CN1190735C - 数据交换及存储方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一种数据交换及存储方法与装置，涉及数据处理技术领域，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘和存储卡之间以及二者同数据处理系统主机之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述三方之任何一方或两方，本发明装置自身具有数据处理能力，在所述装置不连接所述系统主机的情况下即可将外部存储设备中的数据存储到本发明的内部存储模块中、或将本发明内部存储模块中数据存储到外部存储设备中，节约了成本，方便了用户。

Description

数据交换及存储方法与装置
技术领域本发明涉及数据处理技术领域，具体的说涉及一种移动存储方法及装置。
背景技术近年来，信息技术的高速发展，将人们带进了一个信息高速传播的全新时代，高速宽带网、图文声像并茂的因特网，集声音、动画、影视于一体的多媒体等等。同时数码技术也得到极为快速的发展，各类新颖实用的数码产品如数码相机、数码摄像机、PDA、MP3播放器、数码录音器等也越来越得到广泛应用和普及，极大地丰富了人们的日常生活。
上述信息技术和数码技术的不断发展和广泛应用，使得数据存储技术也以摩尔定律快速提高，从存储产品的开发到存储容量的扩展、从存储模式的改变到存储介质的创新等等都是如此。就存储介质来说，从早期的磁介质存储到光介质存储，到现今的半导体存储介质，如快闪存储器(Flash Memory)；存储容量也从过去的几十KB到MB，近年发展到存储容量上百GB；工作方式从过去的静止非拆卸式发展到可移动组装式，……，每一次新的变革都体现数据存储技术领域不断的技术创新与进步。
作为应用于数码产品的存储设备，主要是以快闪存储器(Flash Memory)为介质各类存储卡，该类存储卡有SM卡、CF卡、MMC卡以及SD卡等，该类存储卡因其性能稳定、可扩展等优点，被广泛应用于数码相机、数码摄像机等产品上。但是，在上述存储设备或存储介质被广泛应用的同时，也存在明显不足，主要表现在：1)存储容量较小；目前市场上的各类存储卡容量主要是16M、32M、64M和128M，既使有达到GB的存储卡，其价格也是普通消费者难以承受的；如以16M的SM存储卡存储数码照片或图片，以SHQ格式，分辨率为2560×1920时，只能存储4张，以HQ格式，分辨率为2560×1920时，只能存储10张，以SQ格式，分辨率为640×480时，只能存储49张，以TIFF格式，分辨率为2560×1920时，只能存储一张的照片或图片，当用户有大量的图片或照片需要拍摄存储时，有时只能忍痛割爱选择其一，或者购买多张存储卡；2)存储卡只能作为一种被动式的存储设备，存储在该类存储卡中的资料必须在连接到计算机后方能将其中的数据另外存储；而对于不方便携带或没有计算机的场合，就没有办法另外存储，因而设备利用率低；3)专卡专用，互不兼容，不同数码设备厂家所采用的标准不同以及与计算机的接口标准也不同，在连接计算机进行数据处理时，必须要有接口转换器，即读卡器进行接口的数据转换；若有多个不同类型的存储卡，用户也需准备多个读卡器，因而成本高、操作复杂。
发明内容本发明的目的在于避免所述现有技术的不足而提出一种即使在存储装置不连接数据处理系统的情况下，能够和其他存储装置交换数据和存储数据的方法及装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：提出一种数据交换及存储方法，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘和存储卡之间以及二者同数据处理系统主机之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述三方之任何一方或两方，所述数据交换及存储方法包括步骤：
①设置数据交换及存储装置，包括内部存储装置、系统接口装置、外存储设备接口装置以及控制器，该控制器内含固化软件；
②所述控制器根据系统接口装置接收到的来自数据处理系统主机的命令和信息，按照所述系统的要求执行对内部存储装置和/或外部存储设备的数据读写；
所述方法在所述数据交换及存储装置不连接所述系统主机的情况下，包括步骤：
③控制器通过外存储设备接口装置读取外存储设备的特征信息，或者读取内部存储装置的特征信息，以及识别外存储设备的类型并选择相应的接口协议；
