TWI494935B - 具有高信賴度資料與資料流處理裝置 - Google Patents

Description

具有高信賴度資料與資料流處理裝置

本發明係有關一種資料與資料流處理裝置，特別是一種具有高信賴度資料與資料流處理裝置。

電子科技及通信技術的發展，造就便利的生活，卻也伴隨產生複雜的電磁雜訊環境，而容易對電子裝置造成干擾。尤其儲存裝置進行寫入動作時，雜訊干擾或其電源不穩定容易造成資料寫入錯誤。

又或者，電磁干擾容易對嵌入式裝置造成程式運行錯誤，而癱瘓裝置運作。習見之解決方式係以控制器之計數器計數一固定期間，而於程式運行必經之處將計數器歸零，當程式運行錯誤時，將無法將計數器歸零，而造成計數器溢位，進而觸發控制器重置動作，使程式得以恢復正常運行。

然，上述方法仍有缺陷，因計數器之時脈來源與控制器相同，倘若控制器無法正常作動係因時脈的錯誤，此時，亦會造成計數器失效，將無法使控制器重置。

另一方面，在通訊上，同時對於二裝置進行傳訊時，容易造成訊息遺漏或錯誤，亦有可能造成系統運行錯誤，而有重置的需求。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提出一種具有高信賴度資料與資料流處理裝置，可有效於系統運行錯誤時將系統重置，並提供高信賴度的資料流通訊及資料儲存。

一種具有高信賴度資料與資料流處理裝置，包含：通訊模組，用以通訊至少一外部裝置；儲存模組，用以儲存通訊模組通訊之資料；控制單元，用以控制通訊模組及儲存模組，並於特定時間內發出清除訊號；計數單元，電連接控制單元，若於計數溢位前收到清除訊號，則歸零計數，若於計數溢位時未收到清除訊號，則重置控制單元；及電源，用以供電處理裝置。

有關本發明之較佳實施例及其功效，茲配合圖示說明如後。

以下舉出具體實施例以詳細說明本發明之內容，並以圖示作為輔助說明。說明中提及之符號係參照圖示符號。

請參照第1圖所示，係為本發明第一實施例之方塊圖。本發明實施例之資料與資料流處理裝置包含通訊模組1、儲存模組2、控制單元3、計數單元4及電源5。通訊模組1用以通訊至少一外部裝置。儲存模組2用以儲存通訊模組1通訊之資料。控制單元3用以控制通訊模組1及儲存模組2，並於迴圈主程式(Run Robin)最末端發出清除訊號31。計數單元4電連接控制單元3，若於計數溢位前收到清除訊號31，則歸零計數，若於計數溢位時未收到清除訊號31，則發出重置訊號41以重置控制單元3。電源5，用以供電處理裝置。

於此，通訊模組1可包含上行通訊單元及下行通訊單元，控制單元3以分時多工方式控制通訊模組1，可同時控制上行通訊單元及下行通訊單元，以與二外部裝置進行通訊，而避免與其中之一外部裝置通訊而遺漏另一外部裝置之訊息之情事。通訊模組1之通訊介面可為UART、SPI、GPIO、USB，但本發明並非以此為限。

實質上，控制單元3可為單晶片，其與通訊模組1之通訊可於通訊介面之中斷服務中進行，並於時間中斷副程式中分次處理所通訊之資料。同理，較冗長之程序亦可以此分時方式進行而達到多工之效果。控制單元3較佳地可於主程式的最末端發送清除訊號31，使程式運行更穩定。然，應避免於中斷副程式中發送清除訊號31，以免中斷副程式正常運行而歸零計數單元4，但主程式已發生異常，而無法將控制單元3重置。

儲存模組2可包含第一非揮發性記憶體及第二非揮發性記憶體。第一非揮發性記憶體包含第一儲存空間及第二儲存空間，用以儲存資料及資料之檢查碼。當該第一非揮發性記憶體之第一儲存空間儲滿時，第一非揮發性記憶體備份至第二非揮發性記憶體，並以第二儲存空間儲存後續之資料。於此，第一非揮發性記憶體可為電子可擦拭記憶體(EEPROM)，第二非揮發性記憶體可為快閃記憶體(FLASH ROM)。

請參照第2圖所示，係為本發明第二實施例之方塊圖。本發明實施例之資料與資料流處理裝置如同第一實施例所述，進一步包含揮發性記憶體6及備源模組7。揮發性記憶體6包含資料區及指標區。資料區儲存通訊模組1通訊之資料及根據該筆資料產生對應之檢查碼，指標區亦儲存相同之檢查碼及資料之指標。藉由檢查碼可比對儲存於揮發性記憶體6之資料區與指標區之檢查碼，以確認揮發性記憶體6儲存之資料之正確性。於此，揮發性記憶體6較佳地可為靜態記憶體(SRAM)。

