CN101187849A - 存储装置和存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种存储装置和存储系统，其中，在存储装置中设置驱动器选择部(1)、硬盘驱动器(HDD)(2)和非易失性存储器驱动器(3)，在从例如CPU(5)和ATA控制器(6)等主机向硬盘驱动器(HDD)(2)发出数据输入输出等指令时，所述驱动器选择部(1)接收此时的地址值，并在所述地址值包含在预先定义的地址空间中时，使所述非易失性存储器驱动器(3)执行所述指令，否则，使所述硬盘驱动器(HDD)(2)执行所述指令。

Description

存储装置和存储系统

本申请是申请号为“200480019451.4”，申请日为2004年7月5日，发明名称为“存储装置和存储系统”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种存储装置，尤其是涉及一种可有效适用于具有硬盘驱动器(HDD)的存储装置和存储系统的技术。

背景技术

根据本发明的发明人的研究，关于存储装置的技术，考虑如下技术。

例如，使用硬盘驱动器(HDD)等作为个人计算机等的存储装置。近年来，该硬盘驱动器(HDD)还用作汽车导航的存储装置、或者象HDD记录器那样用作电视图像的存储装置等。

但是，对于上述存储装置的技术，本发明的发明人研究的结果是明确了如下情况。

例如，如上所述的硬盘驱动器(HDD)由于其比特单价的降低而被装载在各种民用设备等上。而且，随着它们的普及，对硬盘驱动器(HDD)的品质和可靠性的要求越来越高。然而，硬盘驱动器(HDD)因温度、振动或机械磨损等各种因素，难以确保较高的品质和可靠性。

另一方面，作为面向可确保较高品质和可靠性的存储的设备，闪速存储卡或具备与上述硬盘驱动器(HDD)相同的接口标准的闪速存储器驱动器(FMD)等设备被实用化。但是，该闪速存储器与硬盘相比，其比特单价高，对于大容量化，在成本方面不实用。

可是，存储在硬盘驱动器(HDD)中的存储信息一般可分离成O/S或应用程序等系统关联信息和图像、声音等数据关联信息。考虑到品质和可靠性，数据关联信息，尤其在图像或声音等中，即使产生少许比特故障等，通常也不会成为致命的问题。另一方面，系统关联信息即使产生很少的比特故障，也可以预料到完全不能操作的事态，从而成为致命的问题。

另外，例如，在使用硬盘驱动器(HDD)的汽车导航系统等中，必须实时地读取硬盘驱动器(HDD)内的地图数据等，要求高速性。而且，近年来还考虑到在硬盘驱动器(HDD)中存储光盘(CD)等的音乐数据等，同时进行导航和音乐数据的再现，从而对于硬盘驱动器(HDD)越发要求高速性。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种可以以实用的成本来确保高可靠性的存储装置和存储系统。

另外，本发明的另一目的在于，提供一种以实用的成本具备高速性的存储装置和存储系统。

本发明的上述以及其它目的和新的特征可从本说明书的描述和附图来了解。

为了实现上述目的，本发明提供一种存储装置，与包括执行程序的CPU和控制信息输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：所述存储装置构成为具有被收容在一个框体内的第1和第2非易失性存储设备、以及控制与主机之间的数据的输入输出的控制单元，所述第2非易失性存储设备能够比所述第1非易失性存储设备更高速地动作；所述第1非易失性存储设备构成包括存储系统信息的区域和存储数据的区域的地址空间，所述第2非易失性存储设备构成至少存储文件管理信息的区域；所述第2非易失性存储设备在主机侧的电源切断时，也保持所述文件管理信息；所述控制单元具有以下功能：在所述主机产生针对所述地址空间内的地址的指令时，在该地址包含在所述地址空间内的预先定义的一部分地址空间内的情况下，使所述第2非易失性存储设备执行所述指令，在所述主机侧的电源接通时和电源切断时，参照存储在所述第2非易失性存储设备中的所述文件管理信息，进行读出、写入控制。

本发明还提供一种存储装置，与包括执行程序的CPU和控制信息输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：所述存储装置构成为具有被收容在一个框体内的第1和第2非易失性存储设备、以及控制与主机之间的数据的输入输出的控制单元，所述第2非易失性存储设备能够比所述第1非易失性存储设备更高速地动作；所述第1非易失性存储设备构成包括存储系统信息的区域和存储数据的区域的地址空间，所述第2非易失性存储设备构成至少存储文件管理信息的区域；所述第2非易失性存储设备在主机侧的电源切断时，也保持所述文件管理信息；所述控制单元具有以下功能：在从所述主机向所述地址空间传送来信息时，抽出文件管理信息，并在所述第2非易失性存储设备中存储所述文件管理信息，在所述主机侧的电源接通时和电源切断时，参照存储在所述第2非易失性存储设备中的所述文件管理信息，进行读出、写入控制。

本发明还提供一种具有主机和存储装置的存储系统，其特征在于：所述存储装置包括：第1存储设备，是非易失性存储设备，并且能够以扇区单位动作，所述主机包括：存储有处理程序的ROM；执行所述处理程序的CPU以及RAM；控制器，控制所述主机与所述存储装置之间的数据的输入输出；和非易失性存储器设备，其数据的故障产生率比所述第1存储设备低，能够高速地动作，能够以扇区单位动作，并且存储与针对所述第1存储设备的文件管理有关的数据，存储在所述ROM中的所述处理程序具有以下功能：在对所述第1存储设备进行存取时，参照存储在所述非易失性存储器设备中的、与所述文件管理有关的数据。