④控制器通过所述外存储设备接口装置读取已连接到所述外存储设备接口装置的接口的相应外存储设备中存储的数据，或者读取内部存储装置中所存储的数据；
⑤控制器依据操作请求将从外存储设备获取的数据存储至内部存储装置中，或者将从内部存储装置中读取的数据存储到外存储设备中；
⑥所述控制器对内部存储装置或者外存储设备的数据读取与存储，均按照其相应接口的标准协议进行。
本发明的目的还需要通过以下技术方案来实现：设计一种数据交换及存储装置，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘和存储卡之间以及二者同数据处理系统主机之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述三方中之任何一方或两方，所述数据交换及存储装置包括设置用于数据存储的内部存储装置、连接数据处理系统的系统接口装置、用于读取外部存储器数据的外存储设备接口装置、用于控制各装置的控制器，以及为各个装置提供电源的电源装置，所述的控制器分别与其他各装置建立电连接，所述控制器中设置有所述数据交换及存储装置在不连接数据处理系统情况下可以进行数据存取操作的固化软件。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：本发明装置因自身具有数据处理能力，在不连接数据处理系统的情况下即可将外部存储设备中的数据存储到本发明的内部存储装置中、或将本发明内部存储装置中数据存储到外部存储设备中；本发明的内部存储介质可以扩展、可以更换，如本发明的内部存储装置为移动硬盘时，即可实现移动数据的海量存储；另外，本发明的多种主机接口与外部存储设备接口，可实现不同接口类型的数据处理系统的连接以及多种不同类型的外部存储设备的连接，还可实现数据处理系统对本发明的内部存储装置和外部存储设备的数据存取功能；从而使本发明成为使用者的个人移动存储中心(MSC，Moveable Storage Centre)。
附图说明
图1是本发明数据交换及存储方法与装置的功能模块图
图2是本发明功能扩展应用方框图；
图3是本发明系统接口装置63的原理方框图；
图4是本发明外部存储设备接口装置64的原理方框图；
图5是本发明电源装置65的构成方框图；
图6是本发明采用USB接口和CF接口实施应用功能方框图；
图7是本发明采用IEEE1394接口和SM接口实施应用功能方框图；
图8是本发明采用多种外部存储设备接口实施应用功能方框图；
图9是本发明的工作流程图；
图10是本发明不连接数据处理系统时数据存取程序流程图；
图11是本发明装置实施例的工作流程图；
图12是本发明电源装置65的电路原理图；
图13是本发明液晶显示装置71的电路原理图；
图14是本发明的系统接口为USB接口的电路原理图；
图15是本发明的系统接口为IEEE1394接口的电路原理图；
图16是本发明的移动硬盘接口电路原理图；
图17是本发明的外部存储设备接口为CF接口电路原理图；
图18是本发明的外部存储设备接口为SM接口电路原理图；
图19是本发明的外部存储设备接口为MS接口的电路原理图；
图20是本发明的外部存储设备接口为SD/MMC接口的电路原理图；
图21是控制器62核心控制芯片的电路原理图。
具体实施方式  下面结合附图对最佳实施例进一步详述：
如图1所示，一种数据交换及存储方法，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘20和存储卡30之间以及移动存储盘20和存储卡30二者同数据处理系统主机10之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述移动存储盘20、存储卡30和数据处理系统主机10三方中之任何一方或两方，所述数据交换及存储方法包括步骤：
①设置数据交换及存储装置60，包括内部存储装置61、系统接口装置63、外存储设备接口装置64以及控制器62，该控制器62内含固化软件；
②所述控制器62根据系统接口装置63接收到的来自数据处理系统主机10的命令和信息，按照所述系统的要求执行对内部存储装置61和/或外部存储设备20和/或30的数据读写；
所述方法在所述数据交换及存储装置60不连接所述系统主机10的情况下，包括步骤：
③控制器62通过外存储设备接口装置64读取外存储设备20和/或30的特征信息，或者读取内部存储装置61的特征信息，以及识别外存储设备20和/或30的类型并选择相应的接口协议；
④控制器62通过所述外存储设备接口装置64读取已连接到所述外存储设备接口装置64的接口的相应外存储设备20和/或30中存储的数据，或者读取内部存储装置61中所存储的数据；
