CN1151443C - 非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，包括有一个可以是不同接口的存储器，用于输出数据信号，与存储器相连接一个SL11H接口，提供程序寄存器和数据寄存器的入口地址，用于数据转换和传输；与SL11H接口相连接一个包含一个内存的处理器，接收SL11H接口的数据进行处理并存储在内存中；处理器连接一个软驱。具有结构简单、成本低、操作方便。不必对纺织设备、IT产品、监测装置等任何需要3.5寸软盘进行数据输入/输出的设备进行改进，即可使用各种存储器进行数据传输的优点。

Description

非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置

技术领域

本发明涉及一种不同数据接口之间的数据转换技术，尤其涉及一种将各种存储介质接口转换为软驱接口的技术。

背景技术

目前市场上普遍使用的3.5英寸软盘驱动器在十几年前无论是容量还是速度都已基本定型，从此再没有发展，它存在消耗系统资源过大、存储空间有限、速度太慢等缺点，而近年来，硬盘取得大容量、高速度快速发展，通用串行总线(USB)是一种简单的计算机外围接口标准。它具有即插即用、扩展方便等优点，把计算机外设放在机箱外面，省去了在计算机卡槽中装卡、重新配置系统、重新启动的麻烦，已成为计算机必备的一个接口。但在很多领域，尤其是通过软盘来传递数据的各工业控制机、医疗设备、教学设备、军用设备等部分工控设备对软驱的需求还是必要的，但在软驱将在通用电脑和其他领域淘汰的趋势下，将带有软驱或要求用到软盘的工业控制设备重新更新将给社会带来巨大的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、操作方便的各种存储介质接口转换为软驱接口的装置。

本发明是这样实现的：本发明包括有一个可以是不同接口的存储器，用于输出各种不同的数据信号，与存储器相接一个串行数据转并行数据SL11H接口，提供程序寄存器和数据寄存器的入口地址，用于数据转换和传输；与串行数据转并行数据SL11H接口相连接一个包含一个内存的处理器，接收串行数据转并行数据SL11H接口的数据进行处理并存储在内存中；处理器连接一个软驱接口。

串行数据转并行数据SL11H接口的数据传输是通过D+和D-两条差模信号线与存储器接口相连接实现的。

本发明还包括一个晶振时钟，控制数据传输的时间。

本发明还包括一个收发器/缓冲器，用于保证处理器在与软驱接口之间的数据传递过程的驱动能力。

处理器与串行数据转并行数据SL11H接口的连接是通过数据线、地址线、中断信号线连接的。

与软驱接口连接一个软驱。

采用上述技术方案后，解决传统软盘与现在移动存储器数据交换上的困难，既满足了海量数据的传递，又不必对原有产品结构做很大改动，结构简单、成本低、操作方便。不必对纺织设备、IT产品、监测装置等任何需要3.5寸软盘进行数据输入/输出的设备进行改进，即可使用各种硬盘进行数据传输。

附图说明

下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详述。

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的串行数据转并行数据SL11H接口结构框图；

图3是USB数据传输流程图；

图4是本发明处理器软件流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括有一个可以是不同接口的存储器，用于输出各种不同的数据信号，与存储器相连接一个串行数据转并行数据SL11H接口，提供程序寄存器和数据寄存器的入口地址，用于数据转换和传输；与串行数据转并行数据SL11H接口相连接一个包含一个内存的处理器，接收串行数据转并行数据SL11H接口的数据进行处理并存储在内存中；处理器连接一个软驱接口。

串行数据转并行数据SL11H接口的数据传输是通过D+和D-两条差模信号线与存储器接口相连接实现的。

本发明还包括一个晶振时钟，控制数据传输的时间。

本发明还包括一个收发器/缓冲器，用于保证处理器在与软驱接口之间的数据传递过程的驱动能力。常用到的缓冲器有单向的74LS244，74HCT244，74HCT240等，双向的有74LS245，74HC245，74HC242等，双向缓冲器也即收发器，不同公司开发的品种其引脚描述和功能会有所不同，但总的来说包括输入/输出引脚，门控制如方向控制、输入/输出控制引脚等，其功能是为了保证处理器的驱动能力，因为在处理器与软驱接口之间有数据的传递过程，这就需要一个保证处理器驱动能力的器件。