本发明还提供一种存储装置，与至少包括执行程序的CPU和控制数据输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：所述存储装置构成为具有包括大容量磁存储介质的第1存储介质、包括非易失闪速存储器的第2存储介质、控制单元、以及检测工作时来自所述主机侧的电源供给切断的电源监视单元，并且由所述主机的电源线供给的电力驱动；所述控制单元构成为，将预先定义的系统区域的信息双重存储在分别分配给所述第1存储介质和所述第2存储介质的对应的地址空间内，并且在针对来自所述主机的存取包含有所述预先定义的系统区域的地址值时，对所述第2存储介质执行指令；所述控制单元还构成为，从所述主机供给的信息中检测出文件管理信息，暂时保持所检测出的文件管理信息，并且，响应于来自所述电源监视单元的信号，将所述文件管理信息写入所述非易失闪速存储器；所述存储装置还具有：控制与所述电源线的连接的开关单元、以及在从所述主机供给了电力时利用该电力积蓄电荷的电荷积蓄部；所述存储装置构成为进行如下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述控制单元暂时保持的所述文件管理信息写入所述非易失闪速存储器。

本发明还提供一种存储装置，与至少包括执行程序的CPU和控制数据输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：所述存储装置构成为具有大容量的第1非易失性存储介质、比该第1非易失性存储介质更高速地动作的第2非易失性存储介质、控制单元、以及检测工作时来自主机侧的电源供给切断的电源监视单元，并且由所述主机的电源线供给的电力驱动；所述控制单元构成为进行以下控制：响应于回避信号，将预先定义的系统区域的信息在所述第1非易失性存储介质和所述第2非易失性存储介质之间相互传送，并且双重存储在分别分配的对应的地址空间内；所述控制单元还构成为，从所述主机供给的信息中检测出文件管理信息，暂时保持所检测出的文件管理信息，并且，响应于来自所述电源监视单元的信号，将所述文件管理信息写入所述第2非易失性存储介质；所述存储装置还具有：控制与所述主机的所述电源线的连接的开关单元、以及在从所述主机供给了电力时利用该电力积蓄电荷的电荷积蓄部；所述存储装置构成为进行如下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述控制单元暂时保持的所述文件管理信息写入所述第2非易失性存储介质。

本发明还提供一种存储装置，与至少包括执行程序的CPU和控制数据输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：所述存储装置构成为具有包括大容量磁存储介质的第1存储介质、包括非易失闪速存储器的第2存储介质、控制单元、以及检测工作时来自所述主机侧的电源供给切断的电源监视单元，并且由所述主机的电源线供给的电力驱动；所述第1存储介质设定有存储包括在所述主机上执行的OS和应用程序的系统区域的地址空间和存储数据的地址空间，所述第2存储介质具备存储所述系统区域的足够的存储容量，并且设定有与所述第1存储介质中的存储系统区域的地址空间相对应的地址空间；所述控制单元构成为进行以下控制：响应于回避信号，从所述第1存储介质和所述第2存储介质中分别抽出所述系统区域的数据，并传送到另一方的对应的地址空间中，由此将所述系统区域的信息存储在所述第1存储介质和所述第2存储介质两者中；所述控制单元还构成为，在针对所述主机对所述第1存储介质的存取包含有预先定义的系统区域的地址值时，对所述第2存储介质执行指令，并且，从所述主机供给的信息中检测出文件管理信息，暂时保持所检测出的文件管理信息，并且，响应于来自所述电源监视单元的信号，将所述文件管理信息写入所述第2存储介质；所述存储装置还具有：控制与所述电源线的连接的开关单元、以及在从所述主机供给了电力时利用该电力积蓄电荷的电荷积蓄部；所述存储装置构成为进行以下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述控制单元暂时保持的所述文件管理信息写入所述第2存储介质。

本发明还提供一种存储系统，由连接了上述的存储装置的主机构成。

简单说明本申请所公开的发明中的代表性发明的概要如下。

本发明的存储装置具有：第1存储设备，是可以与主机之间进行数据的输入输出的非易失性存储设备，并且从所述主机看具备第1地址空间；第2存储设备，是可以进行数据的输入输出的非易失性存储设备，并且数据的故障产生率比所述第1存储设备低；和控制单元，在所述主机产生针对所述第1地址空间内的地址的指令时，在该地址包含在所述第1地址空间内的、预先定义的一部分地址空间内的情况下，使所述第2存储设备执行所述指令。

利用该结构，通过判别从所述主机输入的地址，可以向所述第1存储设备或所述第2存储设备分配与所述主机之间输入输出的数据。

这里，所述第2存储设备可使用可以比所述第1存储设备更高速地动作的设备。另外，存储在所述第2存储设备中的数据例如可以是包含主引导记录或文件管理表等涉及文件管理的数据、和O/S及应用程序等数据的系统区域的数据。由此，可实现具备高可靠性和高速性的存储装置。

另外，存储在所述第2存储设备中的数据例如也可仅为涉及文件管理的数据。这种情况下，第2存储设备的存储容量小于或等于128M字节即可，由此，也可确保高可靠性和高速性。而且，由于可削减比较高价的第2存储设备的存储容量，所以也可抑制成本的增加。而且，所述第1存储设备例如可以构成为通过使用槽等可以取出的结构。由此，可容易地实现存储容量的扩展等。

另外，本发明的存储装置具有：第1存储设备，是可以与主机之间进行数据的输入输出的非易失性存储设备，并且从所述主机看具备第1地址空间；第2存储设备，是可以进行数据的输入输出的非易失性存储设备，并且数据的故障产生率比所述第1存储设备低；和控制单元，从与所述第1地址空间相对应的数据中抽出一部分数据，并向所述第2存储设备中存储所述抽出的一部分数据。利用该结构，例如可向所述第2存储设备存储必需可靠性的数据。

