專(zhuān)利名稱(chēng)：數(shù)據(jù)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種采用MRAM介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)處理裝置。
背景技術(shù)：
目前，在需要進(jìn)行數(shù)據(jù)移動(dòng)存儲(chǔ)的便攜數(shù)碼領(lǐng)域，絕大多數(shù)數(shù)據(jù)處理裝置例如移動(dòng)存儲(chǔ)器、MP3播放器、數(shù)碼錄音筆等，大都采用快閃存儲(chǔ)介質(zhì)，尤其是NAND型快閃存儲(chǔ)介質(zhì)作為其存儲(chǔ)器件。
但是，由于快閃存儲(chǔ)介質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)及其工作機(jī)理方面所存在的缺陷，使得采用快閃存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)處理裝置性能受到影響，具體說(shuō)來(lái)有以下方面一、存取速度慢快閃存儲(chǔ)介質(zhì)不能實(shí)現(xiàn)隨機(jī)存取，其繁雜的數(shù)據(jù)存取機(jī)制，使得數(shù)據(jù)存取速度停留在較低的水平，無(wú)法滿足大量數(shù)據(jù)的便捷移動(dòng)存儲(chǔ)需求；二、使用壽命短快閃存儲(chǔ)介質(zhì)平均寫(xiě)入次數(shù)僅有100萬(wàn)次，而其繁雜的數(shù)據(jù)存取機(jī)制需要對(duì)快閃存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行大量額外的擦寫(xiě)操作，還將大大縮短其使用壽命；三、數(shù)據(jù)安全性低若快閃存儲(chǔ)介質(zhì)在操作過(guò)程中遭誤插拔或突然斷電，極易丟失數(shù)據(jù)甚至造成介質(zhì)的永久性損壞。
磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Magnetic Random Access Memory，以下簡(jiǎn)稱(chēng)MRAM)是一種非易失性的磁性存儲(chǔ)介質(zhì)，于80年代初首次提出，近年再度發(fā)展起來(lái)。世界上有多家公司競(jìng)相開(kāi)展MRAM研發(fā)，如IBM、Motorola、NEC、Fujitsu、Toshiba、Hitachi、Samsung等。但是，由于當(dāng)時(shí)MRAM的成本較高及存儲(chǔ)容量低，因此一直未能達(dá)到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用。隨著MRAM技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已出現(xiàn)低容量商用芯片產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2004年將出現(xiàn)容量最高達(dá)256MB的芯片產(chǎn)品，例如IBM提出的Millipede產(chǎn)品，類(lèi)似的產(chǎn)品還有FRAM、FeRAM、FeRITE。
MRAM具有多種優(yōu)良特性，與現(xiàn)有的多種固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)相比，其性能都是非常優(yōu)秀的。根據(jù)美國(guó)專(zhuān)業(yè)半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)EDN分析，如將MRAM與DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、FLASH(快閃存儲(chǔ)器)等做比較，MRAM是上述多種存儲(chǔ)介質(zhì)中，唯一同時(shí)具備“非易失性”及“隨機(jī)存取”特性的存儲(chǔ)介質(zhì)。
上述多種存儲(chǔ)介質(zhì)的性能對(duì)照表如下

由此可見(jiàn)，MRAM具有快閃存儲(chǔ)介質(zhì)不具備的隨機(jī)存取、無(wú)限次高速讀寫(xiě)、低耗電量和便于嵌入式設(shè)計(jì)的諸多優(yōu)點(diǎn)。除此之外，MRAM還具有延遲時(shí)間短、可實(shí)現(xiàn)瞬間開(kāi)關(guān)機(jī)、并能延長(zhǎng)便攜數(shù)碼設(shè)備的電池使用時(shí)間，讀寫(xiě)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述，MRAM作為一種新興的存儲(chǔ)介質(zhì)，不僅具有快閃存儲(chǔ)介質(zhì)的絕大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)，而且克服了快閃存儲(chǔ)介質(zhì)的多種固有缺陷。因此，采用MRAM取代快閃存儲(chǔ)介質(zhì)作為數(shù)據(jù)處理裝置的存儲(chǔ)介質(zhì)，將帶來(lái)數(shù)據(jù)處理裝置性能的飛躍。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述采用快閃存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)處理裝置的多種缺陷，本發(fā)明的目的在于提出一種采用磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)作為存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)處理裝置。