates to a computer program product which is set up to perform the method according to the invention when executed on an electronic system.

Bevorzugt sind die Zustandsindikatoren in einem Header eines jeweiligen Sektors hinterlegt.The status indicators are preferably stored in a header of a respective sector.

Jeder Speichersektor des Datenspeichers umfasst bevorzugt den Header sowie die zu speichernden Informationen (Daten) als solche. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine effiziente Ausnutzung der Speicherressourcen für die zu speichernden Informationen erreicht. Each memory sector of the data memory preferably comprises the header and the information (data) to be stored as such. As a result, an efficient utilization of the memory resources for the information to be stored is advantageously achieved.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.Further preferred embodiments will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to figures.

In schematischer Darstellung zeigen:In a schematic representation show:

1 eine erfindungsgemäße Datenstruktur eines Sektors eines Flash-Speichers, 1 an inventive data structure of a sector of a flash memory,

2 ein beispielsgemäßer Ablauf eines Wechselvorgangs zwischen Sektoren, 2 an exemplary sequence of a change process between sectors,

3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm als Teil einer Initialisierungssequenz des Flash-Speichers und 3 an exemplary flowchart as part of an initialization sequence of the flash memory and

4. Szenarien der Zustände von Sektoren während einer Initialisierungssequenz. 4 , Scenarios of states of sectors during an initialization sequence.

Die 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer beispielsgemäßen Datenstruktur Data_Record der Sektoren eines Flash-Speichers. Diese umfasst den Identifikator Id, mittels dem jede Datenstruktur eindeutig identifiziert werden kann, die zu speichernden Daten Data[] und weitere Elemente, wie beispielsweise eine Sicherstellung der Datenintegrität durch Einhaltung vorgegebener Bit-Grenzen (z.B. 64-bit) der Datensätze Align_Byte[] und/oder zumindest einen Prüfsummenwert Checksum zur Sicherstellung der Datenintegrität.The 1 shows a schematic diagram of an exemplary data structure Data_Record the sectors of a flash memory. This includes the identifier Id, by means of which each data structure can be uniquely identified, the data to be stored Data [] and other elements, such as ensuring data integrity by adhering to predetermined bit boundaries (eg 64-bit) of the data sets Align_Byte [] and / or at least a checksum value Checksum to ensure data integrity.

Der Ablauf während eines Wechsels zu beschreibender Sektoren eines Flash-Speichers im schrittweisen Zeitablauf t wird nachfolgend anhand von 2 erläutert. Um Daten in einem Sektor eines Flash-Speichers speichern zu können, muss sich dieser in einem gelöschten Zustand befinden, wobei das Potential abhängig von der jeweiligen Implementierung abhängig ist. Der zuerst zu beschreibende Sektor wird in der Weise vorbereitet, dass darin Daten gespeichert werden können. Zu diesem Zweck wird die Headerinformation des Sektors A aktualisiert. Dieser Zustand ist in 2 durch Ready repräsentiert. Alle weiteren Speicherzugriffe der Applikationssoftware erfolgen auf diesen Sektor. Daten können in Schritt 2.1 in Sektor A abgelegt werden bis dieser keinen freien Speicherplatz mehr aufweist, also gefüllt ist. Die Erkennung des gefüllten Zustands von Sektor A erfolgt beispielsweise über dessen finale absolute Speicheradresse. Wenn der Sektor A gefüllt ist, erfolgt die Vorbereitung des nächsten Sektors B, auf welchen die Speicherzugriffe der Applikationssoftware nach dem Wechselvorgang erfolgen. The procedure during a change to be described sectors of a flash memory in the stepwise time t is described below with reference to 2 explained. In order to store data in a sector of a flash memory, it must be in an erased state, the potential depending on the particular implementation. The sector to be described first is prepared in such a way that data can be stored therein. For this purpose, the header information of the sector A is updated. This condition is in 2 represented by Ready. All other memory accesses of the application software take place in this sector. Data can be in step 2.1 are stored in sector A until it has no more free space, that is filled. The detection of the filled state of sector A is effected, for example, via its final absolute memory address. When the sector A is filled, the next sector B is prepared on which the memory accesses of the application software take place after the change process.

