CN102023939B - 一种存储设备安全电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据存储器安全电路，设置有第一数据接口、控制器、接口芯片、第二数据接口、电源接口、编码接口以及电源管理模块，控制器中还设置有编码识别模块以及传输速率设定模块，控制器通过第一数据接口读取数据并传送到接口芯片中，通过接口芯片以及第二数据接口将读取的数据发送给终端设备，其显著效果是：通过编码接口可以识别出不同接口类型的数据存储器，从而确定出存储器的电源电压以及数据接口的传输速率，通过控制器的控制，先建立起数据传输通道，然后再通过电源控制模块为数据存储器和接口芯片供电，有效防止了因供电电源不当而造成的设备损坏和数据丢失，增强了数据传输过程的稳定性和安全性。

Description

一种存储设备安全电路

技术领域

本发明涉及到存储设备的数据传输与电源控制技术，具体地说，是一种存储设备安全电路。

背景技术

近年来，随着信息网络的快速发展，电脑的应用越来越普遍，人们会用到各种存储设备来备份资料，转移资料。但是由于计算机并不是具备所有存储设备的接口，所以往往会用的一些转接装置。各种存储设备的数据传输速度是不一致的，并且不同的存储设备供电需求也是不一致的，在数据通道没有建立或者数据读写不稳定时对存储设备供电会造成存储设备的损坏。

但现有技术的缺点是：现有的各种转接装置往往都是即插即用，对于不同存储设备来说，供电电压也是一个固定值，缺少一种电源安全控制电路，使得在数据通道没有建立或者数据读写不稳定时对存储设备供电，从而造成存储设备的损坏。

发明内容

为了克服现有技术中存储设备缺乏电源安全控制电路的缺陷，本发明提出了一种存储设备安全电路，能满足不同存储设备的供电需求，所采用的技术方案如下：

一种存储设备安全电路，设置有第一数据接口、控制器以及接口芯片，在所述接口芯片上还连接有第二数据接口，其中第一数据接口用于连接数据存储器，第二数据接口用于相连终端设备，控制器通过第一数据接口读取所述数据存储器中的数据并由第二数据接口传送给所述终端设备，其关键在于：还设置有电源接口、编码接口以及电源管理模块，所述控制器中还设置有编码识别模块以及传输速率设定模块，其中：

电源接口：用于提供所述数据存储器的工作电源；

编码接口：用于产生与所述数据存储器接口类型相对应的编码信号；

编码识别模块：用于接收所述编码接口所产生的编码信号，还用于产生所述编码信号相对应的数据速率信号以及电源控制信号；

传输速率设定模块：用于接收所述编码识别模块所产生的数据速率信号并建立起该数据速率信号相对应的数据传输通道；

电源管理模块：用于接收所述编码识别模块产生的电源控制信号，该电源管理模块根据所述电源控制信号为所述电源接口和接口芯片提供相应的电源电压。

所述第一数据接口可以通过数据转接卡连接多种类型的数据储存器，这样数据储存器中所存储的数据可以通过第一数据接口读入到控制器中，控制器将读取的数据经过接口芯片发送到终端设备，实现数据的备份或转移。对于不同接口类型的存储设备，数据接口的传输速率不同，存储设备的供电电源也有所不同，为了区分不同接口类型的存储设备，在所述第一数据接口旁专门设置了编码接口和电源接口，对于连接不同接口类型的数据储存器，所述编码接口电路会产生不同的编码信号到控制器中，控制器中的编码识别模块将接收到的编码信号进行识别，判定出数据储存器的接口类型，确定出该数据接口所对应的数据传输速率以及数据储存器的工作电压。

当编码识别模块识别出数据存储器的接口类型后，首先通过所述传输速率设定模块建立起数据传输通道，然后再通过所述电源管理模块为数据存储器和接口芯片提供电源，使得存储设备读写数据更加安全，数据传输更加稳定，不会造成促成存储数据的丢失和损坏。

