CN101980159A - U盘固件的更新装置及更新方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种U盘固件的更新装置，包括装置本体、切换开关、宿主端接口和设备端接口，宿主端接口与USB主机连接，设备端接口与U盘连接，切换开关控制更新装置在第一连接方式与第二连接方式之间切换，装置本体根据切换开关的指令，在USB主机与U盘之间具体实现连接。本发明还提供一种包括上述更新装置的U盘以及一种U盘固件的更新方法。无论U盘的固件是否损坏或者损坏程度如何，只要其硬件部分完好，本发明都可以非常便捷地对固件进行修复或更新，提高了资源的利用率。也不需要任何可能导致U盘外观或者存储芯片损坏的破坏性的拆卸工作，省时又省力。另外对现有的U盘设计改动不大，甚至不需要改动，对产品的设计复杂度和生产成本几乎没有影响。

Description

U盘固件的更新装置及更新方法
技术领域
本发明涉及移动存储设备技术领域，具体来说，本发明涉及一种U盘固件的更新装置及更新方法。
背景技术
U盘是移动存储设备的一种，是一种利用Flash(闪存)来进行数据存储的介质，使用USB接口与电脑连接。通常U盘具有体积小、重量轻、可热插拔也可重复擦写的特点，因此面世后迅速普及并取代传统的软盘及软盘驱动器。
随着U盘应用的多元化，消费者已经不仅仅满足于存储数据这样单一的功能，于是厂商在原有单纯的存储数据的基础上开发出了更多的功能，比如加密、指纹识别、自带杀毒软件等等。这些功能往往都是在原有方案的基础上进行软件的二次开发而实现，因此这些U盘的设计方案都采用将固件(Firmware)存储在内置的闪存中的方式，以便于进行各种应用方案的修改，且产品上市之后也可以通过更新固件的方式及时修正问题或完善功能。
由于U盘的USB接口只有4根引脚，分别是VCC(电源)、GND(地)、D+(数据正)和D-(数据负)，其并没有额外的功能引脚可用于固件烧写。因此，目前U盘采用的固件烧写和更新的方案大都是将U盘直接连上USB主机(如个人计算机，以下简称PC)，在被PC正确识别后，再由PC端的固件烧写工具进行固件的烧写或更新。具体过程表述如下：
1、若U盘未烧写过固件，则U盘连接上PC后，上电时其控制器加载固件失败，U盘自动进入固件更新模式，并与PC建立通信连接，此时可通过PC端的配套工具对U盘进行固件烧写。
2、若U盘已烧写过固件，但是固件受损或其他原因导致U盘控制器在上电时加载固件失败，则此时U盘同样会自动进入固件更新模式，此时与上述方案1情况相同，接下来可采用同样的方式对U盘进行固件更新。
3、若U盘已烧写过固件，上电时其控制器加载固件成功，U盘自动进入正常工作模式，可连接PC正常地工作，此时PC端的配套工具可通过发送命令使U盘进入固件更新模式，然后对其进行固件更新。
4、若U盘已烧写过固件，上电时其控制器加载固件成功，但因某些原因工作不正常，无法与主机连接或无法进入固件更新模式，则可采用以下两种方式更新固件：一是短接闪存数据线的方式，强制让U盘上电加载固件失败，U盘进入固件更新模式后，再取消闪存数据线短接，按照上述方案2的方式进行固件更新；二是将闪存从U盘上解焊下来，在专门的闪存擦除器上将其中的固件擦除，然后重新焊回，按照方案1的方式进行固件更新。本方案一般是最后的使用手段，因为需要涉及到U盘外壳的拆卸，有可能带来U盘外观或者存储芯片的损坏，而且也费时又费力。
随着新移动存储技术的不断发展，很多数码产品都开始朝着体积更加小巧的方向发展，一方面可以降低成本，另一方面则可以带来更好的外观和更佳的便携性。对此，U盘也不例外，因此就有了采用特殊封装形式的U盘，比较常见的是板上芯片封装(Chip On Board，COB)方式。该封装方式将U盘控制芯片与闪存封装在一起，甚至将两者与印刷电路板(PCB)封装成一体，此后无法将U盘外壳拆卸开来。因此，与以往的U盘不同的是，采用这种封装方式的U盘无法采用上述方案4中的办法对U盘进行固件更新，也就是说如果一旦出现上述方案4中的情况，非但无法更新U盘固件，甚至整个U盘都可能无法使用而只能报废，这极大地浪费了自然资源和社会资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种U盘固件的更新装置及更新方法，能够非常便捷地用于当所述U盘固件损坏导致其无法正常工作时对所述U盘的固件进行修复或更新。
为解决上述技术问题，本发明提供一种U盘固件的更新装置，包括装置本体、切换开关、宿主端接口和设备端接口，所述宿主端接口与USB主机连接，所述设备端接口与U盘连接，所述切换开关控制所述更新装置在第一连接方式与第二连接方式之间切换，所述装置本体根据所述切换开关的指令，在所述USB主机与U盘之间具体实现第一连接或者第二连接。
可选地，所述第一连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚直接连通。
可选地，所述第二连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚中至少一个引脚断开，并将所断开的引脚中对应于所述U盘这一端的引脚上拉为高电平。
可选地，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚断开。
可选地，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据负引脚断开。
可选地，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚一起断开。