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種數(shù)據(jù)處理裝置，該裝置包括存儲(chǔ)單元，用于對(duì)用戶數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；接口單元，用于與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接及數(shù)據(jù)交換；用戶接口單元，用于接收用戶操作指令或向用戶反饋信息；控制單元，與上述單元相連接，用于控制和協(xié)調(diào)所述數(shù)據(jù)處理裝置各個(gè)單元之間的工作，以及與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和信息交換；其特征在于，所述存儲(chǔ)單元采用磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)介質(zhì)，所述控制單元中設(shè)置與所述存儲(chǔ)單元相應(yīng)的固化軟件(firmware)，用于控制對(duì)所述采用磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)單元的存取操作。
采用本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理裝置，利用MRAM介質(zhì)的多種優(yōu)越性能，改善現(xiàn)有的具有存儲(chǔ)功能的數(shù)據(jù)處理裝置讀寫(xiě)速度低、壽命有限、數(shù)據(jù)不安全等缺陷，大幅提高數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)處理操作的性能，將提升數(shù)據(jù)處理裝置的使用價(jià)值，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方案的數(shù)據(jù)處理裝置結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案的數(shù)據(jù)處理裝置的電路原理圖；圖3是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)與主機(jī)連接及數(shù)據(jù)操作的流程圖；圖4是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施方案執(zhí)行具體數(shù)據(jù)操作指令的流程示意圖；圖5是本發(fā)明另一實(shí)施方案的數(shù)據(jù)處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方案的詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將更易于理解本發(fā)明的思想和實(shí)質(zhì)。
如圖1所示，本發(fā)明是一種采用MRAM為存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)處理裝置，該數(shù)據(jù)處理裝置100包括存儲(chǔ)單元30，用于對(duì)用戶數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；接口單元20，用于與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接及數(shù)據(jù)交換；用戶接口單元50，用于接收用戶操作指令或向用戶反饋信息；控制單元10，與其他單元相連接，用于控制和協(xié)調(diào)所述數(shù)據(jù)處理裝置各個(gè)單元之間的工作，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和信息交換；電源單元40，用于向所述數(shù)據(jù)處理裝置提供工作電源。
數(shù)據(jù)處理裝置100的接口單元20可包括一個(gè)或多個(gè)連接外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，用于與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)連接及交換數(shù)據(jù)。所述外部設(shè)備可以是手持設(shè)備、通訊設(shè)備、數(shù)碼設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)或其他專(zhuān)用設(shè)備；所述主機(jī)系統(tǒng)可以是臺(tái)式電腦、筆記本電腦、服務(wù)器或?qū)Ｓ脵C(jī)。
通過(guò)接口單元20，數(shù)據(jù)處理裝置100可將系統(tǒng)信息或存儲(chǔ)單元30中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與多種外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交換、轉(zhuǎn)儲(chǔ)。
