磁性存储介质的数据处理方法、系统及装置与流程

本发明涉及芯片技术领域，具体地涉及一种磁性存储介质的数据处理方法、一种磁性存储介质的数据存取方法、一种磁性存储介质的数据处理系统、一种磁性存储介质的数据处理装置、一种电子设备、一种智能电表和一种计算机可读存储介质。

背景技术：

近年来，芯片产业备受全球关注，逐渐成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志性产业，而存储器是芯片其中一个非常重要的模块，用来存储芯片产生的数据。在智能电表中，存储器主要用来读写和存储智能电表产生的数据，起非常重要的作用。最新型的存储器采用磁性随机存取存储器(magneticrandomaccessmemory，mram，通常可以是磁阻式随机存取存储器magnetoresistiverandomaccessmemory)，mram具有非易失性、读写速度快、基本上可以无限次地重复写入、可以与sram/dram一样快速随机读写、与快闪存储器(flashmemory，可简称闪存或flash)一样在断电后永久保留数据等优点，目前已经应用在芯片中用来存储数据。mram是在集成硅电路的磁性材料中进行信息存储的，周围的磁场会对芯片产生影响，因此，当外来磁场接近mram时会对其数据存储性能产生一定影响，当外来磁感应强度过高时，甚至会使mram失效。而磁场在日常技术中的使用和产生非常普遍，在磁体周围、运动电荷周围以及电流周围空间都存在磁场，比如手机和收音机扬声器、电气传输线、磁盘驱动器、电机、电视、家用电器以及磁共振成像医疗设备。因此，在日常应用中，mram接触外来磁场是不可避免的。

针对这个问题，可以通常在mram内置磁场屏蔽层，用来屏蔽一定强度的外来磁场，以确保其在一定强度的磁场环境下能安全工作。例如，mram著名的生产厂家everspin，其生产的mram可承受200gauss(高斯)的磁感应强度。一般情况下，智能电表的外加金属防护壳可使电表承受2000gauss的磁感应强度。当mram应用在智能电表中时，整体即可屏蔽2000gauss的外来磁场，即在低于2000gauss的磁场环境中mram可正常工作，而对于高于这个强度的磁场环境，就需要寻求新的方案，以避免高强度磁场对mram造成影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种磁性存储介质的数据处理方法、系统及装置，避免磁性存储介质因复杂的磁场环境或环境磁场干扰而导致的存储数据失效或缺损，进而改善磁性存储介质的电力环境下可用性和存储数据完整性。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种磁性存储介质的数据处理方法，该数据处理方法包括：

获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，保持所述磁性存储介质的工作状态；

在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

具体的，在所述在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质之后，该数据处理方法还包括：

转换所述磁性存储介质的工作状态为断电保护状态。

具体的，该数据处理方法还包括：

确定所述磁性存储介质处于所述断电保护状态，再获取所述磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

确定再获取的磁感应强度小于等于所述磁感应强度阈值；

通电启动所述磁性存储介质；

至少传输所述备用存储介质中备份的存储数据至所述磁性存储介质。

具体的，在所述确定再获取的磁感应强度小于等于所述磁感应强度阈值之后，且在所述通电启动所述磁性存储介质之前，还包括：

执行所述磁性存储介质的性能检测，确定性能检测的检测数据符合所述磁性存储介质的通电启动条件。

具体的，该数据处理方法还包括：

确定所述磁性存储介质处于所述断电保护状态，接收数据写入指令或数据读取指令；

在接收到所述数据写入指令时，对所述备用存储介质中指定的存储地址执行与所述数据写入指令对应的数据写入；

在接收到所述数据读取指令时，对所述备用存储介质中与所述存储数据对应的存储地址执行与所述数据读取指令对应的数据读取。

具体的，该数据处理方法中，

所述磁性存储介质包括第一磁性随机存取存储器，

所述备用存储介质包括第二磁性随机存取存储器和/或快闪存储器，

所述第二磁性随机存取存储器的磁场屏蔽值大于所述第一磁性随机存取存储器的磁场屏蔽值。

本发明实施例提供一种磁性存储介质的数据存取方法，该数据存取方法包括：

接收数据写入指令或数据读取指令，并获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，对所述磁性存储介质执行与所述数据写入指令对应的数据写入或执行与所述数据读取指令对应的数据读取；