如图2所示，处理器与串行数据转并行数据SL11H接口的连接是通过数据线、地址线、中断信号线连接的。

与软驱接口连接一个软驱，便于不带有软驱的设备使用。

以USB硬盘为例，详细介绍本发明的构成和工作原理。

USB接口的信号线与USB接口器件串行数据转并行数据SL11H接口的对应信号线连接，处理器一端接串行数据转并行数据SL11H接口，一端接软驱接口，至此形成一个交叉结构的数据传输网，来自USB盘的数据先经过串行数据转并行数据SL11H存储在处理器内存中，处理器再与软驱接口进行数据交换，完成从USB盘到终端控制机的信息传输。

USB接口及USB设备：

USB盘采用USB接口，USB接口是4“针”的，USB通过一个四线电缆来传输信号与电源，其中D+和D-是一对差模的信号线，而总线电压VBus和电源或信号地线GND则提供了+5V的电源，它可以给一些设备包括网络集线器Hub供电，USB接口的针数比串口、并口、游戏口都要少。

USB数据传输的过程如图3所示，

(1)USB物理设备：一块在USB电缆末端执行一些有用的终端用户功能的硬件设备。

(2)设备驱动程序：执行在主机上相当于USB设备的程序。这个客户软件由操作系统支持或由USB设备单独使用。

(3)USB系统软件：在特殊的操作系统上支持USB软件。由操作系统支持而不依赖于特殊的USB设备或客户软件。

(4)USB主控制器：允许USB设备附属于主要的硬件和软件。

从物理结构上，USB系统是一个星形结构；从逻辑上讲，USB数据的传输是通过管道进行的。USB系统软件通过缺省管道(与端点0相对应)管理设备，设备驱动程序通过其他的管道来管理设备的功能接口。实际的数据传输过程如下：设备驱动程序通过对USB驱动程序USBD接口的调用发出输入输出设备请求(IRP)；USB驱动程序接到请求后，调用主控制器驱动程序HCD接口，将IRP转化为USB的传输，一个IRP可以包含一个或多个USB传输；然后主控制器驱动程序HCD将USB传输分解为总线操作，由主处理器以打包的形式发出。所有的数据传输都是由主机开始的，任何外设都无权开始一个传输。每个USB逻辑设备都是直接与USB主机USBHOST相连进行数据传输的。在USB总线上，每ms传输1帧数据。每帧数据可由多个数据包的传输过程组成。USB设备可根据数据包中的地址信息来判断是否响应该数据传输。

软驱从找道到数据的读写要经历如下一系列初始化操作：

(1)软驱控制器根据主机命令，向软驱发出驱动器的选择信号#DS(“#”表示低电平有效)和电机的启动信号#MOTORON。当驱动器被选中时，主轴电机开始旋转，#DS信号经驱动器选择电路转换后产生一个内部控制信号：盘选中信号#DS，供驱动器内部控制使用。#DS信号打开以下门电路：索引电路，零磁道检测电路，写保护电路，寻道定位控制电路，读/写电路。

(2)当插入盘片并关闭驱动器仓盒门后，盘片将随主轴电机快速转动。接着，软驱向软驱控制器发送3个状态信号：索引信号#INDEX，0磁道检测信号#TRACK00和写保护信号#WRT PROTECT。

(3)软驱控制器对上述3个控制信号分别进行检测。根据#TRACK00信号是否有效，发出寻道检测指令。当#TRACK00信号有效时，发#DIRECTION(方向)有效信号。再发出#STEP(步进)控制信号，即若干个负脉冲，(负脉冲的个数与软盘的磁道数据相同)。使磁头沿半径方向向盘心步进，使之达到最大磁道位置，接首方向控制器信号#DIRECTION变为高电平(无效)，步进控制信号#STEP再发同样数量的负脉冲，使磁头再向“0磁道”寻址。当“0磁道”检测信号#TRACK00低电平时，寻道检测结束。

(4)寻道检测正确后，软驱控制器接入读操作。根据#INDEX索引脉冲信号，寻找指定文件所在的扇区，并将其读入内存。

(5)当软驱控制器检测到写保护信号#WRT PROTECT为高电平(即无效)时，允许执行写操作。

本发明同样适用于其他各种存储设备，或者是不用USB接口，而是通用计算机与串行数据转并行数据SL11H接口直接相连接，其中D+和D-是一对差模的信号线，用来传输数据，再通过数据线与处理器相连接，处理器带有一个内存，用来存储数据，处理器通过数据线与软驱控制器相连，或者不同软驱，直接通过数据线与工控设备的软驱数据线接口相连。各种存储设备需要连接一条地线；晶振时钟的作用就是控制各个单元同时工作，不产生时间误差；串行数据转并行数据SL11H接口上面已有介绍；处理器是指嵌有软件的本仿真驱动器的核心单元；软驱控制器即是现行的一般软驱驱动器。