數(shù)據(jù)處理裝置100與各外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口應(yīng)采用與各外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)相應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)。接口單元20按照接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的規(guī)范方法對(duì)外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)發(fā)出的問(wèn)詢指令進(jìn)行應(yīng)答，解釋、轉(zhuǎn)換、控制和傳輸外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理裝置100之間的各種控制信息和數(shù)據(jù)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理裝置與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)之間的連接和數(shù)據(jù)交換。在本實(shí)施方案中，接口單元20采用USB標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)。在采用USB標(biāo)準(zhǔn)作為數(shù)據(jù)接口情況下，可引入U(xiǎn)SB-OTG機(jī)制，本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理裝置100可以作為主設(shè)備、也可以作為從設(shè)備與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接和數(shù)據(jù)交換，所述主、從設(shè)備地位可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置或用戶設(shè)置而互換。
用戶接口單元50可以包括按鍵、旋鈕、滑塊、顯示屏、指示燈、喇叭、耳機(jī)等(圖1中未示出)。按鍵、旋鈕、滑塊用于接收用戶對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置的操作指令，而顯示屏、指示燈、喇叭和/或耳機(jī)可用于向用戶反饋系統(tǒng)信息、狀態(tài)信息或指令執(zhí)行結(jié)果信息。本實(shí)施例采用指示燈實(shí)現(xiàn)用戶接口單元功能，即僅向用戶反饋信息。
所述數(shù)據(jù)處理裝置100的控制單元10可以由一片或多片集成電路芯片組成，其中預(yù)設(shè)有用于對(duì)存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行管理和操作、符合相應(yīng)操作系統(tǒng)規(guī)范的文件系統(tǒng)；還包括對(duì)存儲(chǔ)單元30實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取處理的固化軟件?？刂茊卧?0用于控制數(shù)據(jù)處理裝置中其他單元的工作及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
數(shù)據(jù)處理裝置的電源單元40可以是外接直流電源、自帶電池，或通過(guò)與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)相連的接口單元20供電。本實(shí)施例采用USB接口供電方式。
本實(shí)施例采用Ht2115芯片U0實(shí)現(xiàn)控制單元100及接口單元20的功能，采用Cy9c62256芯片實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元功能。
在硬件方面，由于現(xiàn)有數(shù)據(jù)處理裝置采用的快閃存儲(chǔ)介質(zhì)芯片采用串行接口總線與控制單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，存儲(chǔ)介質(zhì)芯片與控制單元之間只有I/O 0～7八條線相連，控制單元對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)芯片的指令中地址、數(shù)據(jù)以及命令都通過(guò)這8條線發(fā)出，由存儲(chǔ)介質(zhì)芯片進(jìn)行分析和執(zhí)行；存儲(chǔ)芯片的操作結(jié)果及應(yīng)答信息也都由這8條線返回給控制單元。而本實(shí)施例采用的MRAM芯片Ht2115采用并行方式與控制單元交換數(shù)據(jù)，故本實(shí)施例對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置的硬件電路連接及數(shù)據(jù)傳送方式進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，詳述如下在本實(shí)施例的數(shù)據(jù)處理裝置100中，芯片U0的電路原理如圖2A所示。在與USB信號(hào)的連接方面，數(shù)據(jù)處理裝置的接口單元20包括一個(gè)USB連接器CN0，芯片U0通過(guò)該USB連接器CN0與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)的USB接口相連。連接器CN0引出四條線，分別對(duì)應(yīng)USB接口的兩條數(shù)據(jù)線USBD+及USBD-、一條地線和一條USB_VBUS電源線。其中，兩條數(shù)據(jù)線USBD+及USBD-分別與芯片U0的58、59管腳電連接；一條電源線USB_BUS經(jīng)55管腳引入U(xiǎn)0，為U0提供工作電源；CN0引出的USB_GND地線與芯片U0中的部分接地管腳一起接地。