而且，所述抽出的一部分数据例如是系统区域的数据或用于检测和纠正错误的代码数据。由此，可提高可靠性。这里，作为此前说明的所述第1存储设备的一个例子，例如可举出硬盘驱动器(HDD)，作为所述第2存储设备的一个例子，例如可举出闪速存储器驱动器(FMD)等可以以512字节的扇区单位、2048字节的簇单位进行存取的非易失性存储器。

另外，本发明的存储系统具有主机和存储装置。而且，所述主机包含：存储有处理程序的ROM；执行所述处理程序的CPU以及RAM；和控制器，控制所述主机与所述存储装置之间的数据的输入输出，所述存储装置包含：第1存储设备，是非易失性存储设备；第2存储设备，是非易失性存储设备，并且数据的故障产生率比所述第1存储设备低；和驱动器设定端子，用于由所述主机识别所述第1存储设备和所述第2存储设备。而且，在该结构中，存储在所述ROM中的所述处理程序具备如下功能：将分配有连续地址的所述存储装置的地址空间内的一部分地址空间分配给所述第2存储设备，并将除此以外的地址空间分配给所述第1存储设备。

即，构成为利用所述主机的处理程序来实现与本发明的存储装置中的所述第1控制单元同样的功能。因此，本发明的存储系统与上述本发明的存储装置同样地具备高可靠性及高速性的优点，另外，由于使用处理程序，所以认为，与设置所述第1控制单元相比，特别是在成本方面很有效。

如上所述，本发明的存储装置和存储系统特别有利于适用于必须具备高可靠性和高速性、并在物理振动等多的环境中使用的汽车导航系统等。

附图说明

图1是在本发明实施方式1的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。

图2是在本发明实施方式1的存储装置中，表示在图1所示的存储装置上连接了主机时的系统的一个例子的结构图。

图3是在本发明实施方式1的存储装置中，表示在决定由驱动器选择部预先定义的地址空间时使用的、系统的地址结构的一个例子的说明图。

图4是在本发明实施方式2的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。

图5是在本发明实施方式2的存储装置中，表示存储于硬盘驱动器(HDD)和非易失性存储器驱动器中的数据的关系的一个例子的说明图。

图6是在本发明实施方式3的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。

图7是在本发明实施方式3的存储装置中，表示硬盘驱动器(HDD)和非易失性存储器驱动器的容量的关系的说明图。

图8是在本发明实施方式4的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。

图9是在本发明实施方式4的存储装置中，表示电源监视电路的结构的一个例子的示意图。

图10是在本发明实施方式5的存储系统中，表示其结构的一个例子的示意图。

图11是在本发明实施方式5的存储系统中，表示图10的存储装置的地址空间以及存储在该地址空间中的内容的一个例子的说明图。

图12是在本发明实施方式5的存储系统中，表示通过将文件管理表等存储在非易失性存储器驱动器中而实现的效果的一个例子的说明图，(a)表示存储在非易失性存储器驱动器中的情况下的写入时间，(b)表示存储在硬盘驱动器中的情况下的写入时间。

图13是在本发明实施方式6的存储系统中，表示其结构的一个例子的示意图。

图14是在本发明实施方式7的存储装置中，表示其外形的一个例子的斜视图，(a)表示从正面侧看的情况，(b)表示从背面侧看的情况。

图15是在本发明实施方式7的存储装置中，表示图14的内部构造的一个例子的截面图。

图16是在本发明实施方式8的存储装置中，表示与图11不同的地址结构的一个例子的示意图。

具体实施方式

下面，根据附图详细说明本发明的实施方式。在用于说明实施方式的所有图中，原则上相同的部件使用相同的符号，并省略其重复说明。

(实施方式1)

图1是在本发明实施方式1的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。图2是在本发明实施方式1的存储装置中，表示在图1所示的存储装置上连接了主机时的系统的一个例子的结构图。

图1所示的存储装置例如由驱动器选择部1、硬盘驱动器(HDD)(第1存储设备)2、例如闪速存储器驱动器(FMD)等非易失性存储器驱动器(第2存储设备)3和接口(I/F)部4等构成。而且，在图2中，构成为在上述存储装置的接口部4上连接例如由CPU5和ATA(高级技术配件(AT Attachment))控制器6构成的主机。

上述硬盘驱动器(HDD)2在其内部具有磁存储介质和对其进行控制的控制器等，其控制方式根据作为接口标准的ATA标准来进行。上述非易失性存储器驱动器3例如在其内部具有闪速存储器和对其进行控制的控制器等，其控制方式也根据ATA标准来进行。上述ATA控制器6将上述CPU5的输入输出信号转换成ATA标准，并向上述存储装置进行输入输出。

这里，作为非易失性存储器驱动器3的一个例子举出的闪速存储器驱动器(FMD)在其内部包含NAND闪速产品或AND闪速产品等，可以以512字节的扇区单位或2048字节的簇单位进行存取。该闪速存储器驱动器(FMD)的数据故障产生率比上述硬盘驱动器(HDD)2低，可高速地动作。而且，该故障产生率的差异例如在汽车导航等存在物理冲击或振动的环境中更加明显。

上述驱动器选择部(第1控制单元)1具有如下功能：预先定义用于进行检测的地址空间，在从上述CPU5经由上述ATA控制器6接收到针对上述硬盘驱动器(HDD)2的指令时，如果此时的地址值包含在上述所定义的地址空间中，则不对上述硬盘驱动器2，而是对上述非易失性存储器驱动器3执行上述指令。