首先由各种存储设备(如USB)读入各种数据，通过D+或D-两条信号线传输到串行数据转并行数据SL11H接口，串行数据转并行数据SL11H接口主要是将串行数据转换为处理器可识别的并行数据，并行数据再传递到处理器，处理器经过数据处理(通过嵌在其中的软件实现)，把数据存储在内存里，或通过数据线传递到软驱控制器，再生成软盘或通过数据线传递到工控设备的数据接口。此过程均在晶振时钟的统一控制下完成。

本发明工作原理：

(1)串行数据转并行数据SL11H用适当的控制线通过8位数据口提供程序寄存器和数据寄存器的入口地址，既可以应用在多线程数据、地址总线，又可以应用于单线程数据、地址总线。当用于需要多线程支持的应用系统时，串行数据转并行数据SL11H用地址锁存允许ALE控制输入，读、写命令输入内部寄存器入口；当用于单线程支持的系统时，若地址选择A0为低电平(A0＝0)，内部寄存器地址通过I/O口线写入串行数据转并行数据SL11H，若地址选择A0为高电平(A0＝1)，通过I/O口读/写数据。

(2)处理器通过USB接口器件串行数据转并行数据SL11H与USB接口连接，串行数据转并行数据SL11H遵从USB1.1标准，支持主机/设备端两种模式，片内包含256个字节的存储器。来自USB盘的信号先按照USB接口协议保存在串行数据转并行数据SL11H的静态随机存储器SRAM中，接着处理器与串行数据转并行数据SL11H进行信息交换，串行数据转并行数据SL11H中的数据存储在处理器内存中。由于串行数据转并行数据SL11H采用48MHZ(PIN13、14)的晶振，所以它必须通过两级D触发器转换才能和12MHZ的处理器匹配，其它主要管脚连接如下：

  处理器                                       SL11H

USB的一对差模信号线D+和D-分别与串行数据转并行数据SL11H的DATA+和DATA-连接。

(3)处理器通过收发器/缓冲器、软驱处理器与软驱接口连接。存储在处理器内存中的信息按照一般软驱接口的协议发往计算机控制系统，执行控制命令。

本发明处理器的功能由软件执行，软件的主要功能就在于数据的转换与传递，目前已广泛应用，如目前电脑硬盘与软驱之间的数据交换与传递过程，电脑可以将软盘中的数据从软驱读入到硬盘中，也可以将硬盘中的数据传递到软驱中再生成软盘。

本发明处理器软件设计流程如图4所示；

(1)工作设备复位，USB接口，软驱接口，处理器初始化；

(2)处理器检测是否有中断产生，如果没有中断产生，执行流程(4)；如果有中断产生，执行流程(3)；

(3)判断此中断属于哪一类：如果是USB中断，则应相断响应设置命令→发送状态信息→发送数据报告；如果是外中断，则应监测设备状态→产生数据报告。

(4)判断是否有数据要发送，如果没有，则返回至流程(1)；如果有，执行流程(5)；

(5)将流程(3)所得的数据报告存入USB缓冲区，设置发送位等待USB中断；

(6)将USB缓冲区数据发送至SL11H的存储器中；

(7)将存储器中的数据存储在处理器内存中；

(8)处理器与软驱接口进行数据传递，直接控制计算机设备系统；

(9)返回至流程(1)，开始下一轮工作。

Claims (6)

1、非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，包括一个用于存储各种不同数据信号的存储器，其特征在于：与存储器连接一个串行数据转并行数据SL11H接口，提供程序寄存器和数据寄存器的入口地址，用于数据转换和传输；与串行数据转并行数据SL11H接口相连一个包含一个内存的处理器，接收串行数据转并行数据SL11H接口的数据进行处理并存储在内存中；处理器连接一个软驱接口。

2、根据权利要求1所述的非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，其特征在于：串行数据转并行数据SL11H接口的数据传输是通过D+和D-两条差模信号线与存储器接口相连接实现的。

3、根据权利要求1或2所述的非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，其特征在于：该装置还包括一个晶振时钟，控制数据传输的时间。

4、根据权利要求1或2所述的非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，其特征在于：该装置还包括一个收发器/缓冲器，用于保证处理器在与软驱接口之间的数据传递过程的驱动能力。

5、根据权利要求1所述的非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，其特征在于：处理器与串行数据转并行数据SL11H接口的连接是通过数据线、地址线、中断信号线连接的。

6、根据权利要求1或2或5所述的非软驱存储器接口转换为软驱接口的装置，其特征在于：与软驱接口连接一个软驱。

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