在與存儲(chǔ)芯片U1的連接方面，U0的11、13～21、23、25～28共15個(gè)管腳分別與存儲(chǔ)芯片U1的A0～A14數(shù)據(jù)線電連接，以用于數(shù)據(jù)傳輸；U0的111、113、115～120共8個(gè)管腳分別與存儲(chǔ)芯片U1的D0～D7地址線電連接，以傳輸?shù)刂沸盘?hào)。U0的片選CE0管腳與存儲(chǔ)芯片U1的片選CE管腳20電連接。
在控制信號(hào)方面，U0的RD及WR管腳分別與U1的OE、WE端電連接。
在U0的96管腳連接一微動(dòng)開(kāi)關(guān)，作為復(fù)位(RESET)開(kāi)關(guān)，通過(guò)此開(kāi)關(guān)，用戶可復(fù)位U0芯片。
另外，在本實(shí)施例中，采用發(fā)光二極管作為指示燈，通過(guò)發(fā)光二極管向用戶反映數(shù)據(jù)處理裝置的工作狀態(tài)。該發(fā)光二極管D1與U0的53管腳電連接，接受U0的控制。
參照?qǐng)D2B，其顯示了本實(shí)施例采用單個(gè)存儲(chǔ)芯片作為存儲(chǔ)介質(zhì)的電路原理圖。
如圖所示，存儲(chǔ)芯片U1的A0～A14管腳分別與控制芯片U0的相應(yīng)管腳電連接，U1的D0～D7管腳分別與U0的相應(yīng)管腳電連接；U1的片選CE線與U0的片選CE0管腳電連接；OE、WE信號(hào)線分別與U0的RD及WR管腳連接。
當(dāng)然，本實(shí)施例的存儲(chǔ)單元可由多個(gè)存儲(chǔ)芯片共同組成，圖2C示出采用8個(gè)Cy9c62256芯片U2～U9實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)單元功能時(shí)的電路原理圖。
如圖2C所示，U2～U9各芯片的A0～A14分別與控制芯片U0的相應(yīng)管腳電連接，各芯片的D0～D7管腳分別與U0的相應(yīng)管腳電連接；各芯片的片選CE線與U0的片選CE0管腳CE0～CE7電連接；各芯片OE、WE信號(hào)線分別與U0的RD及WR管腳連接。
當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，某些種類(lèi)的MRAM存儲(chǔ)產(chǎn)品采用串行接口，則控制芯片與存儲(chǔ)芯片之間的電路連接方式可根據(jù)具體的芯片規(guī)格重新設(shè)計(jì)，并且數(shù)據(jù)交換方式和指令傳輸方式也可進(jìn)行修改，原理與本實(shí)施例類(lèi)似。
下面以數(shù)據(jù)處理裝置作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(例如移動(dòng)硬盤(pán))與主機(jī)連接為例，說(shuō)明上述實(shí)施方案的數(shù)據(jù)處理裝置100的工作流程。該工作流程中數(shù)據(jù)處理裝置的操作可以由其控制單元中的上述固化軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖3示出本實(shí)施例中數(shù)據(jù)處理裝置100與主機(jī)連接及數(shù)據(jù)操作的流程圖。
如圖3所示，用戶將數(shù)據(jù)處理裝置通過(guò)接口單元20接入到主機(jī)的對(duì)應(yīng)接口(步驟301)。主機(jī)的對(duì)應(yīng)接口檢測(cè)到有設(shè)備接入，向接入的數(shù)據(jù)處理裝置供電(步驟302)。
接著，主機(jī)向數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出問(wèn)詢指令，詢問(wèn)移動(dòng)數(shù)據(jù)處理裝置的描述符。數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)問(wèn)詢指令，從控制單元10中獲取設(shè)備描述符。該設(shè)備描述符含有標(biāo)志，表明數(shù)據(jù)處理裝置允許一個(gè)或多個(gè)盤(pán)符。數(shù)據(jù)處理裝置將該設(shè)備描述符返回給主機(jī)(步驟303)。主機(jī)接收到該描述符后，為數(shù)據(jù)處理裝置分配邏輯地址(步驟304)。
接下來(lái)，主機(jī)再次發(fā)出問(wèn)詢指令，詢問(wèn)移動(dòng)存儲(chǔ)裝置的配置、端點(diǎn)、接口描述符，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)該問(wèn)詢指令，從控制器中讀取上述描述符返回給主機(jī)(步驟305)。所述描述符包含支持最大邏輯單元(LUN)數(shù)的信息，即要求產(chǎn)生多少個(gè)盤(pán)符的標(biāo)志。主機(jī)對(duì)返回的描述符進(jìn)行檢驗(yàn)，檢查描述符是否符合規(guī)范(步驟306)，如果不合規(guī)范則禁止配置該數(shù)據(jù)處理裝置，返回到第一次問(wèn)詢描述符之前，再次進(jìn)行詢問(wèn)(步驟307’)。如果第三次獲得的描述符仍不符合規(guī)范，則停止詢問(wèn)，不再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理裝置的配置。
