專利名稱：Sata&usb接口的dom電子硬盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種SATA& USB雙接口的DOM電子盤，特別是基于SATA接 口的DOM電子盤，通過SATA接口或USB接口與主機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互連。
背景技術(shù)：
USB通用串行總線，是一種廣泛應(yīng)用于PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。從1994年發(fā)表 了USB V0.7版本以后，版本經(jīng)歷了多年的發(fā)展，到現(xiàn)在己經(jīng)發(fā)展為2.0版本， 成為目前電腦中的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展接口。目前主板中主要是采用USBl. 1和USB2.0，各 USB版本間能很好的兼容。USB1. 1接口能提供12Mbps; USB 2.0接口能提供 480Mbps的最大傳輸速度。USB用一個(gè)4針插頭作為標(biāo)準(zhǔn)插頭，采用菊花鏈形式 可以把所有的外設(shè)連接起來(lái)，最多可以連接127個(gè)外部設(shè)備，并且不會(huì)損失帶 寬。USB具有傳輸速度快，使用方便，支持熱插拔，連接靈活，獨(dú)立供電等優(yōu)點(diǎn)。
SATA曾經(jīng)在低端的存儲(chǔ)應(yīng)用中有過廣泛應(yīng)用的PATA，由于自身的技術(shù)局限 性，逐步被新一代串行總線接口協(xié)議(Serial ATA， SATA)所替代。SATA以它串 行的數(shù)據(jù)發(fā)送方式得名。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，數(shù)據(jù)線和信號(hào)線獨(dú)立使用，并 且傳輸?shù)臅r(shí)鐘頻率保持獨(dú)立，因此同以往的PATA相比，SATA的傳輸速率可以達(dá) 到并行的30倍，由于采用串行傳輸，抗干擾能力更強(qiáng)。可以說(shuō):SATA是一種全 新的總線架構(gòu)。目前能夠見到的有SATA-1和SATA-2兩種標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的傳輸速 度分別是150MB/s和300MB/S。 SATA串口的數(shù)據(jù)線由于只采用了四針結(jié)構(gòu)，因 此相比較起并口安裝起來(lái)更加便捷，更有利于縮減機(jī)箱內(nèi)的線纜，有利散熱。
SSD電子硬盤是具備高效能，高穩(wěn)定度的快速記憶體儲(chǔ)存媒體元件，為時(shí)下 效能成本比最優(yōu)異的記憶體儲(chǔ)存媒體解決方案。具有取代傳統(tǒng)硬盤的多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)， 采用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)介面的控制技術(shù)。電子硬盤能提供原始的、高性能的和高可靠的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，即使是在惡劣的條件下工作一惡劣的溫度、撞擊、震動(dòng)、干擾 等，也不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)構(gòu)成威脅。它克服了機(jī)械硬盤的弊病，能廣泛用于工業(yè)控制、 公共安全、電信、軍工、航空等高可靠性的數(shù)據(jù)領(lǐng)域，且它的體積小、存儲(chǔ)空 間靈活、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，也廣泛的用于民用領(lǐng)域。電子硬盤不同于機(jī)械式硬盤， 可以頻繁開關(guān)機(jī)而不損壞。 發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有硬盤應(yīng)用領(lǐng)域受其可靠性、體積、功耗等因素限制的現(xiàn)狀，提出
用DOM電子盤(DiskOnModule)取代傳統(tǒng)機(jī)械硬盤，提高硬盤的1/0特性和可
靠性、減小體積。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，寬溫、抗振、低功耗，大大提高硬盤 的可靠性,體積小巧，并且采用SATA&USB接口與主機(jī)相連，相對(duì)于IDE/ATA
接口的DOM電子硬盤有更高的傳輸性能與可靠性。
本發(fā)明的技術(shù)方案SATA& USB雙接口的DOM電子盤包括NAND FLASH 陣列l(wèi)， FLASH控制器2，處理器MPU3， SATA接口協(xié)議4， USB控制器5組 成。處理器MPU 3連接FLASH控制器2， FLASH控制器2連接NAND FLASH 陣列1 ，處理器MPU 3通過FLASH控制器2對(duì)NAND FLASH陣列1進(jìn)行管理 操作，可以選擇通過SATA接口協(xié)議4與主機(jī)SATA接口連接通信或是經(jīng)USB 控制器與主機(jī)的USB接口相連。
FLASH控制器2實(shí)現(xiàn)硬件ECC (錯(cuò)誤檢查和糾正)校驗(yàn)、Flash壞塊管理 以及閃存均衡損耗算法，保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可靠持久。
采用IP核實(shí)現(xiàn)SATA2.0標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)3.0Gb/s的傳輸速度。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn).-
1:選用SATA接口固態(tài)硬盤，在繼承機(jī)械硬盤的通用性的同時(shí)，提供機(jī)械 硬盤所不具有的優(yōu)異的物理特性和環(huán)境特性，并將硬盤的存儲(chǔ)領(lǐng)域擴(kuò)展到工業(yè)、軍事、航天等領(lǐng)域。
2:寬溫、抗振、低功耗，可靠性高。
3:采用最新的SATA接口技術(shù)，擁有更高的可靠性，體積小巧，使用操
作簡(jiǎn)便。