即，上述驱动器选择部1具备如下功能：以例如从上述ATA控制器6输入要进行传送的扇区数和传送的开始地址(例如柱面号、扇区号等)的信息、之后输入Read(读)或Write(写)命令等的情况为例，识别上述传送的开始地址，根据该开始地址是否包含在上述定义的地址空间中，使上述非易失性存储器驱动器3或上述硬盘驱动器(HDD)2其中之一进行Read或Write动作等。

由上述驱动器选择部1定义的地址空间根据用户所使用的系统的地址结构来确定。其定义手段可以是通过电路等使其固定，也可以是利用由寄存器进行的设定或开关等使其可变。这里，以用户所使用的系统的地址结构是图3的情况为例，说明上述定义的地址空间的一个例子。

图3是在本发明实施方式1的存储装置中，表示在决定由驱动器选择部预先定义的地址空间时使用的、系统的地址结构的一个例子的说明图。在图3中，示出例如主机向硬盘驱动器(HDD)2分配的地址空间(第1地址空间)的一个例子，在该地址空间内，从最低位地址0h向高位分配系统区域、数据区域。

上述系统区域包含主引导记录(MBR)、分区引导记录(PBR)、文件管理表(FAT1，2)以及目录信息(DIR)等涉及文件管理的数据、和分区(1)内的操作系统(O/S)以及应用程序等数据。上述数据区域包含分区(2)内的图像、声音等数据。而且，用于划分系统区域和数据区域的地址值为“××××h”。

在这样的情况下，通常，上述系统区域是连比特故障也不能允许的区域，上述数据区域是可允许少许比特故障的区域。因此，将上述“××××h”的值定义在上述驱动器选择部1中。然后，上述驱动器选择部1在从上述ATA控制器6输入的地址值包含在“0h～××××h”的空间内时，使上述非易失性存储器驱动器3动作，否则，使上述硬盘驱动器(HDD)2动作。

这样，虽然象通常那样，从主机对硬盘驱动器(HDD)2进行存取，但可通过存储装置自动地将系统区域的地址空间分配给非易失性存储器驱动器3。由此，可提高数据的可靠性或作为用户系统整体的可靠性等。

另外，一般情况下，上述系统区域的文件容量是比上述数据区域小的容量即可。因此，上述非易失性存储器驱动器3例如只要具备几百兆字节的容量即可。从而可抑制成本的增加。

如上所述，根据本发明实施方式1的存储装置，可以实现可以以实用的成本确保高可靠性的存储装置。

(实施方式2)

图4是在本发明实施方式2的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。图4所示的存储装置例如由备份控制部7、硬盘驱动器(HDD)2、例如闪速存储器驱动器(FMD)等非易失性存储器驱动器3和接口部4等构成。

除了上述备份控制部7以外的结构与上述图1相同，所以省略说明。上述备份控制部(第2控制单元)7具有作为输入信号的回避信号，并且具有如下功能：在输入了上述回避信号时，抽出上述硬盘驱动器(HDD)2内的一部分数据，向非易失性存储器驱动器3传送该抽出的数据。另外，相反，还具有将存储在非易失性存储器驱动器3中的数据传送给硬盘驱动器(HDD)2的功能。此时传送的数据为上述系统区域的数据。

即，分别存储于硬盘驱动器(HDD)2和非易失性存储器驱动器3中的数据的关系例如如图5所示。图5是在本发明实施方式2的存储装置中，表示存储于硬盘驱动器(HDD)和非易失性存储器驱动器中的数据的关系的一个例子的说明图。如图5所示，系统区域重复存储在硬盘驱动器(HDD)2和非易失性存储器驱动器3中，数据区域仅存储在硬盘驱动器(HDD)2中。

另外，上述回避信号由例如上述图2中示出的主机等根据需要输入。例如，主机一天一次或在断开系统电源等时产生上述回避信号。利用这些功能，例如在硬盘驱动器(HDD)2内的系统区域内的数据产生故障等时，可以参照上述非易失性存储器驱动器3，来恢复硬盘驱动器(HDD)2的系统区域内的数据。另外，与上述实施方式1中的说明相同，也可以通过成为系统区域中的数据，来抑制非易失性存储器驱动器3的成本。

如上所述，根据本发明实施方式2的存储装置，可以实现可以以实用的成本确保高可靠性的存储装置。

(实施方式3)

图6是在本发明实施方式3的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。图6所示的存储装置例如由代码数据检测部8、硬盘驱动器(HDD)2、例如闪速存储器驱动器(FMD)等非易失性存储器驱动器3和接口部4等构成。

除了上述代码数据检测部8以外的结构与上述图1相同，所以省略说明。上述代码数据检测部(第2控制单元)8例如如上述图2所示，将主机连接于接口部4，并且具备如下功能：在从该主机向硬盘驱动器(HDD)2输入了包含ECC(纠错码，Error Correcting Code)等错误检测及纠正代码的数据的情况下，仅抽出该代码数据的部分，并将该数据存储在上述非易失性存储器驱动器3中。

另外，在从上述主机向硬盘驱动器(HDD)2发出数据输出指令时，上述代码数据检测部向上述主机输出上述硬盘驱动器(HDD)2的数据和存储于上述非易失性存储器驱动器3中的、与该数据相对应的代码数据。利用这些功能，对于与硬盘驱动器(HDD)2内的全地址空间(第1地址空间)相对应的数据，可提高该数据的可靠性。

