專利名稱：以dram為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)移的裝置，特別是涉及一種以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前的U盤采用FLASH ROM (Read Only Memory,只讀存儲器),例如NorFlash或者NandFlash，屬于非易失的存儲器，其中保存的數(shù)據(jù)、信息在掉電后仍然會被保存，所以容易被竊取，為失泄密創(chuàng)造了條件。另外,基于USB (Universal Serial Bus,通用串行總線)技術(shù)的移動存儲設(shè)備采用硬盤或者FLASH ROM為存儲介質(zhì)。這兩種存儲介質(zhì)都有使用壽命限制，同時有各自的缺點(1)硬盤的存取需要機械部件，硬盤在頻繁的寫入過程中會造成磁盤的壞道存在。硬盤不同的數(shù)據(jù)記錄在不同的位置，存取不同位置數(shù)據(jù)時需要在不同的盤面、磁道進行切換，這些操作需要耗費必要時間。同時由于硬盤內(nèi)部有電機、盤片等機械結(jié)構(gòu)，所以使用過程中震動會對硬盤造成不可恢復(fù)的傷害。(2)基于FLASH ROM (包括Nor Flash和Nand Flash)的存儲設(shè)備，一是讀寫速度都比較慢；二是基于閃存技術(shù)，寫次數(shù)有上限，頻繁的讀寫極易造成存儲空間失效，而一旦失效則不能再恢復(fù)數(shù)據(jù)，發(fā)生丟失數(shù)據(jù)、損壞數(shù)據(jù)的情況。實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計獨特、使用方便、使用壽命長且保密效果卓越的以DRAM(Dynamic Random Access Memory,動態(tài)隨機存取存儲器)為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置。本實用新型的技術(shù)方案是一種以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，含有微控制器模塊和電源管理模塊，所述電源管理模塊上設(shè)置有電池模塊，所述微控制器模塊分別與DRAM模塊、USB接口模塊、電源管理模塊、電源開關(guān)電路和狀態(tài)指示電路連接，所述電池模塊分別為所述微控制器模塊、DRAM模塊、USB接口模塊、電源開關(guān)電路和狀態(tài)指示電路提供工作電源，并且，所述電源管理模塊和所述微控制器模塊之間設(shè)置有電源開關(guān)電路。所述電源管理模塊和所述微控制器模塊之間設(shè)置有狀態(tài)指示電路。所述DRAM包括DRAM、SDRAM、DDR SDRAM,DDR2 SDRAM,DDR3 SDRAM以及各種具有掉電后丟失數(shù)據(jù)特性的隨機存取存儲器。所述USB接口模塊為標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，或為非標(biāo)準(zhǔn)的USB接口 ；所述USB接口模塊集成在所述微控制器模塊內(nèi)部，或作為單獨的模塊獨立于微控制器模塊之外。所述電源開關(guān)電路為按鈕、薄膜開關(guān)、觸摸按鈕中的任一種，或為其它可以用作開關(guān)功能的器件。所述狀態(tài)指示電路為LCD、LED、發(fā)聲器件或者震動器件。本實用新型的有益效果是1、本實用新型采用DRAM作為存儲介質(zhì)，工作時處于加電狀態(tài)，可以被拷貝進數(shù)據(jù)、信息并保存，也能將數(shù)據(jù)、信息拷貝出去，從而可以實現(xiàn)主機之間文件等數(shù)據(jù)信息的交換；一旦不需要轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)時，關(guān)閉電源，DRAM中的數(shù)據(jù)徹底丟失，從而完全徹底杜絕了失泄密的可能，從而實現(xiàn)了在主機之間真正安全地交換數(shù)據(jù)、文件等。2、本實用新型因為DRAM的物理特性以及與微控制器的連接方式，其(I)沒有機械結(jié)構(gòu)，不會出現(xiàn)因震動而造成的不可恢復(fù)的物理損壞；(2)沒有讀寫次數(shù)限制，不會出現(xiàn)因存儲空間失效造成的數(shù)據(jù)丟失；(3)讀寫速度快，尤其是比FLASH ROM的寫速度快很多。3、本實用新型使用方便、使用壽命長且保密效果好，其適用范圍廣，易于推廣實施，具有良好的經(jīng)濟效益。


