硬盘防震保护方法 【技术领域】
本发明涉及存储设备的维护技术，特别是指一种移动电子设备的硬盘防震保护方法。
背景技术
随着掌上电脑、MP3、数字录音笔、视频播放器等可随身携带的移动电子设备的普及和发展，以及功能的增强，对这些移动电子设备的存储容量需求也越来越大。此种情况下，可支持大容量存储的硬盘就成为这些电子设备的首选。
由于这些电子设备需要随身携带，因此对硬盘的抗震性能要求较高。许多设备选择抗震性比较好的笔记本电脑2.5英寸(inch)硬盘，这类硬盘采用的抗震技术是专利号为97110351.8，名称为“带有基于磁阻磁头的热阻信号的冲击检测的磁盘驱动器”的美国专利所公开的技术。该技术的基本原理是硬盘受到冲击或震动后，导致磁头温度波动，冲击检测电路把反映波动的磁阻信号偏移与预定地电压阈值比较，当磁阻信号改变超过阈值时，表示外部冲击或震动超过了允许限制，则禁止对磁盘的读写操作。
现有技术的缺点是对硬盘的保护策略过于简单、不够全面。由于硬盘在不同的工作状态下，所承受的冲击或震动不同。在同一震动环境下，硬盘在某种工作状态下可能无法承受，但若处于其它工作状态则完全可以安全工作。特别是对于可移动电子设备，对硬盘进行的大多是读操作，与写操作比较对震动的承受能力较强。如果震动稍大就一概禁止硬盘工作，则对于不需要太高读写速度的操作也无法进行，从而使一些环境下可以进行的操作也不能进行，无法使硬盘得到充分利用，减少了电子设备的使用范围。另外，对于突然的冲击，现有技术也难以对硬盘进行保护，容易造成硬盘损坏。
【发明内容】
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种硬盘防震保护方法，可以根据移动电子设备所处的不同工作环境，对硬盘进行综合的保护，在充分利用硬盘的基础上保护硬盘。
一种硬盘防震保护方法，应用于可随身携带的电子设备，包括以下步骤：
a)获取电子设备当前的工作环境信息；
b)根据步骤a)所荻取的当前工作环境信息以及工作环境与硬盘保护策略之间的对应关系，确定所述电子设备当前应采用的硬盘保护策略；
c)根据步骤b)所确定的硬盘保护策略设置所述电子设备的工作状态。
该方法所述工作环境与硬盘保护策略的对应关系为：静止环境，对应的保护策略为硬盘处在正常高速传输工作模式，电子设备内部系统对硬盘进行正常数据读取；或轻微震动环境，对应的保护策略为硬盘处在正常高速传输工作模式，电子设备内部系统通过开辟一个主机缓存对硬盘进行数据读取；或震动环境，对应的保护策略为硬盘处在低速传输工作模式，电子设备内部系统通过主机缓存对硬盘进行数据读取；或剧烈震动环境，对应的保护策略为硬盘处于待机状态，电子设备内部系统不对硬盘进行数据读取。
该方法步骤a)具体包括：设置一个震动传感器，通过查询震动传感器的输出值获取电子设备当前工作环境信息。
该方法步骤a)所述获取电子设备当前工作环境信息过程具体包括：电子设备内部系统定期向震动传感器发送查询请求，根据震动传感器返回的检测值，判断电子设备当前所处的工作环境。
该方法步骤a)具体包括：向用户发送进行环境选择的通知，接收用户输入的工作环境选择结果。
该方法进一步包括：预先设定电子设备的默认工作环境，当电子设备初始启动时，根据该默认工作环境所对应保护策略设置电子设备的工作状态。
该方法步骤a)后进一步包括：判断步骤a)所获得的工作环境信息与原工作环境信息比较是否发生改变，如果是，则进入步骤b)，否则，隔一段时间后返回步骤a)或结束当前流程。
该方法进一步包括：所述电子设备接收到超出当前硬盘安全策略规定的工作状态所允许的操作请求后，向用户发送警告信息。
从上述方案可以看出，本发明的一种硬盘防震保护方法根据电子设备所处的不同工作环境制定了不同的硬盘保护策略，根据环境的不同随时调整电子设备系统和硬盘的工作状态，从而在最大程度使用硬盘的同时，对硬盘进行保护，延长了硬盘的使用寿命，并扩大了电子设备的使用范围。并且由于在一些环境下，使用了增加缓冲区等保护策略，减少了系统读取硬盘的次数，从而减小了电子设备遇到突然冲击时对硬盘造成损坏的几率。
【附图说明】
图1为本发明第一个实施例的硬件结构示意图；
图2为本发明第一个实施例的实现流程图；
图3为本发明第二个实施例的实现流程图；
图4为本发明第二个实施例的硬件结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明的硬盘防震保护方案主要应用于可随身携带的电子设备，包括：预先设定好一种以上的硬盘保护策略，保护策略的作用是用于规定电子设备不同工作状态，并设置电子设备工作环境与硬盘保护策略的对应关系。当电子设备进行工作时，对当前电子设备的工作环境信息进行获取，然后，根据获取的当前工作环境信息选择该工作环境对应的硬盘保护策略，最后，设置电子设备工作在所选择的硬盘保护策略规定的工作状态下。