在上述硬盘驱动器(HDD)2的容量和上述非易失性存储器驱动器3的容量中，如图7所示，可以使非易失性存储器驱动器3的容量充分小。图7是在本发明实施方式3的存储装置中，表示硬盘驱动器(HDD)和非易失性存储器驱动器的容量的关系的说明图。在图7中，例如在硬盘驱动器(HDD)2的容量为10G字节、在非易失性存储器驱动器3中存储ECC数据时，非易失性存储器驱动器3的容量为156M字节左右就足够。因此，可抑制非易失性存储器驱动器3的成本。

如上所述，根据本发明实施方式3的存储装置，可以实现可以以实用的成本来确保高可靠性的存储装置。

(实施方式4)

图8是在本发明实施方式4的存储装置中，表示其结构的一个例子的示意图。图8所示的存储装置例如由电源监视部9、文件管理信息检测部10、硬盘驱动器(HDD)2、例如闪速存储器驱动器(FMD)等非易失性存储器驱动器3和接口部4构成。

除了上述电源监视部9和文件管理信息检测部10以外的结构与上述图1相同，所以省略说明。上述电源监视部9例如在内部装载比较器、电容器及升压电路等，并且具有如下功能：在发生停电等突然的电源断开时，通过如图9所示的电源监视电路切断电源，输出检测信号，并利用积蓄在电容器中的电荷，使电源电压持续一定时间。

上述文件管理信息检测部10(第2控制单元)例如具有检测从连接于上述接口部4上的主机输入的文件管理信息(例如，图3中的FAT1，2，DIR等)、并暂时保持该信息的功能。并且，上述文件管理信息检测部10具有如下等的功能：在从上述电源监视部9接收到检测信号时，利用上述持续一定时间的电源电压，将上述暂时保持的信息存储在非易失性存储器驱动器3中。

在硬盘驱动器(HDD)2中，在上述文件管理信息的写入等时，当发生突然的电源断开等时，很可能出现该文件管理信息损坏的情况。这样，就考虑会有完全不能对上述硬盘驱动器(HDD)2进行操作、引起系统故障等的可能性。因此，在突然的电源断开时，也可通过在非易失性存储器驱动器3中确实地保持文件管理信息，在某种程度上避免这样的系统故障。即，可提高系统的可靠性。

(实施方式5)

图10是在本发明实施方式5的存储系统中，表示其结构的一个例子的示意图。图10所示的存储系统构成为，相对于例如图1及图2中所示的存储装置，在主机侧具备与其驱动器选择部1相同的功能，另外，在存储装置内追加驱动器设定端子。

即，图10所示的存储系统由主机50和存储装置51构成，主机50例如具有CPU5、SDRAM等RAM50a、ATA控制器6、总线50b和存储有具备与上述驱动器选择部1同样功能的程序(地址管理程序)的ROM50c等，存储装置51例如具有硬盘驱动器(HDD)2、闪速存储器驱动器(FMD)等非易失性存储器驱动器3、接口(I/F)部4和驱动器设定端子51a等。ROM50c例如是NOR型闪速存储器等，可与CPU5之间进行字节单位或字单位等的存取。

上述驱动器设定端子51a是将硬盘驱动器(HDD)2和非易失性存储器驱动器3其中的一个设定成主设备，将另一个设定成从属设备，以使主机50可分别识别各驱动器的端子。上述地址管理程序例如由设备驱动器等来实现，具备以下功能：向非易失性存储器驱动器3分配被分配有连续地址的上述存储装置51的地址空间内、形成某一定地址值以下的空间的一部分地址空间，向硬盘驱动器(HDD)2分配除此以外的、形成超过上述某一定地址值的空间的另一部分地址空间。另外，地址管理程序的作用是：识别这些被分配的地址空间与非易失性存储器驱动器3和硬盘驱动器(HDD)2各自的物理地址的对应，在向存储装置51发送指令时，向I/F部4输入物理地址。

可是，虽然上述非易失性存储器驱动器3中存储的内容如上述图3中说明的那样是系统区域的内容，但在其中，特别是如图11所示，还存储文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)，从而可实现高速化。另外，其效果在上述实施方式1的存储装置等中也同样。下面对其进行说明。

图11是在本发明实施方式5的存储系统中，表示图10的存储装置的地址空间以及存储在该地址空间中的内容的一个例子的说明图。在图11中，在连续的地址空间中，向闪速存储器驱动器(FMD)分配“0h”～“nh”，向硬盘驱动器(HDD)2分配“n+1h”～“mh”。然后，在闪速存储器驱动器(FMD)中存储文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)。

在该文件管理表(FAT1，2)中例如存储有作为闪速存储器驱动器(FMD)或硬盘驱动器(HDD)2的最小存储单位的扇区与作为O/S等的最小管理单位的、由多个扇区构成的簇之间的关系等。另外，在目录信息(DIR)中例如记录有文件名、扩展符、大小、更新日期、起始簇号等信息。因此，在O/S等对存储装置51进行数据的读出/写入时，依次参照该文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)。

但是，在硬盘驱动器(HDD)2中存储该文件管理表(FAT1，2)等的情况下，由于其查找时间或检索时间，动作速度降低。因此，如果将该文件管理表(FAT1，2)等存储在闪速存储器驱动器(FMD)中，则可解决这样的问题，并且如图12所示，可谋求高速化。

图12是在本发明实施方式5的存储系统中，表示通过将文件管理表等存储在非易失性存储器驱动器中而实现的效果的一个例子的说明图，(a)表示存储在非易失性存储器驱动器中的情况下的写入时间，(b)表示存储在硬盘驱动器中的情况下的写入时间。在图12(a)(b)中，利用133M字节/秒的超级DMA(U1tra-DMA(直接存储器存取，Direct Memory Access))传送，从RAM50a对硬盘驱动器(HDD)2进行100K字节的数据写入，在该写入前后，在CPU5和硬盘驱动器(HDD)2之间产生PIO(程序I/O(Program I/O))传送。