在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，对所述备用存储介质执行与所述数据写入指令对应的数据写入或对所述备用存储介质中备份的存储数据执行与所述数据读取指令对应的数据读取，

其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

本发明实施例提供一种磁性存储介质的数据处理系统，该数据处理系统包括：

数据获取模块，用于获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

保护执行模块，用于在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，保持所述磁性存储介质的工作状态；

所述保护执行模块，用于在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

本发明实施例提供一种磁性存储介质的数据处理装置，该数据处理装置包括：

控制器，与磁性存储介质和备用存储介质连接；

所述控制器还与磁传感器连接，用于通过所述磁传感器获取所述磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

所述控制器被配置成用于在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，保持所述磁性存储介质的工作状态；

所述控制器被配置成用于在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值，备份所述磁性存储介质中的存储数据至所述备用存储介质，其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

再一方面，本发明实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的方法。

又一方面，本发明实施例提供一种智能电表，该智能电表具有前述的数据处理装置或前述的电子设备。

又一方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行前述的方法。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明实施例的主要步骤示意图；

图2为本发明实施例的示例性处理流程示意图；

图3为本发明实施例的示例性一种数据处理装置模块化示意图；

图4为本发明实施例的示例性一种数据处理装置模块化示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

实施例1

本发明实施例提供了磁性存储介质的数据处理方法，如图1，可用于常处于磁场干扰的环境中智能设备的数据防护，该智能设备具有磁性存储介质，如处于电力环境的智能电表，该智能电表的芯片具有mram，该数据处理方法可以包括：

获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，保持所述磁性存储介质的工作状态；

在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

在一些具体实施中，磁性存储介质可以包括mram，该磁性存储介质可以处于智能电表等智能设备的金属防护壳内，该磁性存储介质的设定位置处可以是磁性存储介质的位置或附近位置，可以根据具体实际中磁性存储介质使用场景进行选择，如可以为智能设备的位置、金属防护壳内磁传感器的安装位置、金属防护壳外指定的磁传感器的安装位置附近或相对常产生磁场干扰源有一定距离的磁传感器的位置等；磁传感器可以包括霍尔效应传感器或磁阻效应传感器；磁感应强度阈值可以预先配置或设定，可以根据磁传感器的位置以及磁性存储介质的磁场屏蔽值(可以为能够屏蔽的最大磁感应强度，由具体磁性随机存取存储器的参数表获取或测试获取)大小进行设定，为了确保存储在磁性存储介质内的数据能够不被磁场干扰而造成缺损，以及为了针对可能变化增强的磁感应强度为后续数据备份留下充分处理时间，可以将磁感应强度阈值设定为小于磁性存储介质的磁场屏蔽值；其中，需要提出的是，获取的磁感应强度，可以是实时或定时周期获取，可以经不同传感数据处理方式，可以通过磁感应强度的数值进行描述，以及也可以通过相应的磁场强度、电压、电流等数值进行描述。

对于保持磁性存储介质的工作状态，该工作状态可以包括正在读写状态和空闲状态等实际上电工作中存储介质的正常状态，在所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，可以拷贝所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，从而实现存储数据的备份，备用存储介质可以包括闪存，在一些具体情况中，备用存储介质也可以包括mram和/或闪存(闪存是通过具有浮动栅的逻辑门电路记录数据，磁感应强度基本不会影响闪存中的存储数据)，备用存储介质中若存在mram，该mram应当有更大的磁场屏蔽值。然后，转换所述磁性存储介质的工作状态为断电保护状态，断电保护状态的切换可以通过对磁性存储介质的供电开关的状态切换进行实现或通过对磁性存储介质的电源管脚置高低电平进行实现，其中，对于工作状态曾为正在读写状态的情况，可以对数据读取指令或数据写入指令进行中断或在备份操作完成后，提供备用存储介质中存储数据的存储地址(或地址空间)用于重新或继续执行数据读取指令，或提供备用存储介质中指定的空闲的存储地址用于重新或继续执行数据写入指令，备用存储介质中被写入后的存储地址可以与备用存储介质中存储数据的存储地址共同记录为属于磁性存储介质的最新的存储数据，即可以确定所述磁性存储介质处于所述断电保护状态，在处于断电保护状态期间，若接收到数据写入指令，则可以对所述备用存储介质中指定的存储地址执行与所述数据写入指令对应的数据写入，若接收到数据读取指令，对所述备用存储介质中与所述存储数据对应的存储地址执行与所述数据读取指令对应的数据读取。