備源模組7於電源5失效時，供電至揮發性記憶體6。備源模組7包含備用電源及電源感測單元。電源感測單元感測電源5之供電狀態，於電源5失效時啟動備用電源，以供電至揮發性記憶體6，使揮發性記憶體6可維持所儲存之資料。於此，備用電源較佳地可為金電容或電池。電源5電連接至備用電源，可於電源5未失效時對備用電源進行充電。

在本實施例中，儲存模組2較佳地可包含二第一非揮發性記憶體21及二第二非揮發性記憶體22。每一第一非揮發性記憶體21均儲存通訊模組1通訊之資料及根據該筆資料產生對應之檢查碼，第一非揮發性記憶體相互備存，當第一非揮發性記憶體儲存至特定容量時，二第一非揮發性記憶體分別備份至二第二非揮發性記憶體。於此，第一非揮發性記憶體21之容量低於第二非揮發性記憶體22，第一非揮發性記憶體21之讀寫次數高於第二非揮發性記憶體22。

舉例而言，第一非揮發性記憶體21具有二頁的儲存空間，當資料寫滿第一頁時，將所儲存之資料備份至第二非揮發性記憶體22，同時若有其他資料需儲存，則儲存至第二頁。據此，可有效減少第二非揮發性記憶體22之寫入次數，延長其使用壽命。

控制單元3將通訊模組1通訊之資料陸續儲存至揮發性記憶體6及二第一非揮發性記憶體21，據此可擁有三重資料備份。當控制單元3檢查揮發性記憶體6儲存之資料錯誤時，可自第一非揮發性記憶體21復原該筆資料。或者，若其中一第一非揮發性記憶體21失效或其儲存資料錯誤時，可由另一第一非揮發性記憶體21取代或復原資料，同理亦可應用於第二非揮發性記憶體22。因此，即使資料與資料流處理裝置遭遇雜訊干擾或電源中斷，使得儲存模組2或揮發性記憶體6寫入錯誤，資料仍得以復原。

綜上所述，本發明提出之具有高信賴度資料與資料流處理裝置可於裝置異常時重置，以複合式記憶體交互備份，並以分時多工方式運行，確實可達到高信賴度資料及資料流處理。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧通訊模組

2‧‧‧儲存模組

21‧‧‧第一非揮發性記憶體

22‧‧‧第二非揮發性記憶體

3‧‧‧控制單元

31‧‧‧清除訊號

4‧‧‧計數單元

41‧‧‧重置訊號

5‧‧‧電源

6‧‧‧揮發性記憶體

7‧‧‧備源模組

第1圖為本發明第一實施例之方塊圖。

第2圖為本發明第二實施例之方塊圖。

1．．．通訊模組

2．．．儲存模組

3．．．控制單元

31．．．清除訊號

4．．．計數單元

41．．．重置訊號

5．．．電源

Claims (10)

1. 一種具有高信賴度資料與資料流處理裝置，包含：一通訊模組，用以通訊至少一外部裝置；一儲存模組，用以儲存該通訊模組通訊之一資料，包含：二個第一非揮發性記憶體，用以儲存該資料，該些第一非揮發性記憶體相互備存；及二個第二非揮發性記憶體，當該些第一非揮發性記憶體儲存至一容量時，分別備份至該些第二非揮發性記憶體；一控制單元，用以控制該通訊模組及該儲存模組，並於一迴圈主程式最末端發出一清除訊號；一計數單元，電連接該控制單元，若於計數溢位前收到該清除訊號，則歸零計數，若於計數溢位時未收到該清除訊號，則重置該控制單元；及一電源，用以供電該處理裝置。
2. 如請求項1之處理裝置，其中，該第一非揮發性記憶體之容量低於該第二非揮發性記憶體，該第一非揮發性記憶體之讀寫次數高於該第二非揮發性記憶體。
3. 如請求項1之處理裝置，該第一非揮發性記憶體可為電子可擦拭記憶體，該第二非揮發性記憶體可為快閃記憶體。
4. 如請求項1之處理裝置，更包含一揮發性記憶體，儲存該通訊模組通訊之該資料及該資料之該檢查碼，該揮發性記憶體包含：一資料區，儲存該資料及該檢查碼；及 一指標區，儲存該資料之指標與該檢查碼。
5. 如請求項4之處理裝置，其中，該控制單元比對儲存於該揮發性記憶體之該資料區與該指標區之該檢查碼，以確認該揮發性記憶體儲存之該資料之正確性，若該資料錯誤，則自該第一非揮發性記憶體復原該資料。
6. 如請求項4之處理裝置，更包含：一備源模組，於該電源失效時，供電該揮發性記憶體。
7. 如請求項6之處理裝置，其中，該備源模組包含：一備用電源，供電至該揮發性記憶體；及一電源感測單元，用以感測該電源之供電狀態，並於該電源失效時啟動該備用電源。
8. 如請求項7之處理裝置，其中，該備用電源為金電容或電池。
9. 如請求項7之處理裝置，其中，該電源未失效時對該備用電源充電。
10. 如請求項1之處理裝置，其中，該控制單元以分時多工方式控制該通訊模組，用以同時與該些外部裝置進行通訊。