在图12(b)中，文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)位于硬盘驱动器(HDD)2中，在这些信息的PIO传送中分别需要10ms左右的时间。由此，100K字节的写入时间为71.1ms左右。另一方面，在图12(a)中，文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)位于闪速存储器驱动器(FDM)中，这些信息的PIO传送分别为0.01ms～0.2ms即可。由此，100K字节的写入时间为17.8ms左右，与图12(b)相比，可实现4倍左右的高速化。

另外，认为在读出时也可得到同样的效果，可预计3～4倍左右的高速化。另外，在电源接通/断开时，由于对硬盘驱动器(HDD)2的存取尤其集中，所以高速化的效果更为明显，从而可大幅度地缩短O/S的起动时间等。

这样，通过在非易失性存储器驱动器3中存储文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)，可实现高速化。并且，在此基础上，通过存储图3的主引导记录(MBR)或分区引导记录(PBR)等，还可得到高可靠性。而且认为，文件管理表(FAT1，2)和目录信息(DIR)、以及主引导记录(MBR)或分区引导记录(PBR)等涉及文件管理的数据的容量小于或等于128M字节即可。因此，在非易失性存储器驱动器3中不包含O/S或应用程序、仅存储该涉及文件管理的数据的情况下，也可实现高可靠性及高速化，并且，由于容量可以较小，所以可抑制成本的增加。

另外，图10的存储系统与图2所示的、具备图1的存储装置的结构相比，由于不需要图1的驱动器选择部1等硬件，所以特别是在成本方面可以说容易实现。

(实施方式6)

图13是在本发明实施方式6的存储系统中，表示其结构的一个例子的示意图。图13所示的存储系统是相对于图10的存储系统，不在存储装置51上设置非易失性存储器驱动器3，而是在主机50上设置AND、NAND型闪速存储器等可进行扇区单位的存取的非易失性存储器装置50d的例子。另外，图13的存储系统由于不特别需要图10的驱动器设定端子51a，所以不具备该驱动器设定端子51a。

根据该图13的结构，如在实施方式5中的说明，在仅将涉及文件管理的数据存储在非易失性存储器驱动器3中的情况下，是特别有效的结构。即，由于必要的存储容量可以较小，所以即使不使用闪速存储器驱动器(FMD)等设备，也可通过向主机50上安装非易失性存储器设备51a来处理。从而可节省空间，另外，可使用通常广泛使用的设备作为存储装置51。

(实施方式7)

图14是在本发明实施方式7的存储装置中，表示其外形的一个例子的斜视图，(a)表示从正面侧看的情况，(b)表示从背面侧看的情况。图15是本发明实施方式7的存储装置中，表示图14的内部构造的一个例子的截面图。图14及图15示出的存储装置例如是图10示出的存储装置51的部分。其大小例如是100mm×70mm×9.5mm左右，与通常已知的2.5英寸大小的硬盘驱动器的大小几乎相同。因此，可使图14的存储装置适合于通常广泛使用的存储系统内的存储装置的设置空间。

而且，在其外形的正面侧，如图14(a)所示，具有硬盘驱动器(HDD)2插入用的槽14a，在其背面侧，例如具有IDE(集成设备电子器件，Integrated Drive Electronics)接口用的连接器作为I/F部4。另外，该内部构造如图15所示，例如在夹持基板15a的上部设置闪速存储器驱动器(FMD)，在下部设置2.5英寸大小的硬盘驱动器(HDD)2。

另外，硬盘驱动器(HDD)2或闪速存储器驱动器(FMD)的配线经由基板15a连接于I/F部4。这里是以图10示出的存储装置51为例，但对于此前的实施方式中叙述的其他存储装置，也可以用同样的结构来实现。例如，在图1的存储装置中，可以在该基板15a上安装驱动器选择部1。

该硬盘驱动器(HDD)2可从槽14a取下。由此，例如在需要进行存储容量的扩展等的情况下，可以更换硬盘驱动器(HDD)2。另外，在插入设备(組み込み機器)等中，在不存在CD-ROM等外部输入的情况下，也可通过取下硬盘驱动器(HDD)2，来容易地进行应用程序的追加或版本升级等。并且，图14的存储装置可使用记录媒体作为可更换的可移动存储器。这时，由于取下的存储媒体不包含文件管理表(FAT1，2)等涉及文件管理的数据，所以不容易解读其内容，从而具备机密性。

另外，在图14及图15中，从机密性的保持、或由于重复拔出和插入而导致故障的可能性等方面考虑，闪速存储器驱动器(FMD)形成不能取下的结构，但如果上述情况不特别成问题，则也可形成对该闪速存储器驱动器(FMD)也设置槽的结构。

(实施方式8)

图16是在本发明实施方式8的存储装置中，表示与图11不同的地址结构的一个例子的示意图。在图16中，示出闪速存储器驱动器(FMD)的地址空间、硬盘驱动器(HDD)2的地址空间和图1中示出的驱动器选择部1。而且，将硬盘驱动器(HDD)2内的、例如涉及文件管理的数据(MBR、FAT1，2、DIR等)存储在闪速存储器驱动器(FMD)中。

这样的地址空间例如如下形成。首先，对硬盘驱动器(HDD)2进行格式化，在硬盘驱动器(HDD)2内形成涉及文件管理的数据区域。之后，例如在插入设备的用途等中，将应用程序等安装在硬盘驱动器(HDD)2中。接着，将该涉及文件管理的数据区域复制到闪速存储器驱动器(FMD)中。然后，擦除硬盘驱动器(HDD)2内的涉及文件管理的数据区域。