⑤控制器62依据操作请求将从外存储设备20和/或30获取的数据存储至内部存储装置61中，或者将从内部存储装置61中读取的数据存储到外存储设备20和/或30中；
⑥所述控制器62对内部存储装置61或者外存储设备20和/或30的数据读取与存储，均按照其相应接口的标准协议进行。
一种数据交换及存储装置，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘20和存储卡30之间以及移动存储盘20和存储卡30二者同数据处理系统主机10之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述移动存储盘20、存储卡30和数据处理系统主机10三方中之任何一方或两方，所述数据交换及存储装置包括用于数据存储的内部存储装置61、连接数据处理系统的系统接口装置63、用于读取外部存储器数据的外存储设备接口装置64、用于控制各个装置的控制器62，以及为各个装置提供电源的电源装置65，所述的控制器62分别与其他各装置建立电连接，所述控制器62中设置有所述数据交换及存储装置60在不连接数据处理系统情况下可以进行数据存取操作的固化软件。
本发明所述数据处理系统，泛指各种具有数据处理能力的电子设备，包括但不限于各种个人计算机、小型计算机、微型计算机、掌上电脑、手持电脑、笔记本电脑、数据处理工作站，还包括其他类型的存储装置，如磁盘阵列系统等。
本发明所述的内部存储装置61包括但不限于硬盘、移动硬盘、半导体存储介质(装置)、光介质存储驱动装置；其用于数据存储的存储介质包括磁存储介质、光存储介质和半导体存储介质；所述半导体存储装置的存储介质采用但不限于快闪存储器(FlashMemory)、DRAM、EEPROM、SRAM、FRAM、MRAM和Millipede，可以采用一块或多块半导体芯片。
所述动态随机存储器DRAM被广泛应用于数据存储领域，因其具有可扩充的性能，因此更适合应用于高速大容量存储器；但该类存储器在失电状态下，其所存储的数据即行丢失。因此，该类存储器应用于本发明装置时，对长期需要保存于其中的数据必须保持供电状态，即本发明装置使用DRAM存储器作为存储介质时，必须自带电源装置，如电池电源。
本发明在没有内部存储装置61时，可作为一种多接口读卡器设备或外部存储设备的连接设备，实现外部存储设备与数据处理系统之间的数据存取。
所述系统接口装置63是通用接口，可以是有线通用接口或无线通用接口。如图3所示，该系统接口装置63中是可以是单个接口、也可以是多个相同接口或/和多个不同类型接口的组合，各个接口通过各自基于的接口协议与不同的数据处理系统连接；所述系统接口装置63的接口类型包括USB接口、IEEE1394接口、蓝牙(Bluetooth)接口、IrDA红外接口、HomeRF接口、IEEE802.11a接口或IEEE802.11b、有线广域/局域网接口和/或无线广域/局域网接口等接口。
所述的外部存储设备接口装置64是用于连接外部存储设备的接口。如图4所示，所述的外部存储设备接口装置64可以是单个接口、也可以是多个相同接口或/和多个不同类型接口的组合。所述外部存储设备接口装置64中的接口包括不限于SM、CF、MMC、SD、MS、MD及x-D等接口，还包括USB、IEEE1394、IDE、SCSI、Bluetooth、IrDA、HomeRF、IEEE802.1x等系列接口。所述的外部存储设备接口装置64可以连接SM(SmartMedia)、CF(CompactFlash)、MMC(MultiMedia Card)、SD(Secure Digital)、MS(MemoryStick)、MD(MicroDrive)以及x-D(x-D Picture Card)等外部存储设备，还可连接硬盘、移动硬盘、其它半导体存储装置等。
所述电源装置65为本发明装置提供工作电源，电源装置5是从外部和/或自带电源汲取电力，还可通过系统接口从数据处理系统获得电源供应。在自带电源的情况下设有电源控制开关，该电源控制开关可以切断/连接本发明装置的电源供应。所述自带电源是光电池、原电池和/或可充电电池。所述电源装置65可以设有变换电路为自带的可充电电池充电。如图5所示，所述的电源装置65包括电源转换装置651、接口供电装置652、电源开关装置653、电池电源装置654、电源状态指示装置655，所述电源装置65通过电源转换装置651、接口供电装置652和电池电源装置654既可实现数据处理系统接口供电，又可在不连接数据处理系统通过电池电源装置654实现自带电源供电。
