基于多个FLASH存储卡的硬盘制造技术

本发明专利技术公开了一种体积小、重量轻、耗电省、发热量低、无运行噪声的基于多个ＦＬＡＳＨ存储卡的硬盘，包括ＦＬＡＳＨ硬盘控制器和若干个ＦＬＡＳＨ存储卡电路。ＦＬＡＳＨ硬盘控制器由硬盘接口模块，数据缓存器，逻辑电路，ＣＰＵ和控制接口模块组成。ＣＰＵ管理着多个ＦＬＡＳＨ存储卡电路，每个ＦＬＡＳＨ存储卡电路都是由ＦＬＡＳＨ存储卡控制器和一个或多个ＦＬＡＳＨ存储单元组成，ＦＬＡＳＨ存储卡控制器通过ＳＤ，ＭＭＣ，ＭＳ，或者自定义接口中的任意一种与数据缓存器和ＣＰＵ通信。本发明专利技术能兼容现有硬盘规范，具备硬盘规范定义的接口信号和传输速度，和硬盘主机（ＨＯＳＴ）之间可通过硬盘标准规范通信。本发明专利技术可以良好的性能取代传统的硬盘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数字存储
，尤其是指一种基于多个FLASH存储卡的硬盘。
技术介绍
硬盘是一种通过磁介质实现快速存储和访问数据的非易失性存储设备，接 口传输速率高，从最初的ST-506/412,到ESDI, IDE, ATA，再到最新的SATA，其传输速率从10Mbps发展到150MB/s。硬盘是计算机的一个重要组成部分，随着技术的发展，硬盘的应用越来越广泛，也可以用在数码相机，数码播放器和数码游戏机中。传统的硬盘结构是通过快速转动的多个盘片实现的，数据都是记录在盘片 上的。硬盘盘片一般都是采用塑料或者玻璃作为基质，然后在基质上面涂上薄 薄一层磁性材料。当前，最高的单碟容量已经达到了 20GB。以后硬盘的单碟容 量还将继续增大，这对硬盘驱动盘片转动的技术提出了越来越高的要求。所以 说传统硬盘在很大程度上依赖于其内部的机械设备的运作。这也导致了传统硬 盘在体积，耗电，发热量，防震等方面有着先天性的不足，虽然随着技术的更 新可以不断进行改善，但始终无法从根本上解决问题。即便是日立推出的微硬 盘(Microdrive),硬盘的体积大为縮小，但是其制作工艺复杂，容量有限，其 结构也只是对传统硬盘的縮小化而已，并没有从根本上解决上述问题。新的硬 盘技术的发展和应用迫在眉睫。闪存(FLASH)存储器具有非挥发性(掉电后仍可保持数据)、快速读/写、低功耗及易携带等优点，已经作为一种重要的存储媒质应用于数字存储产品中。随着FLASH生产工艺的发展和成熟，FLASH器件容量越来越大，价格越来越低， 这使得FLASH成为最可能实现硬盘的存储器件。目前已有很多大的FLASH生产 公司专利技术生产了自己的FLASH硬盘。现有的FLASH硬盘，其结构都是基于包含一个CPU的基本框架，这个CPU管 理传送到硬盘的数据，并实现对FLASH存储器件的读写操作，疲劳控制(Wearing) 算法和差错控制编码(ECC)算法。这样的结构导致CPU功能太多，从而影响了 整个硬盘的性能和速度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种结构灵活，内部包含多个控制器的FLASH硬盘。具体是 基于多个FLASH存储卡实现的。本专利技术能兼容现有硬盘规范，具备硬盘规范定 义的接口信号和传输速度，和硬盘主机(HOST)之间可通过硬盘标准规范通信。 其特征在于包括FLASH硬盘控制器和若干个FLASH存储卡电路。FLASH硬盘控 制器由硬盘接口模块，数据缓存器，逻辑电路，CPU和控制接口模块组成。每个 FLASH存储卡电路都是由FLASH存储卡控制器和一个或多个FLASH存储单元组 成。FLASH存储卡控制器一端通过控制接口模块与数据缓存器相连，另外一端与 并联或串联在一起的FLASH存储单元连在一起。在本专利技术中，FLASH硬盘控制器负责硬盘主机(HOST)和存储器件之间的通 信，这里的存储器件由若干个FLASH存储卡电路实现。FLASH硬盘控制器一端通 过存储卡接口和FLASH存储卡电路相连，另外一端通过标准硬盘接口与硬盘主 机(HOST)相连。本专利技术可以作为一个单独的器件，也可以作为一个系统或者 是作为系统的一部分应用。所述的CPU管理多个FLASH存储卡电路存储来自硬盘主机(HOST)的数据。 对具体FLASH存储单元的读写操作，疲劳控制算法和ECC算法，则是由各个FLASH 存储卡电路中的FLASH存储卡控制器进行的。所述的FLASH存储卡电路是根据应用的不同协议而设计的存储设备。这里 所述的存储卡协议是指符合下列一种或多种存储卡接口标准的协议1、 Security Digital Memory Card (SD)标准规范或者MiniSD或者MicroSD标准 规范；2、 Multi-Media Card (MMC)和RS-MMC标准规范；3、 Memory Stick (MS) 或MS-Duo标准规范。