这里，假定针对这样形成的地址空间，从主机向硬盘驱动器(HDD)2输入针对某物理地址的指令的情况。这种情况下，如果该地址空间在“0h”～“nh”内，则驱动器选择部1向FMD部传递该物理地址和指令，如果该地址空间在“n+1h”～“mh”内，则向HDD部传递该物理地址和指令。

利用这样的结构，从此前的说明可知，也可实现高可靠性和高速化。而且，这种情况下，由于可原样使用HDD的物理地址，所以驱动器选择部1的功能结构变得容易。另外，该驱动器选择部1的功能与图10的情况相同，可利用地址管理程序来实现。

以上根据实施方式具体地说明了本发明的发明人作出的发明，但本发明当然不限于上述实施方式，在不脱离其精神实质的范围内可进行各种变更。

例如，在本发明实施方式1等的说明中，作为要求可靠性的数据，以系统区域的数据为例，但也可以任意选择由驱动器选择部1检测出的地址空间，依据用户的必要性，在非易失性存储器驱动器3中存储极为重要的数据等。

另外，例如，在此前的说明中，使用包含IDE的ATA接口，但对SCSI接口等也可同样适用。

简单说明利用本申请所公开的发明中的代表性发明所得到的效果如下：

(1)可实现一种存储装置和存储系统，可以自动地在非易失性存储器驱动器中存储从主机对硬盘驱动器(HDD)进行存取的数据内、系统区域的数据或涉及文件管理的数据。

(2)可实现一种存储装置，可以自动地在非易失性存储器驱动器中存储从主机对硬盘驱动器(HDD)进行存取的数据内、ECC的数据。

(3)通过上述(1)，可以以实用的成本来实现具备高速性的存储装置和存储系统。

(4)通过上述(1)～(2)，可以以实用的成本来实现具备高可靠性的存储装置和存储系统。

产业上的可利用性

本发明的存储装置和存储系统可适用于使用硬盘的汽车导航系统或录像及录音系统等插入设备，且不限于此，可广泛适用于以个人计算机为代表的、包含硬盘的全部系统。

Claims (21)

1.一种存储装置，与包括执行程序的CPU和控制信息输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：

所述存储装置构成为具有被收容在一个框体内的第1和第2非易失性存储设备、以及控制与主机之间的数据的输入输出的控制单元，所述第2非易失性存储设备能够比所述第1非易失性存储设备更高速地动作；

所述第1非易失性存储设备构成包括存储系统信息的区域和存储数据的区域的地址空间，所述第2非易失性存储设备构成至少存储文件管理信息的区域；

所述第2非易失性存储设备在主机侧的电源切断时，也保持所述文件管理信息；

所述控制单元具有以下功能：在所述主机产生针对所述地址空间内的地址的指令时，在该地址包含在所述地址空间内的预先定义的一部分地址空间内的情况下，使所述第2非易失性存储设备执行所述指令，在所述主机侧的电源接通时和电源切断时，参照存储在所述第2非易失性存储设备中的所述文件管理信息，进行读出、写入控制。

2.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于：

所述预先定义的一部分地址是指定文件管理信息存储区域的地址。

3.根据权利要求2所述的存储装置，其特征在于：

所述第2非易失性存储设备的容量小于或等于128M字节。

4.根据权利要求3所述的存储装置，其特征在于：

所述框体在其内部设置有槽，所述第1非易失性存储设备能够从所述槽中取出。

5.根据权利要求4所述的存储装置，其特征在于：

所述第1非易失性存储设备是硬盘驱动器(HDD)，

所述第2非易失性存储设备是NAND型或AND型闪速存储器。

6.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于：

所述存储装置用作汽车导航系统的存储介质。

7.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于：

所述第1和第2非易失性存储设备构成为能够以扇区单位或簇单位动作。

8.一种存储装置，与包括执行程序的CPU和控制信息输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：

所述存储装置构成为具有被收容在一个框体内的第1和第2非易失性存储设备、以及控制与主机之间的数据的输入输出的控制单元，所述第2非易失性存储设备能够比所述第1非易失性存储设备更高速地动作；

所述第1非易失性存储设备构成包括存储系统信息的区域和存储数据的区域的地址空间，所述第2非易失性存储设备构成至少存储文件管理信息的区域；

所述第2非易失性存储设备在主机侧的电源切断时，也保持所述文件管理信息；

所述控制单元具有以下功能：在从所述主机向所述地址空间传送来信息时，抽出文件管理信息，并在所述第2非易失性存储设备中存储所述文件管理信息，在所述主机侧的电源接通时和电源切断时，参照存储在所述第2非易失性存储设备中的所述文件管理信息，进行读出、写入控制。

9.根据权利要求8所述的存储装置，其特征在于：

在从所述主机向所述地址空间传送来信息时，所述控制单元抽出用于检测和纠正错误的代码数据，并存储在所述第2非易失性存储设备中。

10.根据权利要求9所述的存储装置，其特征在于：

所述第1非易失性存储设备是硬盘驱动器(HDD)，

所述第2非易失性存储设备是NAND型或AND型闪速存储器。

11.根据权利要求10所述的存储装置，其特征在于：

所述存储装置还具有：控制与所述主机的电源线的连接的开关单元；在从所述主机供给了电力时积蓄电荷的电荷积蓄部；和在所述存储装置工作时检测所述主机侧的电源切断的电源监视单元，

