CN101488075A - 高速快闪存储器储存装置 - Google Patents
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Abstract
一种高速快闪存储器储存装置，其控制器包括依序连接的PCIe(PCIexpress)实体层、PCIe驱动器、虚拟USB主机控制单元、USB装置控制单元以及快闪存储器控制单元，该快闪存储器控制单元连接至少一快闪存储器。其中，虚拟USB主机控制单元是通过一USB软件以控制其内部的一暂存器，下命令给一有限状态机，该有限状态机依据该命令，指挥一虚拟USB接口电路以分辨并传送PCIe驱动器的讯号至USB装置控制单元，藉此，可同时使用PCIe传输接口及USB作业平台，以增进作业效能。实施时，本发明更可包括一USB实体层及一开关切换模块，经由该开关切换模块以切换使用PCIe或USB传输接口。
Description
技术领域
本发明是有关一种储存装置，尤指一种同时具有PCIe传输接口及USB作业平台，而可使USB装置达到PCIe传输速度的高速快闪存储器储存装置。
背景技术
对于存取装置而言，为了达到更快的速度，在传输接口上，一是通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)接口已由USB1.1提升至USB2.0，而另一种外部设备互联总线(PCI，Peripheral Component Interconnect)传输接口则提升至PCIe(PCI express，高速PCI)传输接口。
请参阅图4所示，其为一般使用USB传输接口的记忆存取装置的架构图，主要是以一USB总线a与一主机a1连接，经由一USB实体层a2将主机a1的讯号传送至USB装置控制单元a3后，以一快闪存储器控制单元a4控制主机a1资料写入快闪存储器a5，或由快闪存储器a5读取资料。
请参阅图5所示，其为一般使用PCIe传输接口的存取装置的架构图，主要是以一PCIe总线b与一主机b1连接，经由一PCIe实体层b2将主机b1的讯号传送至PCIe驱动器b3后，连接一网路卡或一电视卡等周边应用单元b4。
上述USB接口若为USB2.0规格，其存取资料的最高传输速度为480Mbps，而PCIe传输接口在双单工(Dual-Simpex)的模式下，则可达到2.5Gbps的传输速度。显然的，使用PCIe的传输接口可以大幅提升资料存取速度。但是，USB2.0接口在使用上已相当普遍，其装置上层的驱动程序大都已内建在电脑的主要作业系统中；而以PCIe存取装置的架构而言，PCIe基本上是为一区域总线(localbus)结构，虽然各PCIe装置具有相同的传输接口，但每一种装置必须搭配一驱动程序，当相匹配的驱动程序缺少或遗失时，该PCIe装置即无法运作。
而目前常见的扩展卡(ExpressCard)虽然已取代传统的并行总线，让输入/输出(I/O)装置拥有两种可调整、高速的串行接口——PCIe和USB2.0。扩展卡(ExpressCard)开发人员可以使用PCIe为他们最高效能的应用建立模块，或使用USB来充分运用USB芯片业目前已提供的各种不同装置。但在实际使用上，仍然是二种独立的系统，并不能同时兼具USB2.0及PCIe的优点。
有鉴于此，为了改善上述的缺点，使高速快闪储存装置不仅能具有PCIe传输接口的高速传输速度，且可使用与USB作业平台相容的驱动程序，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。
发明内容
本发明的主要目的在提供一种高速快闪存储器储存装置，通过以一虚拟USB主机控制单元以连接PCIe接口与USB作业平台的结构，能达到PCIe接口的高速资料传输速度，且可同时使用USB传输接口相容的驱动程序，以提高作业效能。
本发明的次要目的在提供一种高速快闪存储器储存装置，通过以一开关切换模块切换使用PCIe接口或USB传输接口的结构，能让使用者在使用时更具有弹性。
为达上述发明的目的，本发明所设的高速快闪存储器储存装置，包括一控制器及至少一快闪存储器，该控制器包括一PCIe实体层、一PCIe驱动器、一虚拟USB主机控制单元、一USB装置控制单元以及一快闪存储器控制单元。其中，该PCIe实体层是经由一PCIe总线(PCI express bus)与一主机连接，供接收主机所传送的讯号；该PCIe驱动器是与PCIe实体层连接；该虚拟USB主机控制单元是连接PCIe驱动器，其包括相互连接的一暂存器、一有限状态机(finitestate machine)及一虚拟USB接口电路(virtual USB bus wrapper)，暂存器是通过一USB软件的控制，下命令给有限状态机，而有限状态机是依据该命令，指挥虚拟USB接口电路以分辨并传送PCIe驱动器的讯号至USB装置控制单元；该USB装置控制单元是连接虚拟USB接口电路，供接收PCIe驱动器所输出的讯号；而该快闪存储器控制单元是分别连接USB装置控制单元及至少一快闪存储器，供控制主机资料的存取。
实施时，本发明更包括一USB实体层及一开关切换模块。该USB实体层是经由一USB总线与一主机连接，供接收主机所传送的讯号，该USB实体层包括一USB接口侦测单元，供主动发出重置讯号(reset signal)以侦测USB总线是否连接主机；而该开关切换模块是分别连接USB实体层及USB装置控制单元，供该USB总线连接主机时，切换使用USB传输接口。