在所述磁性存储介质处于所述断电保护状态过程中，可以再获取所述磁性存储介质的位置或附近位置的磁感应强度，可以持续确定再获取的磁感应强度是否小于等于所述磁感应强度阈值，在再获取的磁感应强度小于等于所述磁感应强度阈值，可以通电启动所述磁性存储介质，然后将至少传输所述备用存储介质中备份的存储数据至所述磁性存储介质，传输的存储数据还可以包括在所述磁性存储介质处于所述断电保护状态过程中备用存储介质新写入的存储数据，也可以是删除指定数据后的存储数据和/或变更指定数据后的存储数据等最新的存储数据。

在一些实际选择中，在所述通电启动所述磁性存储介质之前，可以执行所述磁性存储介质的性能检测，确定性能检测的检测数据符合所述磁性存储介质的通电启动条件，性能检测可以包括检测磁性存储介质响应指令或信号时的电流、电压或电阻是否处于正常范围，也可以包括选定磁性存储介质中存储单元，检测该存储单元是否能够响应读写指令而变换相应的高低电阻状态等，通电启动条件可以配合地根据性能检测操作进行选择，如在对该存储单元执行数据写入指令后，在对该存储单元执行数据读取指令后得到与数据写入指令对应的高或低电阻状态，则可以确定检测数据符合通电启动条件，即磁性存储介质可以正常工作，若未得到，则可以为不符合通电启动条件，即磁性存储介质不能正常工作，此时还可以进一步地执行故障报警。

在一些具体实施中，例如在智能电表中加入一个磁传感器，用来检测电表内部的磁感应强度并传输具有该磁感应强度信息的信号。可以设定一个会影响mram存储性能的磁感应强度阈值，比如80mt(t为特斯拉，1t为1000mt，也为10000gauss)，当磁感应强度小于等于80mt时，对mram的存储性能不构成影响，此时可以不做处理，但当磁感应强度高于80mt时，就需要做出进一步处理了。

具体的，如图2，当智能电表内磁感应强度达到80mt时，磁传感器检测到磁场并将信号传送给控制器(mcu)，当磁感应强度未超过设定的阈值80mt时，芯片各部件可以继续正常工作；当磁感应强度超过设定的阈值时，mcu下发指令，用于将mram中的数据存储到flash中备份保存，然后将mram进行断电保护。该闪存在mram正常工作期间可以不启用备份功能，可以在mram的存储数据需要备份时才开启该项功能。在mram停止工作这段时间，智能电表中新产生的数据可以一并保存在flash中。直至磁传感器检测到磁感应强度小于80mt时，mcu再下发指令对mram性能进行检测，若mram不能正常工作，则发出故障警报；若mram可正常工作，mcu发出指令为其通电并启动mram，将之前备份的数据和新产生的数据一并从flash传输至mram，继续正常工作。如此，mram中的存储数据在强磁场干扰下就得到了及时保护。

本发明实施例当芯片遇到较强的外来磁场时，在mram性能受影响前及时将存储数据备份至flash等备用存储介质中保存，确保了存储数据的安全性和完整性，实现了对磁场干扰敏感的mram也能在电力环境中具备可用性。

实施例2

本发明实施例与实施例1属于同一发明构思，本发明实施例提供了磁性存储介质的数据存取方法，可用于在磁感应强度是否超出磁感应强度阈值时相应处理接收到的指令，该数据存取方法包括：

接收数据写入指令或数据读取指令，并获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，对所述磁性存储介质的空闲的存储地址执行与所述数据写入指令对应的数据写入或对所述磁性存储介质指定的存储数据的存储地址执行与所述数据读取指令对应的数据读取；