如果描述符符合規(guī)范，則主機(jī)向數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出準(zhǔn)許配置設(shè)備的指令(步驟307)，開(kāi)始對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行一系列配置操作主機(jī)發(fā)出問(wèn)詢指令，詢問(wèn)數(shù)據(jù)處理裝置的相關(guān)信息(步驟308)，該信息可以包括設(shè)備廠商名、產(chǎn)品名等；主機(jī)啟動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，選擇接口、端點(diǎn)(管道)，確定傳輸方式。由主機(jī)進(jìn)行的這些操作是現(xiàn)有技術(shù)，而非本發(fā)明所涉及的工作，故不再贅述。數(shù)據(jù)處理裝置應(yīng)答該問(wèn)詢指令，返回上述信息(步驟309)。主機(jī)根據(jù)數(shù)據(jù)處理裝置的要求，為數(shù)據(jù)處理裝置分配一個(gè)或多個(gè)盤(pán)符(步驟310)。至此，主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置的識(shí)別、配置過(guò)程完畢。
接下來(lái)，主機(jī)向數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)送操作指令(步驟311)。數(shù)據(jù)處理裝置的控制器接收操作指令(步驟312)后，解釋、執(zhí)行指令(步驟313)，將指令執(zhí)行結(jié)果、系統(tǒng)信息、操作數(shù)據(jù)等返回給主機(jī)(步驟314)。重復(fù)上述過(guò)程執(zhí)行操作指令，并判斷用戶是否移除、關(guān)閉數(shù)據(jù)處理裝置(步驟315)。
在主機(jī)接收到用戶發(fā)出的移除、關(guān)閉數(shù)據(jù)處理裝置的信號(hào)后，主機(jī)或數(shù)據(jù)處理裝置完成所有操作任務(wù)(步驟316)，此時(shí)數(shù)據(jù)處理裝置與主機(jī)斷開(kāi)連接，整個(gè)流程結(jié)束。
在上述流程中，對(duì)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的數(shù)據(jù)處理裝置100的基本操作指令有讀數(shù)據(jù)、寫(xiě)數(shù)據(jù)、格式化操作。對(duì)于不同類(lèi)型的操作，數(shù)據(jù)處理裝置的執(zhí)行過(guò)程不同。圖4示出了數(shù)據(jù)操作指令具體執(zhí)行的流程，參考圖4詳述如下數(shù)據(jù)處理裝置100接到發(fā)自主機(jī)的操作命令后，解釋該操作命令(步驟401)并根據(jù)操作命令的類(lèi)型，選擇不同的分支進(jìn)行處理(步驟402)。
對(duì)于讀數(shù)據(jù)操作指令，需要將存儲(chǔ)單元30內(nèi)指定地址中的數(shù)據(jù)讀取出來(lái)，數(shù)據(jù)處理裝置100的控制單元10從存儲(chǔ)單元30中讀取指定數(shù)據(jù)(步驟403)，并判斷讀取操作是否成功(步驟404)。如果讀取成功，則將數(shù)據(jù)返回給主機(jī)(步驟405)；否則向主機(jī)返回操作失敗信息(步驟406)。
對(duì)于寫(xiě)數(shù)據(jù)操作指令，需要將數(shù)據(jù)寫(xiě)到存儲(chǔ)單元30指定地址中，數(shù)據(jù)處理裝置100的控制單元10將數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)單元30指定地址中(步驟407)，并根據(jù)操作完成情況(步驟408)向主機(jī)返回寫(xiě)數(shù)據(jù)成功信息(步驟409)或者失敗信息(步驟410)。
對(duì)于格式化操作指令，數(shù)據(jù)處理裝置100的控制單元10根據(jù)文件系統(tǒng)規(guī)范對(duì)存儲(chǔ)單元30進(jìn)行格式化操作(步驟411)，并根據(jù)操作完成情況(步驟412)向主機(jī)返回格式化成功信息(步驟413)或失敗信息(步驟414)。
在上述方法的基礎(chǔ)上，還可以對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置100進(jìn)行改進(jìn)和輔助功能的擴(kuò)展。例如，可由用戶指定對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置100設(shè)置盤(pán)符、建立身份認(rèn)證機(jī)制、支持多用戶、數(shù)據(jù)加密解密、編碼解碼機(jī)制等，可采用各種現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。例如，對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置100設(shè)置加密解密機(jī)制，對(duì)存入存儲(chǔ)單元30的數(shù)據(jù)，可選擇根據(jù)預(yù)設(shè)的加密解密機(jī)制進(jìn)行加密；對(duì)從存儲(chǔ)單元30中讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密操作。
數(shù)據(jù)處理裝置100與其它外部設(shè)備之間的連接及數(shù)據(jù)處理操作方法和上述與主機(jī)的連接、數(shù)據(jù)處理方法同理。