所述的控制器接口可以为SD，醒C， MS,或者自定义协议接口中的任意一种。所述的FLASH硬盘控制器可以是一个单芯片的集成电路，也可以由多个集 成电路组合集成。所述的FLASH硬盘控制器和硬盘主机(HOST)采用IDE (ATA)， SATA， USB2. 0/USB3. 0， IEEE1394或者是SCSI接口标准。所述的FLASH硬盘，与硬盘主机(HOST)之间的通信过程如下当硬盘主机(HOST)向FLASH硬盘中写入数据时，首先，数据依照采用的 硬盘接口标准通过硬盘接口模块被存入与数据缓存器中，CPU发送写入命令给 FLASH存储卡电路，然后监视来自FLASH存储卡电路的信号，确认收到响应后， CPU把数据缓存器中的数据传送给选定的FLASH存储卡电路。最后，在FLASH存 储卡电路内部，由FLASH存储卡控制器把数据写入到相应的FLASH存储单元中。当硬盘主机(HOST)从FLASH硬盘中读出数据时，首先，存放数据的FLASH 存储卡电路中的FLASH存储卡控制器把FLASH存储单元的数据读出并传送给 FLASH硬盘控制器，CPU通过控制接口模块收集来自FLASH存储卡电路的数据， 并把数据放入数据缓存器。最后，数据缓存器中的数据在CPU的控制下通过硬盘接口模块传送给硬盘主机(H0ST)。本专利技术可以完全兼容现有的硬盘规范，在硬盘接口模块接收硬盘主机 (HOST)发来的数据，并在CPU管理下，由FLASH存储卡控制器储存于FLASH 存储单元中，完成传统硬盘的功能。本专利技术设计合理，通过CPU管理FLASH存 储卡控制器而对FLASH存储单元进行读写操作，能够有效提升产品性能，提供 数据传输存储速率。附图说明图l是本专利技术提供的结构框图2是图1的结构详图3是FLASH存储卡电路结构框图4是本专利技术采用SATA硬盘接口，存储卡采用SD协议的结构详图5是本专利技术采用IDE硬盘接口，存储卡采用MS协议的结构详图6是本专利技术采用USB3. 0硬盘接口 ，存储卡采用画C协议的结构详图。具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例如图1给出了本专利技术的结构框图，是由FLASH硬盘控制器1和若干个FLASH 存储卡电路2组成。FLASH硬盘控制器1负责硬盘主机(HOST)和存储器件之间 的通信，这里的存储器件由若干个FLASH存储卡电路2实现。FLASH硬盘控制器 1 一端通过存储卡接口和FLASH存储卡电路2相连，另外一端通过标准硬盘接口 如IDA (ATA), SATA接口或者USB接口等与硬盘主机(HOST)相连。根据图2， FLASH硬盘控制器1由硬盘接口模块11，数据缓存器12，逻辑 电路13， CPU14和控制接口模块15组成。控制器接口 15可以为SD，腿C， MS， 或者自定义协议接口中的任意一种，并且不限与此。控制接口模块15负责FLASH 硬盘控制器1与FLASH存储卡电路2之间的通信，数据缓存器12中的数据和 FLASH存储卡电路2中的数据在CPU14的控制下通过控制接口模块15进行交互。 CPU14可管理多个FLASH存储卡电路2，控制各个FLASH存储卡电路2中的FLASH 存储卡控制器21对FLASH存储单元中22进行读写操作。本实施例中，FLASH硬盘控制器l可以是一个单芯片的集成电路，也可以由多个集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＦＬＡＳＨ的硬盘，能兼容现有硬盘规范，具备硬盘规范定义的接口信号和传输速度，和硬盘主机（ＨＯＳＴ）之间可通过硬盘标准规范通信。其特征在于包括：　ＦＬＡＳＨ硬盘控制器（１），由硬盘接口模块（１１），数据缓存器（１２），逻辑电路（ １３），ＣＰＵ（１４）和控制接口模块（１５）组成。　若干个ＦＬＡＳＨ存储卡电路（２），每个ＦＬＡＳＨ存储卡电路（２）都是由ＦＬＡＳＨ存储卡控制器（２１）和一个或多个ＦＬＡＳＨ存储单元（２２）组成。每个ＦＬＡＳＨ存储卡控制器（２１）一端 都是通过控制接口模块（１５）与数据缓存器（１２）相连，另外一端与各自并联或串联在一起的ＦＬＡＳＨ存储单元（２２）连在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付建云，
申请(专利权)人：付建云，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]