CN101136002A - 兼具usb和uart串口控制的移动存储方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种兼具USB和UART串口控制的移动存储方法及装置，包括控制电路(1)、闪存介质(2)、USB接口(3)和USB/UART接口切换开关(4)，控制电路(1)又包括I/O控制电路(11)、USB接口控制电路(12)、存储控制电路(13)和UART串口控制电路(14)，USB接口控制电路(12)和UART串口控制电路(14)均与USB接口(3)电连接，存储控制电路(13)和闪存介质(2)电连接，I/O控制电路(11)和切换开关(4)电连接。根据要进行数据交换设备的类型，本发明可以通过切换开关选择USB和UART通信模式传输数据。这样，所述移动存储装置在U盘的基础上，增加UART通信模式，既可以当作普通U盘使用，又可以被低端设备直接读写数据。

Description

兼具USB和UART串口控制的移动存储方法及装置

技术领域  本发明涉及数据处理系统的存储设备，特别是涉及数据处理系统的外存储方法及设备。

背景技术  U盘，亦称“优盘”，是指采用闪存介质(flash memory)和USB接口的移动存储设备。众所周知，使用U盘的人越来越普遍，高端智能产品也基本上都支持U盘的使用。但是，在低端自动化控制领域，如工业控制机和低端家电产品，其CPU大多是采用51系列和PLC等非常简单的单片机，没有USB控制器和闪存介质读写控制器，只具备UART串口，无法支持U盘的使用。如果要求支持U盘的使用，必须更换为高端的CPU，成本高。

发明内容  本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种能适用于CPU配置简单的低端设备，以进行数据存储为目的、兼具USB和UART串口控制的移动存储方法及装置，改变U盘只能用于CPU配置高的高端设备上的这一现状。

为解决上述技术问题，本发明移动存储装置包括控制电路、闪存介质和USB接口，所述控制电路又包括I/O控制电路、USB接口控制电路和存储控制电路，所述USB接口控制电路与USB接口电连接，存储控制电路和闪存介质电连接。所述移动存储装置还包括和I/O控制电路电连接的切换开关，所述控制电路还包括UART串口控制电路，该UART串口控制电路和USB接口电连接。

本发明移动存储方法包括以下步骤：

①用户判断要进行数据交换的设备是高端设备还是低端设备；

②如果是高端设备，则将所用移动存储装置切换至USB通信模式，所述移动存储装置借助USB接口连接至所述高端设备，建立与该高端设备之间的信息交换通道，所述移动存储装置根据标准的USB通信协议，依据所述高端设备的数据操作请求将从该高端设备获取的数据存储至该移动存储装置的闪存介质中，或者将从该闪存介质中读取的数据存储到高端设备中；

③如果是低端设备，则通过切换开关将所用移动存储装置切换至UART通信模式，将所述低端设备的UART接口转换为USB接口，所述移动存储装置借助USB接口连接至所述低端设备，建立与该低端设备之间的信息交换通道；所述移动存储装置接受低端设备发送地址配置命令后，根据自定义协议，依据低端设备的数据操作请求将从低端设备获取的数据存储至该移动存储装置的闪存介质中，或者将从该闪存介质中读取的数据存储到低端设备中。

根据要进行数据交换设备的类型，本发明可以通过切换开关选择USB和UART通信模式传输数据。这样，所述移动存储装置在保留已经被广泛使用、并且作为一种标准设备的U盘的物理特性的基础上，同时增加UART通信模式，既可以当作普通U盘使用，又可以被低端设备直接读写数据。这为低端设备领域如工业控制机、小家电等以及医疗、冶金各部门和厂矿企业等进行数据存储和备份提供了一种很好的选择。

附图说明

图1是本发明装置的功能模块方框示意图；

图2是本发明方法的工作流程示意图。

具体实施方式  以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述。

本发明兼具USB和UART串口控制的移动存储装置，如图1所示，包括控制电路1、闪存介质2和USB接口3，所述控制电路1又包括I/O控制电路11、USB接口控制电路12和存储控制电路13，所述USB接口控制电路12与USB接口3电连接，存储控制电路13和闪存介质2电连接。所述移动存储装置还包括和I/O控制电路11电连接的切换开关4，所述控制电路1还包括UART串口控制电路14，该UART串口控制电路14和USB接口电连接。由于低端设备的物理接口非标准USB接口，本发明装置无法直接与低端设备电连接。鉴于此，本发明装置设置一转换电缆，该电缆一端与所述移动存储装置的USB接口相连，另一端用于与低端设备的UART串口相连，借助该电缆，本发明装置实现与低端设备的电连接。与低端设备电连接时，本发明装置利用USB接口取电，由低端设备提供+5v电压。