所述电源装置65的电路原理如图12所示，该电源电路提供多种电源供应方式，可向本发明装置提供多种供应电压。该电源电路可以实现接口供电、电池电源供电和外接电源供电，图中所示的B1是电池电源装置，J6为外接电源插头，D1、D2可实现只选择接口电源、电池电源和外接电源其中的一个电源供应，并优先选择连接数据处理系统的接口电源；图中的U6、R16、R17、C24、C27构成+5V电源电压调整与稳定电路，图中的U7、C36、C37、C39构成+3.3V电源电压调整与稳定电路，图中的U8、R18、R19、C47、C48构成+2.5V电源电压调整与稳定电路。
所述控制器62是本发明的功能控制装置，如图1所示，控制器62不仅执行数据处理系统对本发明装置内部存储装置61和/或外部存储设备的数据存取命令，还可以实现在不连接数据处理系统时读取外部存储设备中的数据并存储到内部存储装置61中、或读取内部存储装置61中的数据存储到外部存储设备中。所述控制器62支持多种不同标准的接口，包括并行、串行接口或无线接口；用于控制所述系统接口装置63和外部存储设备接口装置64，解释、转换、控制和传输所述不同标准接口的协议；包括识别所连接的并行、串行和/或无线接口的类型，并选择相应的接口协议，初始化与本发明装置连接的外部存储设备20和/或30和数据处理系统10的连接，按照相应接口标准协议的规范方法实现数据处理系统10、外部存储设备和内部存储装置61之间的数据交换或数据存取。
所述控制器62具有独立的数据处理能力，即在本发明装置不连接数据处理系统10的情况下，能够对与本发明装置连接的外部存储设备20和/或30中的数据进行数据存取。这种独立的数据处理能力主要是通过控制器62的固化软件来实现的，该固化软件作为本发明装置的一部分，构成一个小型或微型的操作系统(OS)，实现本发明装置的各种数据处理功能。其功能流程如图9所示。
当用户将本发明装置连接到数据处理系统相应接口时，在上电的同时数据处理操作系统对系统接口进行初始化，包括设备驱动程序的初始，所述控制器62也进行一系列操作：
a)控制器62中的操作系统即进行设备初始化，包括控制器62和外围接口芯片电路初始化、内部存储装置61的识别与连接、其他外部设备的识别与连接等，包括在数据处理系统10中产生可移动存储装置盘符；
b)检测是否有外部存储设备20和/或30插入到外部存储设备接口装置64的相应接口中，如果检测到有外部存储设备，同时检测所插入的外部存储设备类型并选择相应的接口协议，并按照相应接口标准协议的规范方法建立与数据处理系统10的连接；
c)当数据处理系统10对本发明装置内部存储装置61有操作请求时，则数据处理系统10通过控制器62与内部存储装置61实行数据交换和数据存取操作；
d)当数据处理系统10对插入到本发明装置接口中的外部存储设备有操作请求时，则数据处理系统10通过控制器62与外部存储设备20和/或30实行数据交换和数据存取操作。
当用户将本发明移动存储装置不连接数据处理系统而上电使其处于工作状态时，所述控制器62进行如下操作：
a)控制器62中的操作系统即进行设备初始化，包括控制器62和外围接口芯片电路初始化、内部存储装置61的识别与连接、其他外部设备的识别与连接等；
b)检测是否有外部存储设备20和/或30插入到外部存储设备接口装置64的相应接口中，如果检测到有外部存储设备，同时检测所插入的外部存储设备类型、接口类型及设备特征信息，当有多个不同类型的外部存储设备插入到相应接口时，将重复上述操作；
c)选择与外部存储设备20和/或30相应的接口协议，并按照相应接口标准协议的规范方法建立与内部存储装置61的连接；
d)如图10所示，响应用户操作请求，包括读取外部存储设备20和/或30或内部存储装置61中的数据、将读取的数据写入到内部存储装置61或外部存储设备中以及将读取的数据通过信息提示装置作信息提示，如液晶显示读取的图片资料；
所述控制器62从功能上包括系统接口控制器、核心控制器和外部存储设备接口控制器，所述控制器62可以是单个控制芯片，也可以由系统接口控制器、核心控制器和外部存储设备接口控制器等多个控制器芯片按照标准协议连接组成。本发明的核心控制器芯片如图19所示的U4，该控制器芯片是SAMSUNG公司生产的S3C44B0芯片，该控制器芯片作为本发明移动存储装置的核心处理器，不仅实现通过本发明装置能够与多个或多种不同接口、不同类型的数据处理系统10、外部存储设备20和/或30以及内部存储装置61之间进行数据交换和数据存取，更重要的是在本发明装置不连接数据处理系统10的情况下，实现内部存储装置61与外部存储设备10之间进行数据交换和数据存取。