圖1是本實用新型的通用功能框圖；圖2是本實用新型電源開關(guān)電路及電源供電電路的原理圖；圖3是本實用新型USB接口電路的原理圖；圖4是本實用新型指示燈電路的原理圖；圖5是本實用新型電池及電量檢測部分的原理圖；圖6是本實用新型電池管理部分的原理圖；圖7是本實用新型DRAM存儲模塊的原理圖；圖8是本實用新型裝置狀態(tài)遷移圖。
具體實施方式
實施例參見圖1-圖8，以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置由以下模塊和電路單元組成可存儲數(shù)據(jù)的動態(tài)隨機存儲器40、微控制器模塊20及其周邊電路；微控制器模塊20協(xié)調(diào)各模塊的工作；整個裝置由電源管理模塊50及其內(nèi)部的電池模塊55統(tǒng)一進行供電。通過USB接口模塊60，連接具有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)接口的主機系統(tǒng)。建立DRAM與主機之間基于USB總線的信息交換通道。移動數(shù)據(jù)存儲裝置借助信息交換通道與主機交換數(shù)據(jù)，并把移動數(shù)據(jù)存儲裝置需要存儲的數(shù)據(jù)存儲在DRAM 40內(nèi)；移動數(shù)據(jù)存儲裝置可以從DRAM 40中讀取存儲的數(shù)據(jù)。電源開關(guān)電路70向用戶提供打開和關(guān)閉電池供電電源的開關(guān)，并與微控制器模塊20交互，觸發(fā)相應(yīng)固件運行；狀態(tài)指示電路80用于指示當(dāng)前設(shè)備的工作狀態(tài)，包括系統(tǒng)開始工作、數(shù)據(jù)傳輸和電源充電等。裝置內(nèi)包含實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲管理、通信交互、電源管理、狀態(tài)指示等功能的固件。微控制器模塊20既可以是單獨的一個模塊，也可以包括兩個或兩個以上的子模塊，各子控制模塊分別控制訪問DRAM模塊40、狀態(tài)指示電路80，控制電源管理模塊50是否供電，接受電源開關(guān)電路70的輸入，通過USB接口模塊與主機進行數(shù)據(jù)雙向交互。微控制器模塊20通過USB接口模塊60及USB總線實現(xiàn)與主機系統(tǒng)的連接，并解釋、轉(zhuǎn)換、控制和傳輸USB接口協(xié)議；完成對USB接口的初始化和控制，接受從主機發(fā)送來的命令和數(shù)據(jù)，解釋并執(zhí)行主機發(fā)送過來的命令，通過DRAM模塊40將數(shù)據(jù)存儲到DRAM中，或者將執(zhí)行結(jié)果通過USB接口返回給主機。在移動數(shù)據(jù)存儲裝置與主機斷開連接后，所存儲的數(shù)據(jù)能保存在移動數(shù)據(jù)存儲裝置內(nèi)直至裝置的電池供電電源開關(guān)被關(guān)閉。USB總線連接時電源管理模塊50使用USB總線對整個裝置進行供電同時對電池模塊55進行充電，可充電電池在USB斷開但電源開關(guān)沒有關(guān)閉時為裝置供電，以保證存儲在DRAM模塊中的數(shù)據(jù)不被丟失。電源開關(guān)電路如圖2所示。按下電源按鈕SI后，連接到VDDEN信號的電源芯片U3使能引腳RUN，在電阻R33與R32及4.1V電壓信號VDD_SYS協(xié)同作用下獲得一個大于2V的電壓信號。這個信號將控制本實施例中電源芯片SP6669EK1-L對整個系統(tǒng)進行供電。整個裝置被供電之后，本實施例中微控制器模塊自動復(fù)位，并完成自身初始化、對DRAM模塊的初始化、USB接口模塊的初始化。同時控制引腳GPI0_P0_0輸出3. 3V電壓，VDD_EN在R32、R33、R34的協(xié)同作用下獲得一個大于2V的電壓信號。提供給電源U3芯片使能引腳RUN的信號同時連接到微控制器模塊的AD轉(zhuǎn)換引腳ADC_1。在SI被外力按下、GPI0_P0_0輸出3. 3V電壓的情況下，VDD_EN電壓信號大于2. 