电子计算器装置及其重新启动方法

摘要

一种电子计算器装置，包括第一及第二非易失存储器。所述第一非易失存储器储存加载模块及压缩格式的操作系统核心模块。所述第二非易失存储器作为所述电子计算器装置的内存。所述电子计算器装置的处理器执行所述加载模块以从所述第一非易失存储器加载并解压缩所述核心模块至所述第二非易失存储器以响应启动指令。当接收关机指令时，所述处理器判定是否在关闭所述电子计算器装置以前，执行其启动程序的一部分以响应所述关机指令。所述电子计算器装置关机后，重新启动时，执行接续执行所述启动程序。正常启动程序中的部分程序，在实际启动以前就执行以节省启动的时间。

说明书

本申请案是申请日期为2010年3月30日，申请号为201010136237.4，发明名称为“媒体数据播放装置及其重新启动方法”的专利申请案的分割案。 

技术领域

本发明涉及计算机技术，尤其涉及一种媒体数据播放装置及其重新启动方法。 

背景技术

电视接收装置，即一般称为电视机顶盒(set-top box)，用来管理电视机所未支持的频道号码，并将频道信号解扰(descramble)、解密(decrypt)、译码(decode)后产生视频及其相关信息，例如节目表(program guide)。电视机顶盒包括用来处理视频及音频的数字信号处理(digital signal processing，简称DSP)芯片，以及用来执行操作系统(operating system，简称OS)及其它程序的中央处理单元(central processing unit，简称CPU)。在电视机顶盒启动时，执行加载模块以清理内存、从闪存(flash memory)将操作系统加载(loading)并解压缩至所述内存。因为清理内存及加载操作系统是启动程序的一部分，所以重新启动也常常是在出现系统错误时的一个解决方法，例如当出现虚拟内存(virtual memory)的区域被错误地覆写时所造成的错误。但是操作系统重新加载及解压缩是很浪费时间的。 

发明内容

为了解决所述问题，本发明提出了一种媒体数据播放装置包括第一及第二非易失存储器、输入单元及处理器。所述第一非易失存储器储存操作系统的压缩格式的核心模块。所述第二非易失存储器作为所述媒体数据播放装置的内存。其中所述核心模块的移动包括从所述第一非易失存储器加载并解压缩所述核心模块至所述第二非易失存储器。当所述输入单元接收启动指令时，所述处理器，执行所述加载模块以驱动所述核心模块的第一次移动以响应所述启动指令。当从所述输 入单元接收关机指令时，所述处理器在所述媒体数据播放装置关机以前，决定是否驱动所述核心模块的第二次移动以响应所述关机指令。 

一种媒体数据播放装置包括第一及第二非易失存储器、输入单元及处理器。所述第一非易失存储器储存操作系统的压缩格式的核心模块。所述第二非易失存储器作为所述媒体数据播放装置的内存。其中所述核心模块的移动包括从所述第一非易失存储器加载并解压缩所述核心模块至所述第二非易失存储器。当所述输入单元接收启动指令时，所述处理器，执行所述加载模块以驱动所述核心模块的第一次移动以响应所述启动指令。当从所述输入单元接收关机指令时，所述处理器在所述媒体数据播放装置关机以前对所述第二非易失存储器执行碎片回收功能以响应所述关机指令。 

一种媒体数据播放装置的重新启动方法，执行于所述媒体数据播放装置，所述装置包括用于储存操作系统的压缩格式的核心模块的第一非易失存储器，及作为所述媒体数据播放装置的内存的第二非易失存储器，其中所述核心模块的移动包括从所述第一非易失存储器加载并解压缩所述核心模块至所述第二非易失存储器。所述方法包括：从所述媒体数据播放装置的输入单元接收第启动指令；响应所述第启动指令以执行所述加载模块以驱动所述核心模块的第一次移动；以及当从所述输入单元接收关机指令时，在所述媒体数据播放装置关机以前执行所述媒体数据播放装置的启动程序的部分程序以响应所述关机指令。 

本发明媒体数据播放装置在接收到关机指令及实际关闭期间内执行多个等级的碎片回收作业的其中一个等级，从而可以管理内存的使用情形以利长时间的使用。正常启动程序中的部分程序，例如操作系统核心模块的移动，在实际启动以前就执行以节省启动的时间。 