所述存储装置构成为进行如下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述文件管理信息写入所述第2非易失性存储设备。

12.一种具有主机和存储装置的存储系统，其特征在于：

所述存储装置包括：第1存储设备，是非易失性存储设备，并且能够以扇区单位动作，

所述主机包括：存储有处理程序的ROM；执行所述处理程序的CPU以及RAM；控制器，控制所述主机与所述存储装置之间的数据的输入输出；和非易失性存储器设备，其数据的故障产生率比所述第1存储设备低，能够高速地动作，能够以扇区单位动作，并且存储与针对所述第1存储设备的文件管理有关的数据，

存储在所述ROM中的所述处理程序具有以下功能：在对所述第1存储设备进行存取时，参照存储在所述非易失性存储器设备中的、与所述文件管理有关的数据。

13.根据权利要求12所述的存储系统，其特征在于：

所述存储系统是汽车导航系统。

14.根据权利要求12所述的存储系统，其特征在于：

在所述第1存储设备中存储整个系统，并将一部分地址空间的数据复制到非易失性存储器设备中，然后擦除第1存储设备中的该地址空间的数据。

15.一种存储装置，与至少包括执行程序的CPU和控制数据输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：

所述存储装置构成为具有包括大容量磁存储介质的第1存储介质、包括非易失闪速存储器的第2存储介质、控制单元、以及检测工作时来自所述主机侧的电源供给切断的电源监视单元，并且由所述主机的电源线供给的电力驱动；

所述控制单元构成为，将预先定义的系统区域的信息双重存储在分别分配给所述第1存储介质和所述第2存储介质的对应的地址空间内，并且在针对来自所述主机的存取包含有所述预先定义的系统区域的地址值时，对所述第2存储介质执行指令；

所述控制单元还构成为，从所述主机供给的信息中检测出文件管理信息，暂时保持所检测出的文件管理信息，并且，响应于来自所述电源监视单元的信号，将所述文件管理信息写入所述非易失闪速存储器；

所述存储装置还具有：控制与所述电源线的连接的开关单元、以及在从所述主机供给了电力时利用该电力积蓄电荷的电荷积蓄部；

所述存储装置构成为进行如下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述控制单元暂时保持的所述文件管理信息写入所述非易失闪速存储器。

16.一种存储装置，与至少包括执行程序的CPU和控制数据输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：

所述存储装置构成为具有大容量的第1非易失性存储介质、比该第1非易失性存储介质更高速地动作的第2非易失性存储介质、控制单元、以及检测工作时来自主机侧的电源供给切断的电源监视单元，并且由所述主机的电源线供给的电力驱动；

所述控制单元构成为进行以下控制：响应于回避信号，将预先定义的系统区域的信息在所述第1非易失性存储介质和所述第2非易失性存储介质之间相互传送，并且双重存储在分别分配的对应的地址空间内；

所述控制单元还构成为，从所述主机供给的信息中检测出文件管理信息，暂时保持所检测出的文件管理信息，并且，响应于来自所述电源监视单元的信号，将所述文件管理信息写入所述第2非易失性存储介质；

所述存储装置还具有：控制与所述主机的所述电源线的连接的开关单元、以及在从所述主机供给了电力时利用该电力积蓄电荷的电荷积蓄部；

所述存储装置构成为进行如下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述控制单元暂时保持的所述文件管理信息写入所述第2非易失性存储介质。

17.一种存储装置，与至少包括执行程序的CPU和控制数据输入输出的控制器的主机连接来使用，其特征在于：

所述存储装置构成为具有包括大容量磁存储介质的第1存储介质、包括非易失闪速存储器的第2存储介质、控制单元、以及检测工作时来自所述主机侧的电源供给切断的电源监视单元，并且由所述主机的电源线供给的电力驱动；

所述第1存储介质设定有存储包括在所述主机上执行的OS和应用程序的系统区域的地址空间和存储数据的地址空间，所述第2存储介质具备存储所述系统区域的足够的存储容量，并且设定有与所述第1存储介质中的存储系统区域的地址空间相对应的地址空间；

所述控制单元构成为进行以下控制：响应于回避信号，从所述第1存储介质和所述第2存储介质中分别抽出所述系统区域的数据，并传送到另一方的对应的地址空间中，由此将所述系统区域的信息存储在所述第1存储介质和所述第2存储介质两者中；

所述控制单元还构成为，在针对所述主机对所述第1存储介质的存取包含有预先定义的系统区域的地址值时，对所述第2存储介质执行指令，并且，从所述主机供给的信息中检测出文件管理信息，暂时保持所检测出的文件管理信息，并且，响应于来自所述电源监视单元的信号，将所述文件管理信息写入所述第2存储介质；

所述存储装置还具有：控制与所述电源线的连接的开关单元、以及在从所述主机供给了电力时利用该电力积蓄电荷的电荷积蓄部；

所述存储装置构成为进行以下控制：在所述电源监视单元检测出所述主机侧的电源切断时，使所述开关单元工作，从所述电源线断开所述存储装置，在检测出所述电源切断之前，利用积蓄在所述电荷积蓄部中的电荷，将所述控制单元暂时保持的所述文件管理信息写入所述第2存储介质。

18.根据权利要求17所述的存储装置，其特征在于：

构成为以相互相同的接口标准从所述主机对所述第1存储介质和第2存储介质进行存取。

19.根据权利要求18所述的存储装置，其特征在于：

所述接口标准遵循ATA标准。

20.根据权利要求19所述的存储装置，其特征在于：

构成为向所述第2存储介质的写入以512字节单位进行。

21.一种存储系统，由连接了如权利要求20所述的存储装置的主机构成。

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