4:采用NAND型FLASH作為存儲(chǔ)介質(zhì)，具有掉電數(shù)據(jù)不丟失，使用壽命 長(zhǎng)等特點(diǎn)。
5:兼容SATA&USB兩種總線接口，使得DOM電子盤使用靈活，能適用 于更多的應(yīng)用環(huán)境。
6: DOM電子硬盤的優(yōu)點(diǎn)以及上述的結(jié)構(gòu)特征使得SATA&USB雙接口的 DOM電子硬盤具有高可靠性、高性能、低功耗、使用靈活、操作簡(jiǎn)便，能廣泛 應(yīng)用于各種環(huán)境。

圖1為SATA& USB雙接口的DOM電子盤結(jié)構(gòu)框圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施包括SATA接口協(xié)議，MPU， FLASH控制器和FLASH陣列， USB控制器。
SATA接口協(xié)議和Flash控制器在同一片微處理器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)。通過在微處理 器MPU實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理。SATA接口兼容SATA1.0和SATA2.0標(biāo)準(zhǔn)，采用AHB 總線與微處理器MPU直接連接，并且集成DMA控制器，提高數(shù)據(jù)傳輸效能。 采用SATA接口實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的聯(lián)接和數(shù)據(jù)的傳輸，即數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)化。處理器 部分實(shí)現(xiàn)SATA命令解析、數(shù)據(jù)的分流和Flash文件系統(tǒng)。Flash控制器實(shí)現(xiàn)數(shù) 據(jù)的讀取和存儲(chǔ)。Nand Flash陣列作為數(shù)據(jù)的最終存儲(chǔ)體。整個(gè)系統(tǒng)的功能完全 模擬機(jī)械硬盤。采用USB通用串行總線，兼容USBl.l和USB2.0標(biāo)準(zhǔn)，該接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 支持熱插拔，使用方便，為DOM電子硬盤與主機(jī)之間通信的另一種靈活的選擇。 FPGA通過USB控制器的讀寫與主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，微處理器實(shí)現(xiàn)命令的解析 與處理，接合Flash控制器的各種管理算法，實(shí)現(xiàn)DOM電子硬盤的USB接口。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、體積小巧，使用方便靈活，充分結(jié)合了固態(tài)硬盤的特點(diǎn)， 能有效地發(fā)揮DOM電子盤的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
實(shí)施案例
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用
一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，有盤PC系統(tǒng)性能好、功能強(qiáng)，最滿足系統(tǒng)要求，但缺 乏集中管理的優(yōu)勢(shì)，并且在價(jià)格、防病毒、維護(hù)量、軟硬件升級(jí)、更換成本等方 面存在不小問題。而無(wú)盤的NC、 WBT和RPL、 PXE的工作站系統(tǒng)都具有集中管理、 終端維護(hù)量小等優(yōu)勢(shì)，但性能和功能等方面都遠(yuǎn)不能滿足要求，并且無(wú)盤系統(tǒng) 的服務(wù)器端系統(tǒng)還相當(dāng)復(fù)雜，由此還帶來(lái)維護(hù)和系統(tǒng)穩(wěn)定性問題！將DOM電子 盤應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，可以兼?zhèn)溆斜PPC和無(wú)盤PC優(yōu)點(diǎn)，使得該系統(tǒng)具有靈活 的集中式控制和極強(qiáng)的安全保密性，且具有良好的資源共享，滿足用于公安內(nèi) 部數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、軍隊(duì)的內(nèi)部指揮系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)的需求。
權(quán)利要求1、SATA&USB接口的DOM電子硬盤，包括NAND FLASH陣列(1)，F(xiàn)LASH控制器(2)，處理器MPU(3)，SATA接口協(xié)議(4)，USB控制器(5)，其特征在于處理器MPU(3)連接FLASH控制器(2)，F(xiàn)LASH控制器(2)連接NANDFLASH陣列(1)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的SATA&USB接口的DOM電子硬盤，其特征在 于SATA接口協(xié)議(4)與主機(jī)SATA接口 (7)連接，USB控制器(5)與主機(jī) 的USB接口 (6)相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于SATA&USB接口的DOM電子硬盤。本實(shí)用新型采用SATA&USB接口與主機(jī)相連，處理器MPU 3通過FLASH控制器2對(duì)NANDFLASH陣列1進(jìn)行管理操作，可以選擇通過SATA接口協(xié)議4與主機(jī)SATA接口連接通信或是經(jīng)USB控制器與主機(jī)的USB接口相連。相對(duì)于IDE/ATA接口的DOM電子硬盤有更高的傳輸性能與可靠性，而且使用靈活方便，可以滿足POS機(jī)、游戲、手持式GPS、車載電腦以及各種工業(yè)環(huán)境應(yīng)用需求。
文檔編號(hào)G06F3/06GK201237784SQ20082005404
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者佳 吳, 欣 徐, 凱 步 申請(qǐng)人:湖南源科創(chuàng)新科技股份有限公司