7V ;在SI被外力按下、GPI0_P0_0輸出3. 3V電壓的情況下，VDD_EN電壓信號小于2. 2V。本實施例中微控制器模塊通過內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器將連接到ADC_1的電壓轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，如果電壓大于2. 7V即可判斷按鍵SI是按下狀態(tài)，如果電壓小于2. 2V即可判斷按鍵SI是斷開狀態(tài)。本實施例中，若裝置被持續(xù)按下電源按鈕超過5秒鐘，微控制器模塊控制GPI0_P0_0持續(xù)輸出3. 3V電壓信號，本實施例中移動數(shù)據(jù)存儲裝置將持續(xù)工作直至滿足關(guān)閉電池供電電源開關(guān)的條件。移動數(shù)據(jù)存儲裝置在開機過程中控制狀態(tài)指示電路指示開機，本實施例中微控制器模塊通過控制狀態(tài)指示燈電路，使指示燈以較快頻率閃動。本實施例中，USB接口電路如圖3所示，微控制器完成初始化工作后，控制USB_C0NNECT2輸出OV電壓信號，三極管Ql的控制引腳I在經(jīng)過R3之后連接到上述OV電壓信號，三極管Ql處于打開狀態(tài)。此時連接到USB_D_D+2信號線的R5被連接到一個3. 3V的電壓上，主機在USB_D_D+2狀態(tài)發(fā)生變化之后，會發(fā)現(xiàn)與之連接的USB_D_D+2、USB_D_D-2信號線上面連接了一個設(shè)備。本實施例中，狀態(tài)指示電路如圖4所示，微控制器控制USB_UP_LED2輸出OV電圧或者3. 3V電圧信號,控制三極管Q2打開或者關(guān)閉，并使指示燈LED3處于點亮或者熄滅的狀態(tài)。本實施例中，電池及電量檢測電路如圖5所示,在USB連接斷開情況下，由連接到Pl的電池模塊持續(xù)為本實施例中整個裝置提供電源。電池電壓通過R26、R29經(jīng)過分壓后，通過ADC_0引腳連接到微控制器，微控制器通過AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換連接到ADC_0引腳的電壓監(jiān)測電池電量，微控制器在電池電壓過低時控制狀態(tài)指示電路80發(fā)出警告信息。本實施例中，電池管理部分電路如圖6所示，VDD_5V電源由USB連接取得，VDD_BAT電源由電池取得，通過電源芯片Ul對電源轉(zhuǎn)換為VDD_SYS后為整個裝置進行供電。在USB連接的情況下，當(dāng)打開裝置的電源開關(guān)后，本裝置由USB連接提供電源，并使用多余電量對電池進行充電；在舊8斷開的情況下，若裝置的電源開關(guān)仍然是打開狀態(tài)，則本裝置由電池通過VDD_SYS對整個系統(tǒng)供電。本實施例中，DRAM存儲模塊如圖7所示，DRAM模塊40由8片SDRAM芯片組成，四片SDRAM共用地址信號ADDR0 ADDR14、時鐘信號EMC_CLK0、時鐘使能信號EMC_CKE0、芯片片選信號EMC_nDYCS0、列使能信號EMC_nRAS、行使能信號EMC_nCAS、寫使能信號EMC_nWE，通過EMC_DQM(T3區(qū)別存儲對各個芯片的操作。上述芯片分別連接32位數(shù)據(jù)總線的4個緊鄰的8位數(shù)據(jù)，構(gòu)成一個32位的數(shù)字存儲系統(tǒng)。本實施例中微控制器模塊20對DRAM模塊40的數(shù)據(jù)讀寫操作被分配到四片SDRAM芯片上。[0044]本實施例中，本實用新型的裝置狀態(tài)遷移圖如圖8所示狀態(tài)1:未打開電池供電的電源開關(guān)的狀態(tài)；狀態(tài)2 :打開電池供電的電源開關(guān)后，裝置運轉(zhuǎn)工作的狀態(tài)；狀態(tài)3 :裝置接入主機的USB接口工作一段時間后又取下(卸載)的狀態(tài)。條件1:連續(xù)在預(yù)設(shè)的一段時間內(nèi)按下電源開關(guān)按鍵；條件2 :裝置接入主機USB接口工作一段時間后又被取下(卸載)；條件3 :裝置在預(yù)設(shè)的一段時間內(nèi)沒有再次接入主機的USB接口；條件4:裝置在預(yù)設(shè)的一段時間內(nèi)沒有接入主機USB接口(B卩，裝置加電后一直沒有被接入主機的USB接口以使用)；條件5 :裝置在預(yù)設(shè)的一段時間內(nèi)再次接入主機(可能是任何一臺)的USB接口來運轉(zhuǎn)工作；條件6 :在裝置加電工作的情況下，連續(xù)在預(yù)設(shè)的一段時間內(nèi)按下電源開關(guān)按鍵。