所述编码接口设置有四路编码信号线，该四路编码信号线与所述控制器的四路IO管脚并行连接，所述编码接口中的每一路编码信号线都经过一个上拉电阻连接在高电平端上。

编码接口中的信号管脚经上拉电阻连接在高电平端，平时传送到控制器中的编码信号为“1111”，当接入某一种数据存储器时，将某一个信号管脚接地，输入低电平信号，从而区分不同的数据存储器接口类型。针对不同的存储器接口类型进行编码，识别出相应存储器接口的电源电压和数据传输速率，保证了数据传输的稳定性和数据存储器的安全性。

所述电源接口、编码接口以及第一数据接口并列设置在同一总线插槽上，该总线插槽用于插接数据转接卡，通过所述数据转接卡连接所述数据存储器，通过插接不同的数据转接卡来连接不同的存储设备。

所述电源接口、编码接口以及第一数据接口并列设置在一个62针的总线插槽上，其中第1针至第45针为第一数据接口，第46针至第49针为编码接口，第52针至第62针为电源接口，所述电源接口又分为+12V输入端、+5V输入端以及接地端。

将电源接口、编码接口以及第一数据接口按照统一的物理结构标准并列设置在同一个总线插槽上，由于不同的数据转接卡上的编码跳线不一样，当数据转接卡插入到总线插槽中时，编码接口中的编码跳线连接方式不同，从而形成不同的编码信号，实现编码功能。

所述控制器设置有三个电源控制端，所述电源管理模块也设置有三路电源控制电路，每一路电源控制电路中均设置有开关管以及开关电源，所述控制器的第一电源控制端与第一电源控制电路的输入端连接，该第一电源控制电路的开关电源为+5V，该第一电源控制电路的输出端为所述接口芯片提供+5V的芯片电源；

所述控制器的第二电源控制端与第二电源控制电路的输入端连接，该第二电源控制电路的开关电源为+5V，该第二电源控制电路的输出端连接在所述电源接口的+5V输入端上；

所述控制器的第三电源控制端与第三电源控制电路的输入端连接，该第三电源控制电路的开关电源为+12V，该第三电源控制电路的输出端连接在所述电源接口的+12V输入端上。

电源管理模块主要通过开关管和设置不同的开关电源来实现，针对不同存储器电源电压的需求设置不同的开关电源，通过控制器输出不同的开关控制信号驱动开关管导通，从而通过开关电源提供存储器的供电电源和接口芯片的工作电源，针对不同存储器接口类型，控制器控制不同开关电源导通，保证数据存储器安全可靠工作。

本发明的显著效果是：提出了一种存储设备安全电路，通过设置编码接口识别出数据存储器不同的接口类型，从而确定出存储器的工作电源以及数据接口的传输速率，通过控制器的控制，先建立起数据传输通道，然后再通过电源控制模块为数据存储器和接口芯片供电，有效防止了因供电电源不当而造成的设备损坏和数据丢失，增加了数据传输过程的稳定性和安全性。

附图说明

图1是本发明的电路原理框图；

图2是图1中控制器2的部分管脚分布图；

图3是图1中电源接口5、编码接口6以及第一数据接口1的管脚分布图；

图4是图1中电源管理模块7的电路原理图；

图5是图1中接口芯片3的管脚分布图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示：一种存储设备安全电路，设置有第一数据接口1、控制器2、接口芯片3、电源接口5、编码接口6以及电源管理模块7，在接口芯片3上还连接有第二数据接口4，在控制器2中还设置有编码识别模块8以及传输速率设定模块9，所述第一数据接口1用于连接数据存储器，第二数据接口4用于相连终端设备，电源接口5用于提供所述数据存储器的工作电源，编码接口6用于产生与所述数据存储器接口类型相对应的编码信号，编码识别模块8用于接收所述编码接口6所产生的编码信号，还用于产生所述编码信号相对应的数据速率信号以及电源控制信号，传输速率设定模块9用于接收所述编码识别模块8所产生的数据速率信号并建立起该数据速率信号相对应的数据传输通道，电源管理模块7，用于接收所述编码识别模块8产生的电源控制信号，该电源管理模块7根据所述电源控制信号为所述电源接口5和接口芯片3提供相应的电源电压。