本发明通过设置一个或多个扩展模块，扩展其作为数据存储装置的功能及应用范围。如图2所示，本发明还可设置手动控制装置66、信息提示装置67、音频装置68、视频装置69以及其他的功能模块，这些功能模块与存储作为一个整体，实现一种多功能的个人移动存储中心(MSC)。
所述包括手动控制装置66，所述的手动控制装置66主要用于本发明数据获取和数据传输的控制、信息提示的控制、工作模式的切换以及作为使能开关等。利用该手动控制装置66可以实现本发明装置数据获取与传输、信息提示、工作模式切换等功能的手动控制；所述的手动控制装置66包括但不限于拨动型开关和按键。
所述信息提示装置67与控制器62建立电连接，用以提示用户信息与工作状态信息，包括用户信息、产品信息、设备和设备特征信息、工作状态信息以及连接的外部存储设备的信息，如外部存储设备的产品类型、型号、生产厂家等。所述信息提示的方式可以是液晶显示、发光二极管矩阵、LED状态提示、声音提示以及震动器件等；该信息提示还可设置手动控制装置，利用该装置实现信息提示的手动控制，该手动控制装置不限于按钮。
所述的音频装置68结合内部存储装置或外部存储设备，实现本发明装置的多媒体功能，如音乐播放、声音播放、文字朗读、录音等。所述的音频装置68分别与控制器62、内部存储装置61、电源装置65、手动控制装置66、信息提示装置67建立电连接。所述的控制器62可以控制、协调该音频装置68的整体工作，所有音频装置68可以有单独的控制器，也可以与控制器62合而为一，并内置独立的驱动程序和应用程序。所述音频装置68的音频文件可以存储在内部存储装置61中，也可以存储在外部存储设备如CF卡、SM卡中，还可以存储在所连接的数据处理系统中。所述音频装置68的多媒体功能可以通过手动控制装置66实行手动控制，所述音频装置68的工作信息、状态信息等均可以通过信息提示装置67得出信息提示。
所述的视频装置69作为本发明装置的扩展模块，实现视频系统设备的功能。包括视频系统设备和视频系统接口，所述的视频装置69设置与视频系统设备连接的功能接口，外部视频系统设备可以通过该功能接口将其获取的视频信息传递给本发明存储装置控制器62，所述控制器62可以将所述的视频信息存储在内部存储装置61或外部存储设备中，所述的视频信息还可以传递给本发明所连接的数据处理系统中。所述视频信息的传输可以通过手动控制装置66进行控制。所述视频装置69可以是微型视频设备，也可以是连接视频系统设备的接口。
图6是本发明的一个实施例功能方框图，本实施例中，所述系统接口采用USB接口，外部存储设备接口采用CF接口，使用移动硬盘作为内部存储装置，以及包括信息提示的液晶显示装置671、手动操作的按键输入控制器件661、音频播放的MP3播放器681、连接影像采集装置的影像装置连接接口691。所述控制器62分别与移动硬盘611、USB接口631、CF接口641、液晶显示装置671、按键输入控制器件661、MP3播放器681建立双向连接，上述连接均支持信号和数据的双向流动。
本实施例中，USB接口可以是标准的USB接口，例如标准微型USB(Mini USB，On-The-Go标准)，也可以是非标准的USB接口，即本实施例中的USB接口可以电气信号和物理结构和物理尺寸均符合USB标准，也可以只有电气信号符号USB标准但其物理结构和尺寸为非USB标准。
本实施例中的USB接口支持USB2.0标准协议，兼容USB1.1标准协议，可以实现高速数据传输，当接入USB2.0接口时，其理论数据传输速率达480MB/S。
本实施例的数据交换及存储装置60通过USB接口可以接入多种数据处理系统10，通过CF接口连接CF接口外部存储设备20和/或30，进行数据和信息的传输和存储；CF接口兼容CF-ATA接口或PCMCIA或True IDE接口；通过USB接口可以连接数据处理系统10，作为与数据处理系统10相连接的外部存储装置，可使数据处理系统10可直接在移动硬盘611和外部存储设备20和/或30上读写数据，此时本实施例的移动存储装置可作为USB Mass Storage和读卡器设备，支持USB Mass Storage协议和CF接口传输协议，所述数据处理系统不仅可以对外部存储设备进行数据交换操作，也可对移动硬盘611进行数据交换操作，还可通过数据处理系统实现外部存储设备与移动硬盘611相互之间的数据交换。