Insbesondere um, wie in der Beschreibungseinleitung bereits beschrieben, eine möglichst homogene Abnutzung des Flash-Speichers zu ermöglichen, erfolgt anschließend ein Wechsel („Swap“) von Sektor A nach Sektor B, wobei die letzten Daten des gegenwärtigen Sektors A im Zustand Ready in den nächsten verfügbaren gelöschten Sektor B kopiert werden, welcher Zustand Swap zugewiesen bekommt 2.2. Dem gefüllten Sektor A wird entsprechend Zustand Full zugewiesen 2.3. Die Phase des Erfassens und Kopierens des Inhalts des Sektors im Zustand Full in den Sektor im Zustand Swap kann vergleichsweise zeitaufwändig sein, weshalb Zustand Swap über mehrere Schritte dargestellt ist. Nach dem Kopieren erhält Sektor B Zustand SwapBeforeEraseFull 2.4 und Sektor A im Zustand Full wird in Schritt 2.5 gelöscht und erhält somit Zustand Erase. Abschließend erhält Sektor B Zustand Ready, wodurch angezeigt ist, dass dieser für den Zugriff vorgesehen ist. Dadurch wird die Wechseloperation beendet und der Emulator akzeptiert neue Speicherzugriffe der Applikationssoftware. Während eines Wechsels der Sektoren wird seitens des Emulators kein Zugriff einer Applikationssoftware auf den Flash-Speicher umgesetzt. Einzelne Schritte des Wechselvorgangs können dabei in abweichender Reihenfolge vorgenommen werden bzw. können weitere Zwischenschritte vorgesehen sein. In particular, as described in the introduction to the introduction, to allow a very homogeneous wear of the flash memory, there is then a change ("swap") from sector A to sector B, wherein the last data of the current sector A in the state ready in the the next available deleted sector B to be copied, which state gets assigned swap 2.2 , The filled sector A is correspondingly assigned state Full 2.3 , The phase of detecting and copying the content of the sector in the state Full into the sector in the swap state can be comparatively time-consuming, which is why state swap is represented over several steps. After copying, sector B gets state SwapBeforeEraseFull 2.4 and sector A in the state Full becomes in step 2.5 cleared and thus receives state Erase. Finally, sector B gets state ready, indicating that it is for access. This will stop the switch operation and the emulator will accept new memory accesses from the application software. During a change of sectors, no access of an application software to the flash memory is implemented by the emulator. Individual steps of the change process can be made in a different order or can be provided more intermediate steps.

3 zeigt in Form eines Ablaufdiagramms einen Teil der Initialisierungssequenz des Flash-Speichers, z.B. nach einem Trennen bzw. Unterbrechen der Energieversorgung, wobei die Emulationssoftware nach dem Start 3.1 die Zustandsinformationen der Header von wenigstens drei Sektoren durch Vergleich 3.2 mit Werten – z.B. Erased, Full, Swap, SwapBeforeEraseFull – eines oder mehrerer definierter Wertebereiche auf Plausibilität überprüft. Entspricht der Wert einem der vordefinierten Zustände – Erased, Ready, Swab oder SwabBeforeEraseFull – kann die Überprüfung dieses Sektors abgeschlossen werden. Stimmt der Inhalt nicht mit einem der vordefinierten Zustände überein, beispielsweise weil in Folge eines Energieversorgungsabrisses ein undefinierter Zustand vorliegt, wird der entsprechende Sektor in 3.3 gelöscht und erhält den Zustand Erased. Tritt bei diesem Löschvorgang ein Fehler auf, was in 3.5 überprüft wird, erfolgt die Ausgabe eines Fehlers 3.5 und die Überprüfung dieses Sektors wird abgeschlossen 3.6, andernfalls wird die Überprüfung dieses Sektors ohne Ausgabe eines Fehlers beendet. Ein Sektor, welcher einen Fehler beim Löschen verursacht, kann ein entsprechender Zustand zugewiesen werden, welcher einen Defekt anzeigt. Das Löschen des Sektors kann alternativ auch an die Bedingung geknüpft werden, dass der Sektor nicht bereits gelöscht ist, was mittels einer Speicherinhaltsprüfung eruiert werden kann. Die Überprüfung kann für alle oder eine Vielzahl von Sektoren zunächst eigenständig durchgeführt werden oder in Verbindung mit einer Suche nach einem Datensektor, dessen Header auf einen nicht gelöschten Zustand hinweist: Full, SwapBeforeEraseFull, Ready, Swap. Nachdem ein solcher Header gefunden ist, kann insbesondere in Abhängigkeit des jeweiligen Zustands festgelegt sein, welche angrenzenden Datensektoren für eine Betrachtung einer Konstellation drei aufeinanderfolgender Datensektoren herangezogen werden. Aufeinanderfolgend ist dabei nicht einschränkend im Sinne einer physikalischen adressierten Aneinanderreihung zu verstehen sondern kann sich beispielsweise auch auf deren virtuelle Speicheradressierung beziehen. Im Anschluss an die Sequenz gemäß der Beschreibung zur 3 sind ausgehend von der Beschreibung zu 2 die möglichen Szenarien der Konstellationen der Zustände von Sektoren in 4 gezeigt. 3 shows in the form of a flow chart part of the initialization sequence of the flash memory, for example after a disconnection or interruption of the power supply, the emulation software after the start 3.1 the state information of the headers of at least three sectors by comparison 3.2 With values - eg erased, full, swap, SwapBeforeEraseFull - one or more defined value ranges checked for plausibility. If the value corresponds to one of the predefined states - Erased, Ready, Swab or SwabBeforeEraseFull - the verification of this sector can be completed. If the content does not match one of the predefined states, for example because of an undefined state as a result of a power outage, the corresponding sector in 3.3 cleared and gets the state Erased. If an error occurs during this deletion, which is in 3.5 is checked, the output of an error takes place 3.5 and the review of this sector will be completed 3.6 otherwise the verification of this sector will be terminated without issuing an error. A sector which causes an error in deletion may be assigned a corresponding state indicating a defect. The deletion of the sector can alternatively be linked to the condition that the sector is not already deleted, which can be determined by means of a memory content check. The check may initially be self-contained for all or a variety of sectors or in conjunction with a search for a data sector whose header indicates an undeleted state: Full, SwapBeforeEraseFull, Ready, Swap. After such a header has been found, it can be determined, in particular depending on the respective state, which adjacent data sectors are used for a consideration of a constellation of three consecutive data sectors. Consecutive is not to be understood in the sense of a physically addressed stringing together but may, for example, also refer to their virtual memory addressing. Following the sequence described in the description of 3 are from the description too 2 the possible scenarios of the constellations of the states of sectors in 4 shown.