附图说明

图1显示媒体数据播放装置的实施方式结构方块图； 

图2显示媒体数据播放装置的内存模块方块图； 

图3显示相变化内存的内存元的实施方式的设置(set)及重设(reset)脉波示意图； 

图4显示相变化随机存取内存的内存元的实施方式示意图； 

图5显示相变化随机存取内存的内存元的实施方式截面图； 

图6显示媒体数据播放装置响应关机指令的操作实施方式流程图； 

图7显示媒体数据播放装置响应启动启动指令的操作实施方式流程图。 

主要元件符号说明 

媒体数据播放装置            100 

处理器                      151 

内存                        152 

非易失存储器                153 

大量储存装置                154 

显示器                      155 

通信单元                    156 

内容保护单元                157 

电源供应器                  158 

石英振荡器                  159 

输入输出装置                160 

音频输出单元                161 

影像输出单元                162 

端口                        164 

控制器                      165 

触控侦测器                  167 

解压缩的核心模块            1525 

指令                        1526 

加载模块                    1531 

次例程                      1532 

中断向量表                  1533 

向量                        1534 

压缩的核心模块              1535 

配置文件                    1536 

地址                        1537 

碎片回收设定                 1538 

重置脉波                     201 

设置脉波                     202 

内存装置                     301 

二极管                       302 

位线                         304 

字符线                       305 

相变化材质                   401 

相变化区域                   402 

加热装置                     403 

定时器                       50,60 

内存单元                     C 

时间                         t1 

时间                         t2 

相变化材质开始成核作用的温度 T-l 

相变化材质的熔点温度         T-h 

具体实施方式

媒体数据播放装置及其重新启动方法实施方说明如下： 

1.系统概述 

本发明所揭示的媒体数据播放装置可以实作成单独一台装置，或整合于各种不同的媒体数据播放装置中，诸如机顶盒、移动电话、平板个人计算机(tablet personal  computer)、膝上型计算机(laptop  computer)、多媒体播放器、数字摄影机、个人数字助理(personal digital assistant,简称PDA)、导航装置或移动上网装置(mobile internet device ，MID)。 

1.1 媒体数据播放装置之实施例 

参照图1，处理器151为媒体数据播放装置100的中央处理器，可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，用于处理数据及执行计算机程序。媒体数据播放装置100的组件连接方式如图1所示，可用串行或并行总线、或无线通信信 道构成。无线通信单元156建立通信信道，使媒体数据播放装置100通过所述通信信道以连接至远程服务器，并从所述远程服务器下媒体数据。另外，无线通信单元156可以建立无线通信信道，使移动设备，例如遥控器，通过所述无线通信信道以连接至媒体数据播放装置100并交换数据。所述通信单元156可以包括天线、基频(base band)及射频(radio frequency，简称RF)芯片组用于进行无线局域网络(wireless local area network，简称wireless LAN)通信、红外线通信及/或蜂巢式通信系统通信，例如宽带码分多重接入(Wideband Code Division Multiple Access，简称W-CDMA)及高速下行封包存取(High Speed Downlink Packet Access，简称HSDPA)。经由所述建立的无线通信信道，所述媒体数据播放装置100可以作为无线局域网络的接入点，使移动设备可以经由所述接入点以连接因特网(Internet)。 

处理器151可以是由单颗封装的IC所组成，或连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器151可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)，或者是CPU、数字信号处理器(digital signal processor，简称DSP)、及通信控制器(例如通信单元156)的控制芯片的组合。所述通信控制器可以包括蜂巢式通信系统通信、红外线、蓝芽(Bluetooth^TM)或无线局域网络的通信控制装置。CPU可以是单运算核心或多运算核心的CPU。所述的通信控制器用于控制媒体数据播放装置100中的各组件的通信，或媒体数据播放装置100与外部装置的通信，并且可以支持直接内存存取(Direct Memory Access)。 