本发明兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，基于现有技术的U盘，首先在所述U盘控制电路内部存储介质添加存储作为固化软件的、适用于UART串口控制的自定义协议，在所述U盘设置USB/UART接口切换开关。如图2所示，具体包括以下步骤，

①用户判断要进行数据交换的设备是高端设备还是低端设备；

②如果是高端设备，则将所用移动存储装置切换至USB通信模式，所述移动存储装置借助USB接口3连接至设备，建立与所述高端设备之间的信息交换通道，该移动存储装置根据标准的USB通信协议，依据高端设备的数据操作请求将从高端设备获取的数据存储至该移动存储装置的闪存介质2中，或者将从该闪存介质2中读取的数据存储到高端设备中；

③如果是低端设备，则通过切换开关4将所用移动存储装置切换至UART通信模式，将所述低端设备的UART接口转换为USB接口，所述移动存储装置借助USB接口3连接至设备，建立与所述低端设备之间的信息交换通道；所述移动存储装置接受低端设备发送地址配置命令后，根据自定义协议，依据低端设备的数据操作请求将从低端设备获取的数据存储至该移动存储装置的闪存介质2中，或者将从该闪存介质2中读取的数据存储到低端设备中。

本文件所称低端设备是指该设备的CPU没有USB控制器和闪存读写控制器，而高端设备是指该设备的CPU具有USB控制器和闪存读写控制器。

本移动存储装置用于低端设备存储时，采用UART串口通信模式，通信需要校验，本实施例中采取校验和的机制，出错后重新传输。本实施例步骤③中读数据操作具体包括以下步骤：

A.低端设备发送读操作命令至所述移动存储装置，要求读数据地址和长度；

B.所述移动存储装置解析命令，根据要读的数据长度将数据分包，发一个包(可以配置1024Byte)给低端设备后等待确认，如果数据过长，就发结束包；

C.所述低端设备收到所述移动存储装置发来的数据包后，发一确认包给该移动存储装置，如果收到结束包，则结束本次数据传输；

D.重复步骤B和C直至数据传输完毕，所述移动存储装置发一完毕命令给所述低端设备结束传输；

E.所述低端设备接收到结束命令后，发确认包给所述移动存储装置。

写数据操作包括以下步骤：

A.低端设备发送写操作命令至所述移动存储装置，要求写数据地址和长度；

B.所述移动存储装置解析命令并检查存储空间大小，如果存储空间足够则发确认包给所述低端设备，如果要求写的数据太大，则发结束包并结束本次数据传输；

C.所述低端设备解析命令，如果收到确认包，则开始发第一个数据包(可以配置1024Byte)给所述移动存储装置，如果收到结束包，不需要确认；

D.所述移动存储装置接收数据并发确认包给低端设备；

E.重复步骤C和D，直至数据传输完毕，所述低端设备发送传输完毕命令。

如果校验出错，所述移动存储装置则抛弃数据包，发出错命令给所述低端设备要求重新传输。所述移动存储装置如果超过设定时间没有收到数据包，则自动结束数据传输。

本发明移动存储装置内设置有实现按照USB和UART通信模式控制数据存取的固化软件，该固化软件包括以下几个部分：

1.USB/UART通信协议部分

USB协议是现有U盘用的标准的USB协议。

UART协议是自定义的。插上所述移动存储装置后，该装置处于设置状态，等待低端设备发送配置命令。所述移动存储装置接收到配置命令后，改变为已配置状态，并等待接受其他命令，如文件列表显示、读取文件、写入文件、进入目录、退出目录、删除或设备文件写保护属性等命令。或者接受退出操作命令，以便取下所述移动存储装置。该装置也可直接拔，支持朗科公司超稳技术。

2.FAT文件系统解析部分

所谓文件系统，主要目的是让用户可以按名存取数据，通过文件名设置数据的属性，读取、改写或者删除数据。FAT文件系统是Microsoft定义的一套文件系统，在所有Windows上用的文件系统，低端设备只需发送几个简单命令。如低端设备发送显示目录列表命令，所述移动存储装置接收到该命令后，所述固化软件就解析命令，把要显示的目录通过UART接口传送给低端设备。