本发明较佳的可以把硬盘的工作环境分为以下几类：a)静止，比如：把电子设备放在桌子等静止的物体上，此时外界环境加速度值约为0G。b)轻微震动，比如：人在房间里用手拿着电子设备，通常外界环境加速度小于0.5G。c)震动，比如：人在地铁上用手拿着电子设备，通常外界环境的加速度在0.5G-1G之间。d)剧烈震动，比如：人在公交车上拿着电子设备遇到剧烈颠簸时，通常外界环境加速度大于1G。
针对不同硬盘工作环境本发明采取不同的硬盘保护策略来规定电子设备的不同工作状态，见表1所示。工作环境 保护策略(传输速率)静止 PIO mode-4 or Multi-word DMA mode 2(16.6MB/sec)轻微震动 PIO mode-4 or Multi-word DMA mode2+host cache (16.6MB/sec)震动 Multi-word DMA mode 0+host cache(4.1MB/sec)剧烈震动 standby imediately(0MB/sec)
表1
如表1所示，对于静止环境，制定的硬盘保护策略为：硬盘工作在全速传输状态，如：过程输入输出模式4(PIO mode-4)或多字节直接存储器读取模式2(Multi-word DMA mode 2)。此时电子设备处于正常工作状态，系统直接到硬盘中读取数据，硬盘传输速率最高可达到16.6MB/sec，能满足高速率传输的要求，比如：进行视频播放等的需求。
对于轻微震动环境，制定的硬盘保护策略为：电子设备工作在Multi-word DMA mode2+host cache状态下。此时，硬盘仍维持PIO mode-4或Multi-word DMAmode 2下的高速的传输模式，但同时在电子设备的内存资源，一般是主内存中划出一个区作为硬盘的主机缓存(host cache)，增加host cache作用相当于增加了相对于硬盘本身缓存(hard disk cache)的硬盘的二级缓存区。这样系统进行数据读取时，可以根据host cache大小先把硬盘的数据读到host cache中，系统访问硬盘前，首先访问host cache，如果host cache中有所需要的数据，系统就直接从host cache中读取数据，而没有必要去访问硬盘。这样可以使系统延长对硬盘的读盘周期，从而减少系统读盘的频率，增加了对硬盘的保护。这种增加host cache方案特别适用于电子设备对同一内容重复播放的情况，可以大大减少访问硬盘的次数，并且也可降低当遇到突然的冲击时，损坏硬盘的几率，提高了数据读取的安全性。
对于震动的环境，制定的硬盘保护策略为：电子设备工作在多字节直接存储器读取模式0(Multi-word DMA mode0)+host cache状态下。由于此种情况下，如果硬盘仍然保持高输率的传输，则数据读取出错的几率将非常大，使重复传输频繁出现，很容易造成对硬盘的损坏。因此，此种情况在采用host cache作为缓冲的同时，还要避免高速率的传输。另外，系统还应限制某些要求高速率传输的应用，例如：高清晰度的视频播放等，而只允许用户使用传输速率不高的应用，例如：播放MP3等。当用户强行执行要求高传输速率的应用时，通过判断硬盘当前的工作模式或host cache的使用情况，系统可以给用户以警告，其中，这里所述host cache的使用情况是指当前hostcache的命中率等信息。
对于剧烈震动的环境，制定的硬盘保护策略为：将硬盘置于待机(standby)状态，系统不对硬盘进行读写操作。由于剧烈震动的环境对硬盘的磁头以及磁盘碟片损坏几率非常大，因此，此情况下硬盘应立即停止工作，进入standby状态，并且系统向用户发出警告，禁止对硬盘进行读写数据的操作。其中，standby状态是一种硬盘的工作状态，该状态下硬盘的磁头处于安全区域，电路随时可以接受系统的命令进入工作状态，此状态硬盘的功耗也相当小。
下面举例对本发明的两种较佳实现方案进行详细说明。
参见图1所示，为配合本发明方法的实现，本实施例中在移动电子设备中增加了震动传感器101，该震动传感器101通过A/D转换电路102和数据处理电路103与可移动电子设备的中央处理器(CPU)104连接。震动传感器101的震动传感单元105检测得到的输出信号通过震动传感器101自身的高通滤波电路106、低通滤波放大电路107处理后，输出至A/D转换电路102，把检测得到的震动信号转换成数字信号后，经过数据处理电路103处理后发送至电子设备的CPU 104。这里，震动传感器101可以采用ENC-03M，数据处理电路103可以是74LS245等锁存器。
本实施例的操作流程，参见图2所示：
步骤201，电子设备的系统首先通过CPU向震动传感器发送查询请求信息，震动传感器接收到请求信息后，将当前探测的结果经A/D转换电路和数据处理电路转换处理为系统可识别的震动参数后返回给CPU。