电源供应器158供给电力予媒体数据播放装置100中的各组件。石英振荡器159提供频率信号给处理器151与媒体数据播放装置100中的其它组件。定时器50及60可以是由电路、计算机程序或其组合所构成，分别用于计时固定长度的期间。定时器50或60满期(expiration)时产生信号，用于告知所计时的期间结束。输入输出装置160包括控制按钮、字母数字键盘、触控面板、触控屏幕以及多个发光二极管(light emitting diodes，简称LEDs)。控制器165侦测并控制输入输出装置160的操作及运作，并将所侦测的操作传送至所述处理器151。所述处理器151可以通过控制器165控制输入输出装置160。端口164可以连接到各种计算机化的接口，例如一台外部的计算机装置或外围装置。端口164可以是符合通用总线(universal serial bus，简称USB)或电机电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)1394等标准的实体端口、美国电子工业协会(Electronic  Industries Association，简称EIA)所制定的第232号推荐标准(Recommended Standard-232，简称RS-232)及/或第11号推荐标准(Recommended Standard-11，简称RS-11)的实体连接端口、串行ATA(Serial ATA，简称SATA)及/或高清晰度多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，简称HDMI)。 

内容保护单元157针对影像处理装置100所产生的数字内容提供存取控制。该内容保护单元157包括实现数字视频广播之通用接口(DVB-CI)及/或条件式存取(DVB-CA)所需的内存与必要装置。影像处理装置100可从天线、调谐器(tuner)以及解调器(demodulator)传递的数字信号取得数字内容。另一个实施例中，影像处理装置100可以通过网络存取接口从因特网等网络中取得数字内容。 

影像输出单元162包括滤波器及放大器用来将处理器151所输出的视频滤波及放大。音频输出单元161包括数字模拟转换器用来将处理器151所输出的音频信号从数字格式转换为模拟格式。 

显示器155显示文字及影像，并且可以包括电子纸、OLED有机发光二极管(organic light emitting diode，简称OLED)、场发射显示器(field emission display，简称FED)、或LCD液晶显示器(liquid crystal display，简称LCD)。或者所述显示器155可以包括反射式显示器，例如电泳式(electrophoretic)显示器，或利用光干涉调变技术(interferometric modulation of light)的显示器。所述显示器155可以显示各种图形化使用者接口(graphical user interface，简称GUI)以作为虚拟控制组件，包括但不限于窗口、卷动轴、图标及剪贴簿。所述显示器155可以包括单一个显示器或不同尺寸的多个显示器。 

所述I/O单元160包括触控侦测器167用于侦测所述显示器155上的触控操作。所述触控侦测器167可以包括覆盖在所述显示器155上的透明触控板，或设置在所述显示器155边框的光学触控发射器及接收器组，例如美国专利公开号20090189878所揭示的。 

1.2内存实施方式 

非易失存储器153储存处理器151所执行的操作系统及应用程序。所述处理器151从所述非易失存储器153加载运行程序与数据数据到内存152并将数字内容储存于大量储存装置154中。该内存152可以是非挥发性动态随机存取内存(Nonvolatile Random Access Memory，简称NVRAM)，例如相变化随机存取内 存(Phase Change RAM，简称PRAM)、磁阻式随机存取内存(Magetoresistive RAM，简称MRAM)或是其它类型的NVRAM，例如美国专利号7405167或是美国专利公开号20090146140或20090221113所揭示的NVRAM。该非易失存储器153可以是电子可抹除可规划只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，或闪存，例如反或闪存(NOR flash memory)或是反及闪存(NAND flash memory)。在以下说明中，内存152以PRAM作为例子，而非易失存储器153以闪存作为例子。 

PRAM是以例如锗、锑、碲(Germanium-Antimony-Tellurium,Ge-Sb-Te，GST)合金之硫族化合物(chalcogenide)所构成的非易失存储器。相变化材质GST的结晶态(crystalline state)及非结晶态(amorphous state)具有不同的电阻特性。经由温度控制可以促成相变化材质GST在结晶态及非结晶态之间的变化。相变化材质GST的结晶态及非结晶态之在150℃下都很稳定。高于200℃时，其晶体的成核现象加快，如果维持在结晶的时间足够，相变化材质GST就会发生相变化成为结晶态。若要回复成非结晶态，需加热相变化材质至超过其熔点(约600℃)并迅速下降温度。 