3.逻辑地址和物理地址对照表解析部分

这部分是本发明移动存储装置主要的部分。低端设备向该存储装置发送逻辑地址进行读写。但是真正存放在闪存介质里的物理地址与逻辑地址不同，需要借助对照表来转换。

4.闪存介质管理部分

由于低端设备的物理接口系非标准USB接口，本发明移动存储装置无法直接与所述低端设备电连接。本发明方法提供以下两种实施例来解决：一、通过将低端设备的UART物理端口更换为与本发明移动存储装置的USB接口匹配的USB母口，从而使所述移动存储装置能与低端设备电连接。二、设置一转换电缆，该电缆一端为USB母口，与所述移动存储装置的USB接口接插，另一端与低端设备的UART串口匹配，用于与该低端设备的UART电连接。

Claims (9)

1.一种兼具USB和UART串口控制的移动存储装置，包括控制电路(1)、闪存介质(2)和USB接口(3)，所述控制电路(1)又包括I/O控制电路(11)、USB接口控制电路(12)和存储控制电路(13)，所述USB接口控制电路(12)与USB接口(3)电连接，存储控制电路(13)和闪存介质(2)电连接，其特征在于：

还包括和I/O控制电路(11)电连接的USB/UART接口切换开关(4)，所述控制电路(1)还包括UART串口控制电路(14)，该UART串口控制电路(14)也与USB接口电连接。

2.如权利要求1所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储装置，其特征在于：还包括转换电缆，该电缆一端与所述移动存储装置的USB接口接插，另一端用于与低端设备的UART串口电连接。

3.一种兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：包括以下步骤，

①用户判断要进行数据交换的设备是高端设备还是低端设备；

②如果是高端设备，将所用移动存储装置切换至USB通信模式，所述移动存储装置借助自身的USB接口(3)连接至所述高端设备，建立与该高端设备之间的信息交换通道，所述移动存储装置根据标准的USB通信协议，依据所述高端设备的数据操作请求将从该高端设备获取的数据存储至该移动存储装置的闪存介质(2)中，或者将从该闪存介质(2)中读取的数据存储到所述高端设备中；

③如果是低端设备，则通过切换开关(4)将所用移动存储装置切换至UART通信模式，将所述低端设备的UART串口转换为USB接插组件，所述移动存储装置借助自身的USB接口(3)连接至所述低端设备，建立与该低端设备之间的信息交换通道；所述移动存储装置接受该低端设备发送地址配置命令后，根据自定义协议，依据所述低端设备的数据操作请求将从该低端设备获取的数据存储至该移动存储装置的闪存介质(2)中，或者将从该闪存介质(2)中读取的数据存储到所述低端设备中。

4.如权利要求3所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：步骤③中读数据操作包括以下步骤：

A.低端设备发送读操作命令至所述移动存储装置，要求读数据地址和长度；

B.所述移动存储装置解析命令，根据要读的数据长度将数据分包，发一个包给所述低端设备后等待确认，如果数据过长，就发结束包；

C.所述低端设备收到所述移动存储装置发来的数据包后，发一确认包给该移动存储装置，如果收到结束包，则结束本次数据传输；

D.重复步骤B和C直至数据传输完毕，所述移动存储装置发一完毕命令给所述低端设备结束传输；

E.所述低端设备接收到结束命令后，发确认包给所述移动存储装置。

5.如权利要求3所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：步骤③中写数据操作包括以下步骤：

A.低端设备发送写操作命令至所述移动存储装置，要求写数据地址和长度；

B.所述移动存储装置解析命令并检查存储空间大小，如果存储空间足够则发确认包给所述低端设备，如果要求写的数据太大，则发结束包并结束本次数据传输；

C.所述低端设备解析命令，如果收到确认包，则开始发第一个数据包给所述移动存储装置；

D.所述移动存储装置接收数据并发确认包给低端设备；

E.重复步骤C和D，直至数据传输完毕，所述低端设备发送传输完毕命令。

6.如权利要求5所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：如果校验出错，所述移动存储装置则抛弃数据包，发出错命令给所述低端设备要求重新传输。

7.如权利要求5所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：所述移动存储装置如果超过设定时间没有收到数据包，则自动结束数据传输。

8.如权利要求3所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：步骤③将所述低端设备的UART接口转换为USB接口是通过将低端设备的UART物理端口更换为与所述移动存储装置的USB接口匹配来实现，从而使所述移动存储装置能与低端设备电连接。

9.如权利要求3所述的兼具USB和UART串口控制的移动存储方法，其特征在于：步骤③将所述低端设备的UART接口转换为USB接口是借助一转换电缆来实现，该电缆一端与所述移动存储装置的USB接口接插，另一端与低端设备的UART串口电连接。

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