在具体实施过程中，控制器2采用快速可编程门阵列FPGA芯片实现，其芯片型号为Altera公司的Cyclone系列EP1C12QC240C6，该控制器2通过第一数据接口1读取所述数据存储器中的数据并由第二数据接口4传送给所述终端设备。

如图2，图3所示，所述编码接口6设置有四路编码信号线ID0～ID3，该四路编码信号线ID0～ID3与所述控制器2的四路IO管脚并行连接，所述编码接口6中的每一路编码信号线ID0/ID1/ID2/ID3都经过一个上拉电阻R0/R1/R2/R3连接在高电平端V3.3上。

所述电源接口5、编码接口6以及第一数据接口1并列设置在同一总线插槽上，该总线插槽用于插接数据转接卡，通过所述数据转接卡连接所述数据存储器。

在具体实施过程中，所述总线插槽设置为62针，其中第1针至第45针为第一数据接口1，第46针至第49针为编码接口6，第52针至第62针为电源接口5，所述电源接口5又分为+12V输入端、+5V输入端以及接地端。

按照上述电路连接关系，本实施例中编码接口所采用的编码信号为4位，现在用到的有效编码序列有三种，分别为0111、1011、1101，所对应的存储器接口类型分别为：IDE接口、USB数据接口以及SATA接口，其中IDE接口包括IDE40、IDE44以及IDE50等多种连接方式，USB数据接口主要是连接U盘和其他具有USB接口的数据存储卡，而SATA接口则主要连接SATA硬盘。编码信号中0为低电平，1为高电平，由于不同数据存储器转接卡上的跳针布线不一样，当插入IDE接口转接卡时，总线插槽中的第49针与接地端连接，从而形成低电平信号上传到控制器中，即此时的编码信号为0111，相应的，当插入USB接口转接卡或SATA接口转接卡时，生成相应的编码信号。

如图2，图4所示，所述控制器2设置有三个电源控制端CTRL1～CTRL3，所述电源管理模块7也设置有三路电源控制电路，每一路电源控制电路中均设置有开关管以及开关电源，所述控制器2的第一电源控制端CTRL1与第一电源控制电路的输入端连接，该第一电源控制电路的开关电源为+5V，该第一电源控制电路的输出端JM_5V为所述接口芯片3提供+5V的芯片电源；

所述控制器2的第二电源控制端CTRL2与第二电源控制电路的输入端连接，该第二电源控制电路的开关电源为+5V，该第二电源控制电路的输出端+5VE连接在所述电源接口5的+5V输入端上；

所述控制器2的第三电源控制端CTRL3与第三电源控制电路的输入端连接，该第三电源控制电路的开关电源为+12V，该第三电源控制电路的输出端+12VE连接在所述电源接口5的+12V输入端上。

控制器2通过三路并行输出信号CTRL1、CTRL2、CTRL3来控制电源管理模块7，在具体实施过程中，每一路电源控制电路中还设置有驱动器，以第一电源控制电路为例：控制器2输出的控制信号CTRL1先经过74HC07驱动器后再经电阻R7连接在开关管Q1的的栅极上，驱动器的两端均经过上拉电阻与+5V直流电源连接，开关管Q1的漏极连接开关电源+5V，开关管Q1的源极连接在电感L1的一端，电感L1的另一端作为+5V电源输出端为接口芯片供电，电感L1的两端均通过滤波电容接地，保证输出电压的安全稳定。通常情况所述控制器2输出端保持低电平，使得开关管Q1断开，电源输出端的电压几乎为0，当控制器2输出的CTRL1为高电平时，该高电平信号经过74HC07驱动开关管Q1导通，使得漏极的开关电源+5V与源极接通，从而电感L1的输出端上输出+5V的电源电压，从而为接口芯片3提供工作电源。

第二电源控制电路与第三电源控制电路的电路结构和工作原理与第一电源控制电路相似，在此不再累述。

如图5所示，所述接口芯片3为SATA/IDE双向桥接单晶片，芯片型号为JM20330，将FPGA的IDE数据总线转接为SATA接口，实现与PC机或其他终端设备连接。