在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，对所述备用存储介质中指定的空闲的存储地址执行与所述数据写入指令对应的数据写入或对所述备用存储介质中备份的存储数据的存储地址执行与所述数据读取指令对应的数据读取，

其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

实施例3

本发明实施例与实施例1和2属于同一发明构思，本发明实施例提供了磁性存储介质的数据处理系统，该数据处理系统包括：

数据获取模块，用于获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

保护执行模块，用于在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，保持所述磁性存储介质的工作状态；

所述保护执行模块用于在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

本发明实施例还提供了本发明实施例提供了一种磁性存储介质的数据存取系统，可用于在磁感应强度是否超出磁感应强度阈值时相应处理接收到的指令，该数据存取系统包括：

数据获取模块，用于接收数据写入指令或数据读取指令，并获取磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

保护执行模块，用于在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，对所述磁性存储介质的空闲的存储地址执行与所述数据写入指令对应的数据写入或对所述磁性存储介质指定的存储数据的存储地址执行与所述数据读取指令对应的数据读取；

所述保护执行模块用于在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至备用存储介质，对所述备用存储介质中指定的空闲的存储地址执行与所述数据写入指令对应的数据写入或对所述备用存储介质中备份的存储数据的存储地址执行与所述数据读取指令对应的数据读取，

其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

实施例4

本发明实施例与实施例1至3属于同一发明构思，本发明实施例提供了磁性存储介质的数据处理装置，该数据处理装置包括：

控制器，与磁性存储介质和备用存储介质连接；

所述控制器还与磁传感器连接，用于通过所述磁传感器获取所述磁性存储介质的设定位置处的磁感应强度；

所述控制器被配置成用于在确定所述磁感应强度小于等于配置的磁感应强度阈值时，保持所述磁性存储介质的工作状态；

所述控制器被配置成用于在确定所述磁感应强度大于所述磁感应强度阈值时，备份所述磁性存储介质中的存储数据至所述备用存储介质，其中，所述备用存储介质的磁场屏蔽值大于所述磁性存储介质的磁场屏蔽值。

在一些具体实施中，如图3，该数据处理装置可以具有片上系统(systemonchip，soc)芯片，soc芯片可以包括控制器(可以包括至少一个处理器)，以及可以包括flash和sram(静态随机存取存储器，staticrandom-accessmemory)等存储器，所述备用存储介质可以选为flash，在一些情况中，该soc芯片可以还包括mram，所述磁性存储介质可以为mram，在另一些情况中，该数据处理装置可以还具有电路主板，该电路主板具有该soc芯片的接口和mram的接口，soc芯片通过该电路主板与mram连接；控制器可以通过控制器的接口与磁传感器连接。

在一些集成度不敏感的实施中，可以选用具有连接控制器和前述存储器的接口的电路主板，通过电路主板实现前述各个器件的连接。在一些工艺和成本可接受的情况中，如图4，该数据处理装置可以分别有与控制器连接的第一mram和第二mram(可以以soc芯片形式或电路主板连接的形式)，第一mram可以作为磁性存储介质中的第一磁性随机存取存储器，第二mram可以作为备用存储介质中的第二磁性随机存取存储器，第二mram的磁场屏蔽层可以厚于第一mram的磁场屏蔽层，如第二mram的磁场屏蔽层为双层，第一mram的磁场屏蔽层为单层，备用存储介质可以同时还包括flash，此时适合磁场干扰呈多种变化的应用场景中，可以配置前述磁感应强度阈值为多个磁感应强度阈值，如第一磁感应强度阈值和第二磁感应强度阈值，第一磁感应强度阈值可以小于第二磁感应强度阈值，在获取的磁感应强度大于第一磁感应强度阈值时，可以将第一mram中的存储数据备份至第二mram中，而在获取的磁感应强度大于第二磁感应强度阈值时，可以将第二mram中的存储数据进一步备份至flash中，实现了分阶段的数据防护，减少了低磁场干扰阶段对flash的存储空间的占用。

本发明实施例还提供了智能电表，该智能电表可具有前述的数据处理装置，或者，可具有电子设备，该电子设备可以包括至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述实施例1和2中的方法。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。