顯然，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置并不限于作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置使用，而可以在需要能夠可靠保存大量數(shù)據(jù)的電子設(shè)備中使用，例如數(shù)碼錄音及播放器等。在這種情況下，所述數(shù)據(jù)處理裝置可以單獨(dú)根據(jù)用戶指令的操作而無(wú)需與其它外部設(shè)備連接以完成用戶所需的功能。圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的以MRAM為存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)處理裝置100’。與第一實(shí)施方案中的數(shù)據(jù)處理裝置100的不同點(diǎn)在于，該數(shù)據(jù)處理裝置100’進(jìn)一步包括一應(yīng)用功能單元60，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理裝置的其他應(yīng)用功能。
本實(shí)施方案中的數(shù)據(jù)處理裝置100’的接口單元20可包括一個(gè)或多個(gè)連接外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字或模擬接口，用于與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)連接、交換數(shù)字信息或模擬信號(hào)。
所述外部設(shè)備可以是手持設(shè)備、通訊設(shè)備、數(shù)碼設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)或其他專(zhuān)用設(shè)備，還可以是VCD、SVCD或DVD播放機(jī)及錄像機(jī)、攝像機(jī)、音響等；所述主機(jī)系統(tǒng)可以是臺(tái)式電腦、筆記本電腦、服務(wù)器或?qū)Ｓ弥鳈C(jī)。
通過(guò)接口單元20的數(shù)字接口，數(shù)據(jù)處理裝置100’可將系統(tǒng)信息或存儲(chǔ)單元30中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與多種外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交換、轉(zhuǎn)儲(chǔ)。所述數(shù)字接口選自CF、SM、MMC、SD、MS、MD、X-D、PCMCIA、PCI、MINIPCI、CARDBUS接口，還可以包括USB、IEEE1394、串行ATA、IDE/SCSI以及HiperLAN、藍(lán)牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB_OTG、UWB、GPIO、UART接口，還可以包括GSM、GPRS、CDMA、2.75G、3G接口和并行接口中的一種或幾種。
通過(guò)接口單元20的模擬接口，數(shù)據(jù)處理裝置可與多種外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行模擬信號(hào)的交換及處理。
所述模擬接口包含但不限于AUDIO輸入輸出端子接口，VIDEO輸入輸出端子接口和/或S端子接口。
在本實(shí)施方案中，接口單元20含有兩個(gè)接口，分別是IEE1394接口以及標(biāo)準(zhǔn)音頻接口。
所述用戶接口單元50可以包括按鍵、旋鈕、滑塊、控制桿、觸摸屏、手寫(xiě)板、遙控器、鼠標(biāo)或軌跡球；也可以是語(yǔ)音輸入器件，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行識(shí)別以產(chǎn)生用戶操作指令；還可以包括顯示屏、指示燈、喇叭、耳機(jī)、音響或蜂鳴器等(圖6中未示出)。按鍵、旋鈕、滑塊用于接收用戶對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置，尤其是對(duì)應(yīng)用功能單元60的操作指令，而顯示屏、指示燈用于向用戶返回圖像信息、系統(tǒng)信息、狀態(tài)信息或指令執(zhí)行結(jié)果信息。喇叭和/或耳機(jī)向用戶返回音頻信息系統(tǒng)信息、狀態(tài)信息或指令執(zhí)行結(jié)果信息等。本實(shí)施例的用戶接口單元50可采用按鍵、滑塊、顯示屏、指示燈和耳機(jī)等器件實(shí)現(xiàn)。
所述數(shù)據(jù)處理裝置100’的控制單元10可以由一片或多片集成電路芯片組成，用于控制數(shù)據(jù)處理裝置中其他單元的工作及進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。其中預(yù)設(shè)有用于對(duì)存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行管理和操作，符合相應(yīng)操作系統(tǒng)規(guī)范的文件系統(tǒng)；還包括實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存取、處理的固化軟件。
數(shù)據(jù)處理裝置的電源單元40可以是外接直流電源、自帶電池，或通過(guò)與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)相連的接口單元20供電。本實(shí)施例的電源單元40采用自帶電池供電方式。