相应地，本发明还提供一种U盘，包括U盘固件的更新装置和U盘本体，所述更新装置包括装置本体、切换开关和宿主端接口，所述宿主端接口与USB主机连接，所述切换开关控制所述更新装置在第一连接方式与第二连接方式之间切换，所述装置本体根据所述切换开关的指令，在所述USB主机与U盘之间具体实现第一连接或者第二连接。
可选地，所述第一连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚直接连通。
可选地，所述第二连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚中至少一个引脚断开，并将所断开的引脚中对应于所述U盘这一端的引脚上拉为高电平。
可选地，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚断开。
可选地，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据负引脚断开。
可选地，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚一起断开。
本发明还提供一种U盘固件的更新方法，包括步骤：
A.将待更新固件的U盘与USB主机之间以第二连接方式连接起来，使所述U盘进入固件更新模式，并等待其与所述USB主机之间建立通信连接；
B.将所述U盘与USB主机之间的连接方式切换为第一连接方式，使所述U盘与USB主机之间建立通信连接；
C.将新的固件从所述USB主机更新到所述U盘中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的U盘固件的更新装置，对于无论U盘的固件是否损坏或者损坏程度如何，只要其硬件部分完好，都可以非常便捷地对固件进行修复或更新，使之回到正常工作状态，提高了资源的利用率。也不需要进行任何可能导致U盘外观或者存储芯片损坏的破坏性的拆卸工作，省时又省力。本发明对现有的U盘设计改动不大，甚至完全不需要改动，对产品的设计复杂度和生产成本几乎没有影响。
附图说明
本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
图1为现有技术的U盘与USB主机连接的示意图；
图2为本发明一个实施例的U盘固件的更新装置的结构示意图；
图3为本发明一个实施例的U盘固件的更新装置处于直通连接方式的示意图；
图4为本发明一个实施例的U盘固件的更新装置处于特殊连接方式的示意图；
图5为本发明一个实施例的U盘固件的更新方法的流程图；
图6为本发明一个实施例的包括固件的更新装置的U盘的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
首先看一下U盘与USB主机(例如个人计算机，简称PC)连接的过程：图1为现有技术的U盘与USB主机连接的示意图。如图所示，USB主机属于宿主(Host)端，而U盘属于设备(Device)端。根据USB 2.0标准规范，宿主端的D+和D-两根数据传输引脚上默认分别有一个下拉电阻Rpd1和Rpd2，而设备端则依据自身是中/高速U盘还是低速U盘分别在D+或D-中某一根数据传输引脚上有一个上拉电阻Rpu。设备端的上拉电阻Rpu的不同位置便于USB主机判断U盘的速度属性。当U盘插上USB主机的端口时，设备端的D+和D-引脚分别与宿主端的D+和D-引脚连通，然后就进入握手和通信阶段。
而本发明的基本原理是：将待更新固件的U盘的控制器的D+(数据正)和D-(数据负)两根数据传输引脚设计成可在标准I/O(输入/输出)模式与USB数据传输模式之间切换。在U盘上电时，D+引脚和D-引脚先设置为标准I/O模式，然后检测在这两根引脚上的电平，判断是否有下拉电阻，以确认此时U盘接入的是否是标准的USB主机，如果检测到接入的是标准的USB主机，则切换成USB数据传输模式，并加载固件，此时U盘进入正常工作模式，开始与USB主机的正常通信；反之，则认为接入的是非标准的USB主机或者特殊的USB转接器(例如本发明的U盘固件的更新装置)，此时U盘则并不加载固件而是强制进入固件更新模式，然后等待与USB主机的通信和连接。
根据上述原理，本发明提供一种U盘固件的更新装置。图2为本发明一个实施例的U盘固件的更新装置的结构示意图。如图所示，该更新装置100包括装置本体102、切换开关104、宿主端接口106和设备端接口108，宿主端接口106与USB主机110连接，设备端接口108与U盘112连接，切换开关104控制更新装置100在直通连接方式(即第一连接方式)与特殊连接方式(即第二连接方式)之间切换，装置本体102根据切换开关104的指令，在USB主机110与U盘112之间具体实现直通连接或者特殊连接。
图3为本发明一个实施例的U盘固件的更新装置处于直通连接方式的示意图。如图所示，直通连接方式包括将USB主机110与U盘112之间各自对应的VCC(电源)引脚、GND(地)引脚、D+(数据正)引脚与D-(数据负)引脚全部直接连通。
图4为本发明一个实施例的U盘固件的更新装置处于特殊连接方式的示意图。如图所示，特殊连接方式包括将USB主机110与U盘112之间各自对应的D+引脚与D-引脚中至少一个引脚断开(包括将D+引脚断开、D-引脚断开或者D+引脚与D-引脚一起断开等几种情况)，并将所断开的引脚中对应于U盘112这一端的引脚上拉为高电平(例如如图中所示地将D+引脚接上拉电阻R0连接到VCC引脚，和/或者将D-引脚接上拉电阻R1连接到VCC引脚)，而USB主机110与U盘112之间各自对应的VCC引脚与GND引脚连通，用于向U盘供电。
图5为本发明一个实施例的U盘固件的更新方法的流程图。如图所示，该更新方法500可以包括步骤：