步骤202，系统根据当前所获取的震动参数判断电子设备处于哪种工作环境，如果震动参数代表的外界环境加速度值为0，则判断电子设备当前所处环境是静止状态；如果震动参数代表的加速度值小于0.5G，则判断电子设备当前所处环境为轻微震动状态；如果震动参数代表的加速度值在0.5G到1G之间，则判断电子设备当前所处环境为震动状态；如果震动参数代表的加速度值大于1G，则判断电子设备当前所处环境为剧烈震动状态。
步骤203，系统根据步骤202得到的工作环境来判断电子设备的当前工作环境是否发生了改变，如果是，则进入步骤204，否则，进入步骤209。
步骤204，系统根据步骤202确定的当前电子设备所处工作环境选择相应的硬盘保护策略：如果电子设备当前所处环境是静止状态，则进入步骤205；如果电子设备当前所处环境为轻微震动状态，则进入步骤206；如果电子设备当前所处环境为震动状态，则进入步骤207；如果电子设备当前所处环境为剧烈震动状态，则进入步骤208。
步骤205，系统设置硬盘工作在正常的Multi-word DMA mode2状态下，并对硬盘进行正常的读取操作，进入步骤209。
步骤206，系统设置硬盘工作在Multi-word DMA mode2状态下，并启动host cache，硬盘仍保持数据高速传输状态，系统进行数据读取时，先将数据读至缓冲区，然后再从缓冲区进行数据读取，当缓冲区中的数据读完后，再到硬盘中读取数据至缓冲区，如此以减少硬盘读取的次数，进入步骤209。
步骤207，系统设置硬盘工作在Multi-word DMA mode0状态下，并启动host cache，硬盘处于数据低速传输状态，系统进行数据读取时，先将数据一次性读至缓冲区，然后再从缓冲区进行数据读取，当缓冲区中的数据读完后，再到硬盘中读取数据至缓冲区。并警告用户某些要求高速率传输的操作当前无法进行。如果用户强行进行某些被禁止的操作，通过判断硬盘当前的工作模式或host cache的使用情况，系统可以给用户以警告，进入步骤209。
步骤208，系统设置硬盘进入Standby状态，此时硬盘磁头卸载到安全区域，系统停止对硬盘数据读取，同时系统向用户发出警告，提示用户目前无法进行数据读取操作，进入步骤209。
步骤209，系统等待一段时间后，返回步骤201，重复以上操作。
本发明另一个较佳实施方案则是电子设备的工作环境通过用户进行选择，该方案系统的处理流程参见图3所示。
步骤301，进入电子设备环境选择模式后，系统提示用户进行当前环境的选择。
步骤302，用户选择了当前工作环境后，系统判断用户选择的工作环境与目前设置的工作环境相比是否发生改变，如果是，则进入步骤303，否则，结束流程。
步骤303，系统根据用户选择的工作环境，选定相应的硬盘保护策略，从而设置电子设备的工作状态，即如果用户选择的是静止环境，系统设置硬盘工作在正常的Multi-word DMA mode2状态下；如果用户选择的是轻微震动环境，系统设置硬盘工作在正常的Multi-word DMA mode2+host cache状态下；如果用户选择的是震动环境，系统设置硬盘工作在Multi-word DMAmode0+host cache状态下；如果用户选择的是剧烈震动环境，系统设置硬盘处于standby状态，并提示用户当前无法进行数据读取操作。
另外，上述过程较佳的方案是用户或系统还可以设置某一工作环境为默认环境，该环境所对应的硬盘保护策略工作状态为系统默认工作状态，这样当电子设备每次启动时，系统可直接将电子设备置于默认工作状态下，并提示用户当前工作状态所对应的工作环境，如果用户认为该工作环境符合电子设备实际所处的客观环境，则可以不再进行工作环境的选择。
可以看出，对于本实施例方案，完全可以通过软件来实现硬盘防震保护过程，另外，也可以通过如图4所示的硬件结构来实现。图4是硬件实现的一种方案：
参见图4所示，环境选择开关401的四个触点1-4由四根信号线与编码器402连接，并通过编码器402连接至电子设备的CPU 104，环境选择开关401的另一端接地，环境选择开关401的四个触点1-4所在信号线分别通过保护电阻R4、R3、R2和R1连接至高电平VCC。
环境选择开关401的1-4四个触点分别代表静止、轻微震动、震动、剧烈震动四个状态设置。当环境选择开关401处于触点1位置时，代表静止环境，此时触点1所在信号线为低电平，其它触点所在信号线为高电平，信号线的电平值输入至编码器402，编码器402将其转换为系统可识别的信号发送至CPU 104，系统根据编码器输入的情况判别选择相应的硬盘保护策略，并根据硬盘保护策略进行相应的处理。同样，当环境选择开关401打到其它位置时，系统也根据该位置所代表的环境进行相应的处理。
本发明中所述硬盘保护策略的个数也可以设置为其它数目，保护策略中所规定的电子设备工作状态，也可以进行相应调整。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。