上述應(yīng)用功能單元60可用于實(shí)現(xiàn)音頻播放、錄音、錄像、放像、加密解密、文件管理、網(wǎng)絡(luò)連接等功能，其內(nèi)部組成可采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)。該應(yīng)用功能單元60與控制單元10連接，接受控制單元10的控制，并可與本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置100’的其他單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在一個(gè)實(shí)施例中，采用的應(yīng)用功能單元60是數(shù)碼錄音及播放器件。
上述應(yīng)用功能單元60可由電源單元40供電或通過(guò)外接電源、自帶電池單獨(dú)供電。
在與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)的連接、信息處理的工作流程方面，本實(shí)施方案與上一實(shí)施方案類(lèi)似用戶將數(shù)據(jù)處理裝置通過(guò)接口單元的一個(gè)或多個(gè)接口接入到外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)接口后，外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行識(shí)別、配置；外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)向數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出操作指令；或用戶直接通過(guò)用戶接口單元50向數(shù)據(jù)處理裝置發(fā)出操作指令。數(shù)據(jù)處理裝置解釋、執(zhí)行指令，將指令執(zhí)行結(jié)果、系統(tǒng)信息、操作數(shù)據(jù)等返回給外部設(shè)備、主機(jī)系統(tǒng)或通過(guò)用戶接口單元直接返回給用戶。重復(fù)上述過(guò)程執(zhí)行用戶指令直到用戶發(fā)出結(jié)束指令、移除、停止供電或關(guān)閉數(shù)據(jù)處理裝置。
本實(shí)施方案的數(shù)據(jù)處理裝置可不外接任何外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)而單獨(dú)使用。在單獨(dú)使用情況下，數(shù)據(jù)處理裝置自開(kāi)機(jī)或上電起進(jìn)行配置和初始化工作，等待接收用戶通過(guò)用戶接口單元50發(fā)出的操作指令；執(zhí)行上述操作指令并返回操作結(jié)果和系統(tǒng)信息，直至用戶關(guān)閉數(shù)據(jù)處理裝置或停止供電。
在具體的操作指令執(zhí)行過(guò)程中，控制單元解析操作指令，將復(fù)雜的操作指令分解為一組對(duì)單個(gè)單元的操作指令，并分別執(zhí)行。例如對(duì)于用戶要求通過(guò)應(yīng)用功能單元60進(jìn)行錄音并將音頻信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元30中，控制器將分別控制應(yīng)用功能單元60、存儲(chǔ)單元30和用戶接口單元50協(xié)調(diào)工作應(yīng)用功能單元(數(shù)碼錄音及播放器件)60進(jìn)行聲音信號(hào)的采集和轉(zhuǎn)換操作；存儲(chǔ)單元30進(jìn)行音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)操作；而用戶接口單元50向用戶反饋系統(tǒng)信息和操作完成情況等信息；從而完成較為復(fù)雜的錄音存儲(chǔ)指令。
以上是對(duì)本發(fā)明示例性的說(shuō)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明使用的數(shù)據(jù)處理裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，其具體實(shí)現(xiàn)方案不是唯一的；外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行識(shí)別配置、具體操作指令的執(zhí)行步驟也不是唯一的，可利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。應(yīng)用功能單元、接口單元、用戶接口單元的設(shè)置也不是唯一的；為數(shù)據(jù)處理裝置預(yù)設(shè)的固化軟件、驅(qū)動(dòng)程序和文件系統(tǒng)以及分配盤(pán)符、加密策略以及身份認(rèn)證機(jī)制也可采用各種已知的技術(shù)。不偏離本發(fā)明思想的對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的各種改型將落入本發(fā)明權(quán)利要求所限定的保留范圍中。