实施时，上述PCIe实体层更包括一PCIe接口侦测单元，供主动发出重置讯号以侦测PCIe总线是否连接主机。而该开关切换模块的一端连接PCIe实体层及USB实体层，另端连接PCIe驱动器及USB装置控制单元，供切换使用PCIe或USB传输接口。
因此，本发明具有以下的优点：
1、本发明不但能达到PCIe接口的高速资料传输速度，且可使用与USB作业平台相容的驱动程序，以提高作业效能。
2、本发明不但可使用PCIe传输接口及USB作业平台，达到2.5Gbps的传输速度，且可切换使用USB传输接口及USB作业平台，以达到480Mbps的传输速度，在使用上相当方便且具有弹性。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的结构方块示意图；
图2是本发明的第二实施例的结构方块示意图；
图3是本发明的第三实施例的结构方块示意图；
图4是现有技术USB2.0接口记忆存取装置的架构图；
图5是现有技术PCIe接口存取装置的架构图。
附图标记说明：1-高速快闪存储器储存装置；2-控制器；21-USB实体层；211-USB接口侦测单元；22-开关切换模块；23-USB总线；3-PCIe实体层；31-PCIe总线；32-主机；33-PCIe接口侦测单元；4-PCIe驱动器；5-虚拟USB主机控制单元；51-暂存器；52-有限状态机；53-虚拟USB接口电路；6-USB装置控制单元；61-虚拟USB总线；7-快闪存储器控制单元；8-缓冲存储器管理单元；81-微处理单元；82-随机存取存储器/只读存储器；83-缓冲存储器；9-PCIe快闪存储器；
a-USB总线；a1-主机；a2-USB实体层；a3-USB装置控制单元；a4-快闪存储器控制单元；b-PCIe总线；b1-主机；b2-PCIe实体层；b3-PCIe驱动器；b4-周边应用单元。
具体实施方式
请参阅图1所示，其为本发明高速快闪存储器储存装置1的第一实施例，包括一控制器2及至少一快闪存储器9，该控制器2包括一PCIe(PCI express)实体层3、一PCIe驱动器4、一虚拟USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)主机控制单元5、一USB装置控制单元6、一快闪存储器控制单元7、一缓冲存储器管理单元8、一微处理单元81及一随机存取存储器/只读存储器82(RAM/ROM)。
该PCIe(高速外部设备互联总线Peripheral Component Interconnectexpress)实体层3是为硬件建立的线路，其经由一PCIe总线31(PCI express bus)与一主机32(Host)连接，供接收主机32所传送的讯号；而该PCIe驱动器4是为提供逻辑功能或逻辑操作动作的逻辑线路，其与PCIe实体层3连接。
该虚拟USB主机控制单元5是与PCIe驱动器4连接，包括相互连接的暂存器51(Register)、有限状态机52(finite state machine)及虚拟USB接口电路53(virtual USB bus wrapper)。其中，该暂存器51是为暂时而快速存取的记忆储存空间，以储存处理过程中的资料或是指令，其是经由一内建的USB软件的控制，下命令给有限状态机52，该有限状态机52接收上述命令后，依据该命令以指挥虚拟USB接口电路53，以分辨并传送PCIe驱动器的讯号。
该USB装置控制单元6是以一虚拟USB总线61(virtual USB bus)与虚拟USB接口电路53连接，供接收PCIe驱动器4所传送的讯号。
该快闪存储器控制单元7是分别连接USB装置控制单元6及快闪存储器9，供控制主机32资料的存取。该缓冲存储器管理单元8是与USB装置控制单元6及快闪存储器控制单元7连接，供管理一缓冲存储器83对于虚拟USB主机控制单元5所传送资料的存取，而该微处理单元81是分别与USB装置控制单元6、快闪存储器控制单元7、缓冲存储器管理单元8及RAM/ROM82连接，以经快闪存储器控制单元7将资料写入快闪存储器9，或读取快闪存储器9中的资料。
实施时，主机32发出读取或写入资料的讯号时，其命令、位址及资料将通过PCIe实体层3、PCIe驱动器4，并透过虚拟USB主机控制单元5分辨并传送给USB装置控制单元6，经由该USB装置控制单元6将读取或写入资料的请求传送给快闪存储器控制单元7，以控制快闪存储器9内相对应地址的资料的读取或写入。
请参阅图2所示，其为本发明高速快闪存储器储存装置1的第二实施例，其中，该控制器2更包括一USB实体层21及一开关切换模块22。
该USB实体层21是经由一USB总线23与一主机32连接，供接收主机32传送的讯号，该USB实体层21包括一USB接口侦测单元211，而该开关切换模块22是分别连接USB实体层21及USB装置控制单元6。
实施时，该USB接口侦测单元211可主动发出重置讯号(reset signal)以侦测USB总线23是否连接主机32。当侦知该USB总线23确实已连接一主机32时，开关切换模块22即作动，使USB实体层21与USB装置控制单元6连接，从而使USB装置控制单元6及快闪存储器控制单元7所形成的USB作业平台可使用USB的传输接口。
另，该PCIe实体层3包括一PCIe接口侦测单元33，其亦可主动发出重置讯号以侦测PCIe总线31是否连接主机32，以使用PCIe的传输接口及USB作业平台。