图3显示发生相变化所需温度与时间的关系图。温度T-h为相变化材质的熔点温度，而温度T-l为相变化材质开始成核作用的温度。曲线201称为重置脉波(reset pulse)，显示结晶态至非结晶态的相变化所需的温度控制，而曲线202称为设置脉波(set pulse)，显示非结晶态至结晶态的相变化所需的温度控制。如图示，重置相变化材质需要时间短但是较高温的加热过程，并紧接着在短时间t1内进行冷却。设置相变化材质需要时间长(图3中标为t2)但是较低温的加热过程以促成结晶及及长晶(crystal growing)。 

图4显示利用相变化材质制作的内存装置301。加热装置403包括与相变化材质401紧邻的电阻式电极(resistive electrode)403，可以通过电流根据焦耳效应(Joule effect)以加热以实现所述设置脉波及重置脉波。所述相变化材质401通常为结晶态以利电流通过。所述相变化材质401的区域402直接连接所述加热装置403成为相变化区域402。 

在不明显造成加热效应的条件下，经由施加小电压并测量通过所述相变化区域402的电流，可以读取所述相变化区域402的状态。由于所述电流是与相变化材质的传导性(conductance)成正比，因此可以依此分别所述二种状态。 

图5显示PRAM之内存单元(cell)C的等效电路。所述内存单元C包括所述内存装置301及二极管302。所述二极管302作为选取组件，可以用晶体管(transistor)取代。所述内存装置301电连接位线(bit line)304及所述二极管302的P接面(P junction)。字符线(word line)305连接所述二极管302的N接面(N junction)。 

所述内存装置301可以被视为依据其相变化状态通过不同电流值的电阻。在施予适当的偏压后，所述内存装置301若可以导通可侦测的电流量时则被定为“设置”或“逻辑1”，或者，若不导通或仅导通远小于“设置”状态对应的电流量时则被定为“重置”或“逻辑0”。 

所述内存152包括PRAM内存单元的数组使其中所储存的数据可被随机存取。 

2.媒体数据播放装置的运作 

参照图2，所述非易失存储器153储存加载模块1531、其配置文件1536、压缩形成的操作系统核心模块1535、以及中断向量表(interrupt vector table)1533。注册所述加载模块1531中的次例程1532作为中断服务例程(interrupt service routine)以服务代表关机指令或关闭电源指令的中断信号(interrupt)，并且中断向量表1533中的向量1534指向次例程1532。所述配置文件1536更包括碎片收集(garbage collection，简称GC)设定1538，用于指定碎片收集程序的选项。碎片收集设定1538可以是使用者设定，或由处理器151根据所述媒体数据播放装置100最后一次启动以来的使用时间自动进行设定的。 

当输入输出单元160接收到按压媒体数据播放装置100的电源键，且表示启动指令或供电指令的按压动作时，所述处理器151执行所述加载模块1531以执行初始化，并响应启动指令以驱动所述核心模块1535的移动，其中所述核心模块1535的移动包括从所述非易失存储器153加载并解压缩所述核心模块1535至所述内存152，以产生内存152中的核心模块1525。所述处理器151执行所述操作系统的作业。响应所述启动指令的所述核心模块1535的移动称为所述核心模块1535的第一次移动。 

2.1装置关机前的作业 

参照图6，在所述媒体数据播放装置100正常工作时，所述输入输出单元160接收对所述电源键的按压，并发出表示关机指令的中断信号至所述处理器151(步骤S100)。所述处理器151执行下列操作以响应所述关机指令。所述处理器151取 得在所述中断向量表1533中对应所述中断信号的向量1534(步骤S102)，取得并执行所述向量1534所对应的次例程1532(步骤S104)。在所述次例程1532的指导下，所述处理器151显示关机信息或停止输出视频，并根据碎片回收设定以执行多个碎片回收的等级的其中一个等级。 