本实施例中系统接口使用USB接口的USB接口控制装置631的电路原理如图14所示，该USB接口及USB控制器支持USB2.0标准协议。图中J1为USB接口插座，U1为USB控制器芯片，CY1为12MHZ晶振为U1提供工作脉冲，所述USB控制器芯片的USB_T、USB_WK、USB_CS、USB_RD、USB_WR、USB_INT、USB_ALE、USB_RST作为控制信号传输分别与图20核心控制器芯片U4的相应端连接，以及U1中的D0…D7作为数据和地址传输端分别与核心控制器芯片U4的相应端连接。
所述USB接口控制装置631完成与数据处理系统的连接，解释、转换、控制和传输通用接口协议，完成对USB接口的初始化和控制、接受从数据处理系统发送来的命令和数据，解释并执行数据处理系统发送来的命令，以及反馈核心控制器传送的信息和数据，从而建立数据处理系统与本发明装置的物理和逻辑连接。
本实施例中外部存储设备接口采用CF接口的CF接口控制装置641的电路原理如图17所示，图中的J3为CF卡接口连接器，用于连接作为外部存储设备的CF卡，该CF接口兼容CF-ATA接口或PCMCIA或True IDE接口。如图中的CD1#、CD2#、A01#、A02#、CS0#、CS1#、IORDY#、RESET#、IOWR#、IORD#作为控制信号传输端分别与图20核心控制器芯片U4的相应端连接，以及J3中的D0…D15作为数据和地址传输端分别与核心控制器芯片U4的相应端连接。
本实施例中以移动硬盘作为内部存储装置，如图16所示，图中的J2为移动硬盘接口连接器，用于连接移动硬盘，所连接的移动硬盘规格可为2.5英寸，也可为1.8英寸。图中的/IOW、/IOR、IO CH_RD、IRQR、/DA1、DA0、/IDE CS0、/ACTIVE、/IDE CS1、DA2、BACKUP、/IOCS16作为控制信号传输端分别与图20核心控制器芯片U4的相应端连接，以及J2中的D0…D15作为数据和地址传输端分别与核心控制器芯片U4的相应端连接。
图7是本发明的另一个实施例功能方框图，本实施例中，所述系统接口采用IEEE1394接口，外部存储设备接口采用SM接口，使用DRAM存储器作为内部存储介质的DRAM存储装置612，以及包括信息提示的液晶显示装置671、手动操作的按键输入控制器件661、音频播放的MP3播放器681、连接影像采集装置的影像装置连接接口691。所述控制器62分别与DRAM存储装置612、IEEE1394接口装置632、SM接口装置642、液晶显示装置671、按键输入控制器件661、MP3播放器681建立双向连接，上述连接均支持信号和数据的双向流动。所述的电源装置65自带电池电源，以保持长期对DRAM存储装置612供电，防止有效数据丢失。
本实施例中，IEEE1394接口可以是标准的IEEE1394接口，也可以是非标准的IEEE1394接口，即本实施例中的IEEE1394接口可以电气信号和物理结构和物理尺寸均符合IEEE1394标准，也可以只有电气信号符号IEEE1394标准但其物理结构和尺寸为非IEEE1394标准。
本实施例的数据交换及存储装置60通过IEEE1394接口可以接入多种数据处理系统10，通过SM接口连接SM接口外部存储设备20和/或30，进行数据和信息的传输和存储；通过IEEE1394接口连接数据处理系统，作为与数据处理系统相连接的外部存储装置，使数据处理系统可直接在DRAM存储装置612和外部存储设备上读写数据，此时本实施例的数据交换及存储装置60可作为IEEE1394大容量存储设备和读卡器设备，支持IEEE1394协议和SM接口传输协议，所述数据处理系统10不仅可以对外部存储设备进行数据交换操作，也可对DRAM存储装置12进行数据交换操作，以及通过数据处理系统实现外部存储设备与DRAM存储装置12相互之间的数据交换。
本实施例中系统接口使用IEEE1394接口的IEEE1394接口控制装置632的电路原理如图15所示，该IEEE1394接口及IEEE1394控制器支持IEEE1394标准协议。图中J10为IEEE1394接口插座，U10为IEEE1394控制器芯片，CY10为12MHZ晶振为U10提供工作脉冲，所述IEEE1394控制器芯片的1394_RD、1394_WR作为控制信号传输分别与图20核心控制器芯片U4的相应端连接，以及U10中的D0…D15作为数据和地址传输端分别与核心控制器芯片U4的相应端连接。为了图示的方便，在图19核心控制器芯片U4的IEEE1394相应连接端没有标示。
所述IEEE1394接口控制装置632完成与数据处理系统的连接，解释、转换、控制和传输通用接口协议，完成对IEEE1394接口的初始化和控制、接受从数据处理系统发送来的命令和数据，解释并执行数据处理系统发送来的命令，以及反馈核心控制器传送的信息和数据，从而建立数据处理系统与本发明装置的物理和逻辑连接.