请参阅图3所示，其为本发明高速快闪存储器储存装置1的第三实施例，其与第二实施例的不同之处在于：该开关切换模块22的一端连接PCIe实体层3及USB实体层21，另端连接PCIe驱动器4及USB装置控制单元6，同样可自动切换使用PCIe或USB传输接口，并共用一USB作业平台。
因此，本发明具有以下的优点：
1、本发明不但能达到PCIe接口的高速资料传输速度，且可使用与USB作业平台相容的驱动程序，以提高作业效能。
2、本发明不但可使用PCIe传输接口及USB作业平台，达到2.5Gbps的传输速度，且可切换使用USB传输接口及USB作业平台，以达到480Mbps的传输速度，在使用上相当方便且具有弹性。
综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到发明的预期目的，提供一种不仅具有PCIe传输接口的高速传输速度，且可使用与USB作业平台相容的驱动程序的高速快闪存储器储存装置，极具产业上利用的价值，依法提出发明专利申请。
以上所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术手段，根据本文的揭露或教导可衍生推导出许多的变更与修正，若依本发明的构想所作的等效改变，其所产生的作用仍未超出说明书及图式所涵盖的实质精神时，均应视为落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1、一种高速快闪存储器储存装置，其特征在于，包括一控制器及至少一快闪存储器，该控制器包括：
一PCIe实体层，是经由一PCIe总线与一主机连接，供接收主机所传送的讯号；
一PCIe驱动器，是与PCIe实体层连接；
一虚拟USB主机控制单元，是连接PCIe驱动器，该虚拟USB主机控制单元包括相互连接的一暂存器、一有限状态机及一虚拟USB接口电路，供分辨并传送PCIe驱动器的讯号；
一USB装置控制单元，是连接虚拟USB接口电路，供接收PCIe驱动器所输出的讯号；以及
一快闪存储器控制单元，是分别连接USB装置控制单元及至少一快闪存储器，供控制主机资料的存取。
2、根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于，该PCIe驱动器是为提供逻辑功能或逻辑操作动作的逻辑线路。
3、根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于，该暂存器是通过一USB软件的控制，下命令给有限状态机，该有限状态机依据该命令，指挥虚拟USB接口电路以分辨并传送PCIe驱动器的讯号至USB装置控制单元。
4、根据权利要求1所述的储存装置，其特征在于，该USB装置控制单元与虚拟USB接口电路是以一虚拟USB总线连接。
5、根据权利要求1或4所述的储存装置，其特征在于，还包括一缓冲存储器管理单元、一微处理单元及一随机存取存储器/只读存储器(RAM/ROM)，其中，该缓冲存储器管理单元是与USB装置控制单元及快闪存储器控制单元连接，供管理该缓冲存储器对于虚拟USB主机控制单元所传送资料的存取，而该微处理单元是分别与USB装置控制单元、快闪存储器控制单元、缓冲存储器管理单元及随机存取存储器/只读存储器连接，以经快闪存储器控制单元将资料写入快闪存储器，或由快闪存储器读取。
6、一种高速快闪存储器储存装置，包括一控制器及至少一快闪存储器，该控制器包括：
一PCIe实体层，是经由一PCIe总线与一主机连接，供接收主机所传送的讯号；
一PCIe驱动器，是与PCIe实体层连接；
一虚拟USB主机控制单元，是连接PCIe驱动器，该虚拟USB主机控制单元包括相互连接的一暂存器、一有限状态机及一虚拟USB接口电路，供分辨并传送PCIe驱动器的讯号；
一USB装置控制单元，是连接虚拟USB接口电路，供接收PCIe驱动器所输出的讯号；
一快闪存储器控制单元，是分别连接USB装置控制单元及至少一快闪存储器，供控制主机资料的存取；
一USB实体层，是经由一USB总线与一主机连接，供接收主机所传送的讯号，该USB实体层包括一USB接口侦测单元，供主动发出重置讯号以侦测USB总线是否连接主机；以及
一开关切换模块，是分别连接USB实体层及USB装置控制单元，供该USB总线连接主机时，切换使用USB传输接口。
7、根据权利要求6所述的储存装置，其特征在于，该PCIe实体层还包括一PCIe接口侦测单元，供主动发出重置讯号以侦测PCIe总线是否连接主机。
8、根据权利要求6所述的储存装置，其特征在于，该开关切换模块的一端连接PCIe实体层及USB实体层，另端连接PCIe驱动器及USB装置控制单元，供切换使用PCIe或USB传输接口。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN104021809A (zh) * | 2013-03-01 | 2014-09-03 | 鸿富锦精密电子(天津)有限公司 | Usb存储器 |
| CN106407145A (zh) * | 2015-08-03 | 2017-02-15 | 联想(北京)有限公司 | 接口访问方法、系统及存储卡 |
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2008
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