微控制器模塊20可以由但不限于嵌入式微控制器、嵌入式微處理器、FPGA (FieldProgrammable Gate Array)>ASIC (Application Specific Integrated Circuit)構(gòu)成。DRAM模塊40可以由以下類型或者其它具有掉電后丟失數(shù)據(jù)特性的存儲器組成同步動態(tài)隨機存取存儲器(Synchronous Dynamic Random Access Memory,簡稱SDRAM)，雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器(Double Data Rate SynchronousDynamic Random Access Memory,簡稱DDR SDRAM),第二代雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器(Double-Data-Ra`te Two Synchronous Dynamic Random Access Memory,簡稱DDR2 SDRAM)，第三代雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器(Double-Data-Rate ThreeSynchronous Dynamic Random Access Memory,簡稱 DDR3 SDRAM)。本實施例中 DRAM 擴展電路中使用8片SDRAM芯片組成32位存儲器；RAM芯片可以由單片芯片或者多片芯片組成，組成存儲陣列數(shù)據(jù)寬度可以是8位、16位、32位或者64位，但不限于此，亦可包括其它總線覽度。USB接口模塊60可以為標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，例如微型USB接口(Mini USB, OTG標(biāo)準(zhǔn))、Micro USB接口，也可以是非標(biāo)準(zhǔn)的USB接口。即，本實施例的USB接口可以是電氣信號、物理結(jié)構(gòu)和尺寸均符合USB標(biāo)準(zhǔn)，也可以是只有電氣信號符合USB標(biāo)準(zhǔn)但其物理結(jié)構(gòu)和尺寸為非標(biāo)準(zhǔn)。USB接口模塊可以集成在微控制器內(nèi)部，也可以作為單獨的模塊獨立于微控制器之外。本實施例中，移動數(shù)據(jù)存儲裝置通過Min1-USB接口轉(zhuǎn)USB接口的連接轉(zhuǎn)換器或者連接線與主機的USB接口連接。電源開關(guān)電路70，可以是按鈕、薄膜開關(guān)、觸摸按鈕中的一種，也包括其它可以用作開關(guān)功能的器件。狀態(tài)指示電路80，可以是LCD、LED、發(fā)聲器件或者震動器件，本實施實例使用了 LED器件。本實施例中，使用微控制器自帶AD檢測電池電壓的方法檢測電池電量，但所使用AD并不局限于微控制器內(nèi)部，亦可使用外擴的方式。本實施例中，可以使用專用IC管理電池充放電，亦可以使用分離元件搭建充放電電路。本實施例中使用MCP73871管理電池的充放電，亦可使用其它類型的電源管理芯片。本實施例中，裝置一旦與主機互連后，即可通過USB總線進行數(shù)據(jù)交互。本實施例中，裝置被自動識別為 USB Mass Storage 設(shè)備，支持 USB-1F (USB Implementers Forum)推薦的USB Mass Storage協(xié)議。從而使該裝置自動被主機操作系統(tǒng)識別。如果所選操作系統(tǒng)沒有內(nèi)置相應(yīng)的驅(qū)動程序，可安裝為該裝置開發(fā)的驅(qū)動程序。本實施例中主機指的是帶有處理器的電子裝置，包括但不限于服務(wù)器、小型計算機、工作站計算機、個人計算機、臺式計算機、筆記本電腦、平板電腦、手持電腦、掌上電腦、數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機、MP3、MP4、游戲機，以及各種嵌入式計算機系統(tǒng)。