Die einzelnen Szenarien sind dabei von dem Zeitpunkt der Unterbrechung der Energieversorgung während eines Wechselvorgangs abhängig. Für jedes dieser Szenarien werden jeweils zugeordnete Handlungen vorgenommen:
S1: Sektor A = Ready
Sektor B = Erased
Sektor C = Erased The individual scenarios are dependent on the time of interruption of the power supply during a change process. For each of these scenarios, associated actions are performed:
S1: sector A = ready
Sector B = erased
Sector C = erased

Die Emulationssoftware wird in der Weise initialisiert, dass die Speicherzugriffe der Applikationssoftware auf den Sektor A im Zustand Ready gerichtet werden.
S2: Sektor A = Ready
Sektor B = Swap
Sektor C = Erased The emulation software is initialized in such a way that the memory accesses of the application software are directed to sector A in the ready state.
S2: sector A = ready
Sector B = swap
Sector C = erased

Der Sektor B im Zustand Swap wird gelöscht und der Wechselvorgang erneut gestartet.
S3: Sektor A = Full
Sektor B = Swap
Sektor C = Erased Sector B in state swap is deleted and the change process is restarted.
S3: sector A = full
Sector B = swap
Sector C = erased

Der Sektor B im Zustand Swap wird gelöscht und der Wechselvorgang erneut gestartet.
S4: Sektor A = Full
Sektor B = SwapBeforeEraseFull
Sektor C = Erased Sector B in state swap is deleted and the change process is restarted.
S4: sector A = full
Sector B = SwapBeforeEraseFull
Sector C = erased

Der Sektor A im Zustand Full wird gelöscht und der Sektor im Zustand SwapBeforeEraseFull erhält den Zustand Ready, da in diesem Fall der Speicherinhalt des Sektors im Zustand Full bereits vor der Unterbrechung vollständig in den nächsten Sektor kopiert wurde.
S5: Sektor A = Erased
Sektor B = SwapBeforeEraseFull
Sektor C = Erased The sector A in the state Full is cleared and the sector in the state SwapBeforeEraseFull receives the state Ready, since in this case the memory content of the sector in the state Full has already been completely copied to the next sector before the interruption.
S5: sector A = erased
Sector B = SwapBeforeEraseFull
Sector C = erased

Der Sektor B, welcher sich vor der Unterbrechung im Zustand SwapBeforeEraseFull befunden hat, wird gelöscht und erhält den Zustand Erase. Sector B, which was in the state SwapBeforeEraseFull before the interruption, is cleared and receives the state Erase.