本发明的工作原理是：

第一数据接口1可以通过数据转接卡连接多种类型的数据存储器，存储器中的数据可以通过第一数据接口1读入到控制器2中，然后由接口芯片3以及第二数据接口4发送给终端设备。对于不同接口类型的数据存储器，数据接口的传输速率不同，数据存储器的供电电源也有所不同，为了区分不同接口类型数据存储器，所述编码接口6产生不同的编码信号到控制器2中，控制器2中的编码识别模块8将接收到的编码信号进行识别，识别出存储器的接口类型，确定出存储器接口类型所对应的数据传输速率以及工作电源电压。首先通过所述传输速率设定模块9建立起数据传输通道，然后再通过所述电源管理模块7为电源接口5和接口芯片3供电，使得数据存储器读写数据更加安全，数据传输更加稳定，不会造成促成存储数据的丢失和损坏。

Claims (5)

1.一种存储设备安全电路，设置有第一数据接口(1)、控制器(2)以及接口芯片(3)，在所述接口芯片(3)上还连接有第二数据接口(4)，其中第一数据接口(1)用于连接数据存储器，第二数据接口(4)用于连接终端设备，控制器(2)通过第一数据接口(1)读取所述数据存储器中的数据并由第二数据接口(4)传送给所述终端设备，其特征在于：还设置有电源接口(5)、编码接口(6)以及电源管理模块(7)，所述控制器(2)中还设置有编码识别模块(8)以及传输速率设定模块(9)，其中：

电源接口(5)：用于提供所述数据存储器的工作电源；

编码接口(6)：用于产生与所述数据存储器接口类型相对应的编码信号；

编码识别模块(8)：用于接收所述编码接口(6)所产生的编码信号，并针对所述编码信号产生相对应的数据速率信号和电源控制信号；

传输速率设定模块(9)：用于接收所述编码识别模块(8)所产生的数据速率信号并建立起该数据速率信号相对应的数据传输通道；

电源管理模块(7)：用于接收所述编码识别模块(8)产生的电源控制信号，该电源管理模块(7)根据所述电源控制信号为所述电源接口(5)和接口芯片(3)提供相应的电源电压。

2.根据权利要求1所述的一种存储设备安全电路，其特征在于：所述编码接口(6)设置有四路编码信号线，该四路编码信号线与所述控制器(2)的四路IO管脚并行连接，所述编码接口(6)中的每一路编码信号线都经过一个上拉电阻连接在高电平端上。

3.根据权利要求2所述的一种存储设备安全电路，其特征在于：所述电源接口(5)、编码接口(6)以及第一数据接口(1)并列设置在同一总线插槽上，该总线插槽用于插接数据转接卡，通过所述数据转接卡连接所述数据存储器。

4.根据权利要求3所述的一种存储设备安全电路，其特征在于：所述电源接口(5)、编码接口(6)以及第一数据接口(1)并列设置在一个62针的总线插槽上，其中第1针至第45针为所述第一数据接口(1)，第46针至第49针为所述编码接口(6)，第52针至第62针为所述电源接口(5)，所述电源接口(5)又分为+12V输入端、+5V输入端以及接地端。

5.根据权利要求4所述的一种存储设备安全电路，其特征在于：所述控制器(2)设置有三个电源控制端，所述电源管理模块(7)也设置有三路电源控制电路，每一路电源控制电路中均设置有开关管以及开关电源，所述控制器(2)的第一电源控制端与第一电源控制电路的输入端连接，该第一电源控制电路的开关电源为+5V，该第一电源控制电路的输出端为所述接口芯片(3)提供+5V的芯片电源；

所述控制器(2)的第二电源控制端与第二电源控制电路的输入端连接，该第二电源控制电路的开关电源为+5V，该第二电源控制电路的输出端连接在所述电源接口(5)的+5V输入端上；

所述控制器(2)的第三电源控制端与第三电源控制电路的输入端连接，该第三电源控制电路的开关电源为+12V，该第三电源控制电路的输出端连接在所述电源接口(5)的+12V输入端上。

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