所述处理器151判定所述配置文件1536中的碎片回收设定1538(步骤S106)。当所述碎片回收设定1538指示一般碎片回收作业，所述处理器151相应地在所述内存152中搜寻所述媒体数据播放装置100的其它程序用不到的数据对象(步骤S107)，并释放这些数据对象所占用的内存152的空间(步骤S108)。所述处理器151记录所述内存152上的地址1537，所述地址1537为所述核心模块1535被指定要继续执行的地址(步骤S110)，并停止供电给所述媒体数据播放装置100(步骤S118)。 

当所述碎片回收设定1538指示高等级的碎片回收作业，所述处理器151储存系统相关数据(system context)至所述非易失存储器153，清除所述内存152(步骤S112)，并根据储存的所述系统相关数据再次驱动所述核心模块1535及应用程序从所述非易失存储器153至所述内存152的移动(步骤S114)，并回复所述系统相关数据(步骤S115)。清除所述内存152包括删除在所述内存152中的所有数据。响应所述关机指令的所述核心模块1535的移动称为所述核心模块1535的第二次移动，其中包括从所述非易失存储器153加载并解压缩所述核心模块1535至所述内存152。同理，所述应用程序的移动包括从所述非易失存储器153加载并解压缩所述应用程序至所述内存152。所述系统相关数据包括硬件组件设定、分页表(page table)、程序管理数据(process management data)、所述应用程序的程序数据结构，以及其它系统设定。步骤S115可以只回复部分的所述系统相关数据，例如只回复部分的所述系统相关数据至所述内存152中。其余的系统相关数据可以在装置100下次启动时回复。经由所述步骤S114以重新整理在所述内存152中的数据及程序的排列分布。所述处理器151记录所述内存152上的地址1537，所述地址1537为重新启动(reboot)后所述核心模块1535被指定要继续执行的地址(步骤S116)，并停止供电给所述媒体数据播放装置100(步骤S118)。举例来说，所述处理器151关闭所述电源供应器158。 

清除所述内存152及所述核心模块1535的移动为所述媒体数据播放装置100的启动程序的例行程序的一部分。经由执行步骤S112及S114，所述处理器151 在所述媒体数据播放装置100实际关机以前执行一部分的所述启动程序以响应所述关机指令。所述处理器151在所述媒体数据播放装置100实际关机以前，且在执行所述核心模块1535与应用程序的移动之后，可以重新整理所述内存152的利用状况。或者不同的实施方式中，在步骤S114中，所述处理器151可以仅执行所述核心模块1535的移动。所述处理器151在执行步骤S107,S108,S110,S112,S114,S115,及S116时，可以先暂停对其它中断信号的处理，使所述步骤不可被中断。 

2.2装置启动操作 

参照图7，在所述媒体数据播放装置100的关机状态中，按压所述电源键以发出启动指令至所述处理器151(步骤S200)。所述处理器151执行以下的操作以响应所述启动指令。 

当从所述输入输出单元160接收所述启动指令时，所述处理器151执行加载模块1531(步骤S202)。所述加载模块1531指导所述媒体数据播放装置100的所述处理器151及其它组件的初始化(步骤S204)，并指导所述处理器151判定是否存在合适的接续执行的地址(步骤S206)。当判定所述接续执行的地址1537存在时，所述处理器151取得所述地址1537，并执行所述地址1537所对应的在所述内存152中的核心模块1535的指令1526(步骤S208)。在图2中的虚线显示地址1537与指令1526之间的关系。因此，所述处理器151程序的执行切换至所述内存152的所述地址1537。在接收所述启动指令之后，不再执行清除所述内存152及所述核心模块1535的移动，因此节省了所述媒体数据播放装置100重新启动所需的时间。 

当判定所述接续执行的地址1537不存在时，所述处理器151执行所述加载模块1531的一般启动程序(步骤S210)，加载并解压缩所述核心模块1535以产生所述核心模块1525(步骤S212及S214)，并在所述操作系统核心模块1525的指导下执行系统初始化(步骤S216)。 

3.结论 

总之，在接收到关机指令及实际关闭所述媒体数据播放装置100的期间内，执行多个等级的碎片回收作业的其中一个等级。因此，可以管理内存的使用情形以利长时间的使用。正常启动程序中的部分程序，例如操作系统核心模块的移动，在实际启动以前就执行以节省启动的时间。