Das in S5 gezeigte Szenario entspricht dem besonders kritischen Fall, dass eine Unterbrechung der Energieversorgung im Verlauf einer Löschoperation während eines Wechselvorgangs der Sektoren, also beim Übergang von Schritt 2.4 in Schritt 2.5 von 2, eintritt. Vor dem Löschen des sich im Zustand Full befindlichen Sektors ist der Zustand SwapBeforeEraseFull des nächsten Sektors insbesondere deshalb vorgesehen, da im Falle einer Unterbrechung der Energieversorgung während eines Löschvorgangs eines Sektors im Zustand Full, Speicherzugriffe der Applikationssoftware nach Neustart des Flash-Speichers auf den Sektor nicht erfolgen konnten, obwohl der Speicherinhalt des Sektors als solches einen gelöschten Zustand aufwies. Dies tritt insbesondere auf, wenn die vom Löschprozess nicht unabhängig löschbaren Headerinformationen eines Sektors gelöscht werden, bevor dieser Sektor vollständig gelöscht ist. Bei Auslösen eines Löschbefehls wird der gesamte Sektor gelöscht und löscht ebenfalls den Header des Sektors (z.B. 0xFF). Bei einem Neustart würden diese Headerinformationen fälschlicherweise einen gelöschten Zustand des gesamten Sektors anzeigen. Um sicherzustellen, dass der Sektor A keine Fehler bei Speicheroperationen in Folge eines unterbrochenen Löschvorgangs vor der Unterbrechung der Energieversorgung hervorruft, wird dieser gelöscht und erhält den Zustand Erased, auch wenn dessen Inhalt auf einen leeren Sektor hindeuten sollte. Dadurch kann ein fehlerhaftes Verhalten des Sektors, in Folge eines unterbrochenen Löschprozesses vor der Unterbrechung der Energieversorgung, für anschließende Speicheroperationen ausgeschlossen werden. The scenario shown in S5 corresponds to the particularly critical case that an interruption of the power supply in the course of a deletion operation during a change process of the sectors, ie the transition from step 2.4 in step 2.5 from 2 , entry. Prior to deleting the sector in the state Full, the state SwapBeforeEraseFull of the next sector is provided in particular because in case of interruption of the power supply during a deletion of a sector in the state Full, memory accesses of the application software after restarting the flash memory to the sector not could be done even though the memory content of the sector as such had a cleared state. In particular, this occurs when the header information of a sector that can not be independently erased by the erase process is erased before that sector is completely erased. When a delete command is triggered, the entire sector is deleted and also deletes the header of the sector (eg 0xFF). Upon restart, this header information would erroneously indicate a cleared state of the entire sector. In order to ensure that sector A does not cause errors in memory operations due to an interrupted erase operation prior to the interruption of the power supply, it is erased and becomes erased even if its contents indicate an empty sector. As a result, an erroneous behavior of the sector, due to an interrupted deletion process before the interruption of the power supply, be excluded for subsequent memory operations.

Somit kann durch Vergleich von Headerinformationen von nur 3 aufeinanderfolgenden Sektoren, der Sektor identifiziert werden, auf den die schreibenden und lesenden Speicherzugriffe einer Applikationssoftware erfolgen können. Thus, by comparing header information from only 3 consecutive sectors, the sector to which the writing and reading memory accesses of an application software can be made can be identified.

Bevorzugt ist für jeden Sektor separat ein Zählwert zur Erfassung der Anzahl der Löschvorgänge des jeweiligen Sektors vorgesehen, welcher in dem Sinne Berücksichtigung findet, dass eine gleichmäßige Abnutzung der Sektoren erfolgt.Preferably, a count is provided separately for each sector for detecting the number of deletions of the respective sector, which is taken into account in the sense that a uniform wear of the sectors takes place.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102008002494 A1 [0005] DE 102008002494 A1 [0005]
• DE 10349595 B3 [0006] DE 10349595 B3 [0006]

Claims (9)