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理裝置，該裝置包括接口單元(20)，用于與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接及數(shù)據(jù)交換；存儲(chǔ)單元(30)，用于對(duì)用戶數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；控制單元(10)，與上述各單元相連接，用于控制和協(xié)調(diào)所述數(shù)據(jù)處理裝置各個(gè)單元之間的操作，和控制與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)處理和信息交換，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元(30)采用磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)介質(zhì)，所述控制單元(10)中設(shè)置與所述存儲(chǔ)單元(30)相應(yīng)的固化軟件，所述固化軟件用于控制對(duì)所述存儲(chǔ)單元的存取操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，還可以包括用戶接口單元(50)，用于接收用戶操作指令或向用戶反饋信息；所述用戶接口單元(50)為按鍵、旋鈕、滑塊、觸摸屏、手寫(xiě)板、遙控器、鼠標(biāo)、軌跡球和語(yǔ)音輸入器件中之一種或多種，和/或顯示屏、指示燈、喇叭、耳機(jī)、音響和蜂鳴器中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述控制單元(10)連接一復(fù)位開(kāi)關(guān)，通過(guò)此開(kāi)關(guān)，用戶可復(fù)位控制單元(10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元(30)包括一塊或多塊存儲(chǔ)芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一應(yīng)用功能單元(60)，用于根據(jù)所述用戶接口單元傳送的用戶操作指令，完成相應(yīng)的操作功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述操作功能包括以下功能中的一種或多種音頻播放、錄音、錄像、放像、加密解密、數(shù)據(jù)管理、網(wǎng)絡(luò)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述接口單元(20)包括數(shù)字接口，用于將控制單元(10)內(nèi)的系統(tǒng)信息或存儲(chǔ)單元30中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與外部設(shè)備進(jìn)行交換或轉(zhuǎn)儲(chǔ)，所述數(shù)字接口選自CF、SM、MMC、SD、MS、MD、X-D、PCMCIA、PCI、MINIPCI、CARDBUS接口，或者包括USB、IEEE1394、串行ATA、IDE/SCSI以及HiperLAN、藍(lán)牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB_OTG、UWB、GPIO、UART接口，以及GSM、GPRS、CDMA、2.75G、3G接口和并行接口中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述接口單元(20)包括模擬接口，用于使數(shù)據(jù)處理裝置能夠與外部設(shè)備進(jìn)行模擬信號(hào)的交換及處理，所述模擬接口為以下類(lèi)型中的一種或多種類(lèi)型AUDIO輸入輸出端子接口，標(biāo)VIDEO輸入輸出端子接口和/或S端子接口。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理裝置可采用主/從設(shè)備機(jī)制，作為主設(shè)備或從設(shè)備與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接及數(shù)據(jù)交換，所述主、從設(shè)備地位可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置或用戶設(shè)置而互換。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)單元(30)中存入的數(shù)據(jù)是經(jīng)過(guò)加密、編碼或變換的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)處理裝置。該數(shù)據(jù)處理裝置可與外部設(shè)備或主機(jī)系統(tǒng)相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)和信號(hào)的交換處理；也可單獨(dú)使用，進(jìn)行信號(hào)的采集、播放及處理。該裝置包括以MRAM為存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)單元、接口單元、用戶接口單元、控制單元、電源單元及應(yīng)用功能單元。采用本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)處理裝置和數(shù)據(jù)管理方法，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理裝置高速、高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提高了數(shù)據(jù)安全性及系統(tǒng)的功能和易用性。
文檔編號(hào)G06F1/00GK1635438SQ20031011777
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者黃文勝, 鄧奇寶, 成曉華 申請(qǐng)人:深圳市朗科科技有限公司