本實施例中USB接口與主機互連，打開電源管理模塊的電源開關(guān)給裝置供電，裝置與主機之間能進行數(shù)據(jù)交互，在數(shù)據(jù)交互過程中，如果關(guān)閉電源開關(guān)，裝置中的數(shù)據(jù)完全丟失，且裝置與主機之間不能進行數(shù)據(jù)交互；使用完畢從主機取下裝置，關(guān)閉電源開關(guān)，裝置中的數(shù)據(jù)完全丟失，不會造成失密。另外，可以事先設(shè)置一段預(yù)定時間，當(dāng)使用完畢從主機取下裝置，而未及時關(guān)閉該電源開關(guān)時，裝置在預(yù)設(shè)的時間后自動關(guān)閉電源，裝置中的數(shù)據(jù)完全丟失。還可以事先設(shè)置一段預(yù)定時間，裝置打開電源開關(guān)后，若在預(yù)設(shè)的時間內(nèi)沒有接入主機的USB接口，則裝置自動關(guān)閉電源。在關(guān)閉電源開關(guān)的情況下，通過USB接口與主機或者直流電源連接后，可以向電源管理模塊中的電池模塊充電。
權(quán)利要求1.一種以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，含有微控制器模塊和電源管理模塊，所述電源管理模塊上設(shè)置有電池模塊，其特征是所述微控制器模塊分別與DRAM模塊、USB接口模塊、電源管理模塊、電源開關(guān)電路和狀態(tài)指示電路連接，所述電池模塊分別為所述微控制器模塊、DRAM模塊、USB接口模塊、電源開關(guān)電路和狀態(tài)指示電路提供工作電源，并且，所述電源管理模塊和所述微控制器模塊之間設(shè)置有電源開關(guān)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，其特征是所述電源管理模塊和所述微控制器模塊之間設(shè)置有狀態(tài)指示電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，其特征是所述 DRAM 包括 DRAM、SDRAM、DDR SDRAM,DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM 以及各種具有掉電后丟失數(shù)據(jù)特性的隨機存取存儲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，其特征是所述USB接口模塊為標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，或為非標(biāo)準(zhǔn)的USB接口 ；所述USB接口模塊集成在所述微控制器模塊內(nèi)部，或作為單獨的模塊獨立于微控制器模塊之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，其特征是所述電源開關(guān)電路為按鈕、薄膜開關(guān)、觸摸按鈕中的任一種，或為其它可以用作開關(guān)功能的器件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，其特征是所述狀態(tài)指示電路為LCD、LED、發(fā)聲器件或者震動器件。
專利摘要本實用新型公開了一種以DRAM為存儲介質(zhì)的數(shù)據(jù)安全存儲轉(zhuǎn)移裝置，它含有微控制器模塊和電源管理模塊，所述電源管理模塊上設(shè)置有電池模塊，所述微控制器模塊分別與DRAM模塊和USB接口模塊連接，所述電池模塊分別為所述微控制器模塊、DRAM模塊和USB接口模塊提供工作電源，并且，所述電源管理模塊和所述微控制器模塊之間設(shè)置有電源開關(guān)電路和狀態(tài)指示電路。本實用新型通過開啟和關(guān)閉電源，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換和銷毀，徹底杜絕了失泄密的可能，從而實現(xiàn)了真正意義的安全交換數(shù)據(jù)。
文檔編號G06F12/14GK202887177SQ20122047081
公開日2013年4月17日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者王保進, 龍應(yīng)斌 申請人:王保進