Verfahren zur Behandlung von Unterbrechungen der Energieversorgung eines löschbaren nichtflüchtigen Datenspeichers, wobei der Datenspeicher einzeln löschbare Speichersektoren (A, B, C) aufweist, die eine Vielzahl von Speichereinheiten enthalten, welche individuell beschrieben werden können, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Einschalten der Energieversorgung des Datenspeichers von wenigstens drei aufeinanderfolgenden Speichersektoren (A, B, C) ein Vergleich von Zustandsindikatoren (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) mit definierten Zustandsindikatoren erfolgt und in Abhängigkeit einer Konstellation der Zustandsindikatoren dieser wenigstens drei Speichersektoren, dieser festgestellten Konstellation zugeordnete Handlungen vorgenommen werden.A method for handling power interruptions of an erasable nonvolatile data memory, the data memory comprising individually erasable memory sectors (A, B, C) containing a plurality of memory units which can be individually written, characterized in that after turning on the power supply of the Data memory of at least three consecutive memory sectors (A, B, C) is a comparison of state indicators (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) with defined state indicators and made depending on a constellation of the state indicators of at least three memory sectors, this constellation detected actions become. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vergleich der Zustandsindikatoren mit den definierten Zustandsindikatoren eine Suche nach wenigstens einem Datensektor erfolgt, welcher einen Zustandsindikator aufweist, der auf einen nicht gelöschten Zustand (Ready, Swap, SwapBeforeEraseFull, Full) des Datensektors hindeutet.A method according to claim 1, characterized in that prior to the comparison of the state indicators with the defined state indicators, a search is carried out for at least one data sector, which has a status indicator which indicates a non-erased state (Ready, Swap, SwapBeforeEraseFull, Full) of the data sector. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drei aufeinanderfolgenden Speichersektoren, deren Konstellation festgestellt wird, von dem Datensektor, welcher einen Zustandsindikator aufweist, der auf einen nicht gelöschten Zustand des Datensektors hindeutet, sowie zumindest zwei weiteren Datensektoren gebildet werden. A method according to claim 2, characterized in that the three consecutive memory sectors whose constellation is detected are formed by the data sector having a status indicator indicating an undeleted state of the data sector and at least two further data sectors. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsindikatoren (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) dieser wenigstens drei Sektoren vor dem Vergleich der Zustandsindikatoren (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) mit den definierten Zustandsindikatoren auf Plausibilität überprüft werden. A method according to claim 1 to 3, characterized in that the state indicators (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) of these at least three sectors before the comparison of the state indicators (Ready, Swap, Erased, SwapBeforeEraseFull, Full) with the defined state indicators for plausibility be checked. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zustandsindikator (SwapBeforeEraseFull) vorgesehen ist, welcher einen Abschluss eines Kopiervorgangs eines Inhalts von einem Speichersektor (A, B, C) auf einen weiteren Speichersektor (A, B, C) anzeigt.Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that at least one status indicator (SwapBeforeEraseFull) is provided, which indicates completion of a copy operation of a content from one memory sector (A, B, C) to another memory sector (A, B, C). displays. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Konstellation (E-SBWF-E) der Speichersektoren in der Reihenfolge aufeinanderfolgender Sektoren: Speichersektor in einem gelöschten Zustand (Erased), Speichersektor in dem einen Abschluss eines Kopiervorgangs anzeigenden Zustand (SwapBeforeEraseFull) und Speichersektor in einem gelöschten Zustand (Erased), der Speichersektor gelöscht wird, der den einen Abschluss eines Kopiervorgangs anzeigenden Zustand (SwapBeforeEraseFull) aufweist. A method according to claim 5, characterized in that in a constellation (E-SBWF-E) of the memory sectors in the order of successive sectors: memory sector in an erased state, memory sector in the completion of a copy operation state (SwapBeforeEraseFull) and memory sector in a cleared state (erased), the memory sector is cleared which has the completion completion of a copy operation state (SwapBeforeEraseFull). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt eines in einem undefinierten Zustand befindlichen Sektors gelöscht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the content of a sector located in an undefined state is deleted. Elektronisches System umfassend einen löschbaren nichtflüchtigen Datenspeicher, wobei der Datenspeicher einzeln löschbare Speichersektoren (A, B, C) aufweist, die eine Vielzahl von Speichereinheiten enthalten, welche individuell beschrieben werden können, sowie Mittel zum Schreiben von Daten in den Datenspeicher aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das System ausgestaltet ist ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.An electronic system comprising an erasable non-volatile data memory, the data memory comprising individually erasable memory sectors (A, B, C) containing a plurality of memory units which can be individually written and means for writing data to the data memory, characterized the system is designed to carry out a method according to one of claims 1 to 7. Computerprogrammprodukt, welches eingerichtet ist, dass es, wenn es auf einem elektronischen System ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.A computer program product configured to perform a method according to any one of claims 1 to 8 when executed on an electronic system.

Images