执行步骤S501，将切换开关104拨动到B位置，使更新装置100切换到特殊连接方式，然后将待更新固件的U盘112接入更新装置100的设备端接口108，以及将更新装置100的宿主端接口106接入USB主机110，使USB主机110与U盘112通过更新装置100以特殊连接方式连接起来。此时U盘控制器上电检测到D+引脚和/或D-引脚上的电平为高电平，判断接入的是本发明的U盘固件的更新装置100(或非标准USB主机)，然后U盘112并不加载固件而是强制进入固件更新模式，并等待其与USB主机110之间建立通信连接；
执行步骤S502，将切换开关104拨动到A位置，使更新装置100切换到直通连接方式，此时U盘112与USB主机110之间各自对应的D+引脚与D-引脚直接连通，此时U盘控制器检测到D+引脚和D-引脚上的电平已切换为低电平，表示U盘112与标准的USB主机110连接上，于是D+引脚和D-引脚切换为USB数据传输模式，此时U盘112的D+引脚接上拉电阻Rpu，USB主机110依据此检测到U盘112的接入，使两者之间开始建立标准的USB通信连接；
执行步骤S504，USB主机110上的配套工具正确识别到已进入固件更新模式的U盘112，接下来就可以将新的固件从USB主机110烧写或更新到U盘112中了。
在本发明中，上述U盘固件的更新装置也可以直接集成到U盘控制器内部的硬件设计当中，和U盘制成一体，通过软件方式来控制更新装置的方式A与方式B之间的切换，实现起来更加灵活。例如如图6所示的包括固件的更新装置的U盘的结构示意图。如图所示，该U盘600可以包括U盘固件的更新装置100和U盘本体602，更新装置100包括装置本体102、切换开关104和宿主端接口106，宿主端接口106与USB主机110连接，切换开关104控制更新装置100在直通连接方式(即第一连接方式)与特殊连接方式(即第二连接方式)之间切换，装置本体102根据切换开关104的指令，在USB主机110与U盘600之间具体实现直通连接或者特殊连接。
本发明提供的U盘固件的更新装置，对于无论U盘的固件是否损坏或者损坏程度如何，只要其硬件部分完好，都可以非常便捷地对固件进行修复或更新，使之回到正常工作状态，提高了资源的利用率。也不需要进行任何可能导致U盘外观或者存储芯片损坏的破坏性的拆卸工作，省时又省力。本发明对现有的U盘设计改动不大，甚至完全不需要改动，对产品的设计复杂度和生产成本几乎没有影响。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种U盘固件的更新装置，其特征在于，包括装置本体、切换开关、宿主端接口和设备端接口，所述宿主端接口与USB主机连接，所述设备端接口与U盘连接，所述切换开关控制所述更新装置在第一连接方式与第二连接方式之间切换，所述装置本体根据所述切换开关的指令，在所述USB主机与U盘之间具体实现第一连接或者第二连接。
2.根据权利要求1所述的更新装置，其特征在于，所述第一连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚直接连通。
3.根据权利要求1所述的更新装置，其特征在于，所述第二连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚中至少一个引脚断开，并将所断开的引脚中对应于所述U盘这一端的引脚上拉为高电平。
4.根据权利要求3所述的更新装置，其特征在于，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚断开。
5.根据权利要求3所述的更新装置，其特征在于，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据负引脚断开。
6.根据权利要求3所述的更新装置，其特征在于，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚一起断开。
7.一种U盘，其特征在于，包括U盘固件的更新装置和U盘本体，所述更新装置包括装置本体、切换开关和宿主端接口，所述宿主端接口与USB主机连接，所述切换开关控制所述更新装置在第一连接方式与第二连接方式之间切换，所述装置本体根据所述切换开关的指令，在所述USB主机与U盘之间具体实现第一连接或者第二连接。
8.根据权利要求7所述的U盘，其特征在于，所述第一连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚直接连通。
9.根据权利要求7所述的U盘，其特征在于，所述第二连接包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚中至少一个引脚断开，并将所断开的引脚中对应于所述U盘这一端的引脚上拉为高电平。
10.根据权利要求9所述的U盘，其特征在于，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚断开。
11.根据权利要求9所述的U盘，其特征在于，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据负引脚断开。
12.根据权利要求9所述的U盘，其特征在于，所述至少一个引脚断开包括将所述USB主机与U盘之间各自对应的数据正引脚与数据负引脚一起断开。
13.一种U盘固件的更新方法，其特征在于，包括步骤：
A.将待更新固件的U盘与USB主机之间以第二连接方式连接起来，使所述U盘进入固件更新模式，并等待其与所述USB主机之间建立通信连接；
B.将所述U盘与USB主机之间的连接方式切换为第一连接方式，使所述U盘与USB主机之间建立通信连接；
C.将新的固件从所述USB主机更新到所述U盘中。
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