本实施例中外部存储设备接口采用SM接口的SM接口控制装置642的电路原理如图18所示，图中的J7为SM接口连接器，用于连接作为外部存储设备的SM卡。如图中的SM ALE、SM CLE、SM RE、SM WE、SM WP、SM RB、SM RB、SM CE、SM CD、SM SW0等作为控制信号传输端分别与图19核心控制器芯片U4的相应端连接，以及J7中的D0…D7作为数据和地址传输端分别与核心控制器芯片U4的相应端连接。
图8是本发明的又一个实施例功能方框图，本实施例中，所述系统接口采用USB接口，外部存储设备接口采用SM、CF、MS、SD/MMC多种接口，使用移动硬盘作为内部存储装置，以及包括信息提示的液晶显示装置671、手动操作的按键输入控制器件661、音频播放的MP3播放器681、连接影像采集装置的影像装置连接接口691。所述控制器62分别与移动硬盘611、USB接口装置633、外部存储设备接口(SM、CF、MS、SD/MMC)装置643、液晶显示装置671、按键输入控制器件661、MP3播放器681建立双向连接，上述连接均支持信号和数据的双向流动。
本实施例的移动存储装置通过USB接口可以接入多种数据处理系统，通过SM、CF、MS、SD/MMC接口连接多种外部存储设备，进行数据和信息的传输和存储；CF接口兼容CF-ATA接口或PCMCIA或True IDE接口；通过USB接口可以连接数据处理系统10，作为与数据处理系统相连接的外部存储装置，使数据处理系统可直接在移动硬盘611和外部存储设备上读写数据，此时本实施例的移动存储装置可作为USBMass Storage和读卡器设备，支持USB Mass Storage协议和SM、CF、MS、SD/MMC接口传输协议，所述数据处理系统不仅可以对外部存储设备进行数据交换操作，也可对移动硬盘611进行数据交换操作，还可通过数据处理系统实现外部存储设备与移动硬盘611相互之间的数据交换。
图19和图20是本实施例MS接口、SD/MMC接口的电路原理图，如图所示，J4是MS接口连接器，用于连接作为外部存储设备的MS记忆棒，如图中的MS SCLK、MS INS、MS SDIO、MS BS等作为控制信号传输端分别与图21核心控制器芯片U4的相应端连接。图中的J5是SD/MMC接口连接器，用于连接SD卡或MMC卡，SD WRPROTECT、CD/DAT3、CMD、CARD_DETECT作为控制信号传输端分别与图19核心控制器芯片U4的相应端连接，图中的DAT2、DAT1、DAT0等作为SD/MMC的数据和地址传输端与核心控制器芯片U4的相应端连接。所述MS接口、SM/MMC接口的数据传输是按照串行方式进行的。
图11是本发明装置实施例的工作流程图。当用户将本发明装置在上电使其处于工作的状态时，所述控制器62进行初始化操作，包括控制器62和外围接口芯片电路初始化、内部存储装置61的识别与连接、其他外部设备的识别与连接等；同时检测是否有外部存储设备插入到外部存储设备接口装置64的相应接口中，如果检测到有外部存储设备，则检测所插入的外部存储设备类型、接口类型及设备特征信息，当有多个不同类型的外部存储设备插入到相应接口时，将重复上述操作；本发明所述的实施例中，所述的外部存储设备包括CF卡、MS记忆棒、SD卡、MMC卡、SM卡。
在本发明装置连接数据处理系统的USB接口时，所述的控制器62接受数据处理系统的命令和信息，当数据处理系统有操作请求时，所述控制器62按照USB标准协议与数据处理系统实行数据交换和存取操作，即实现数据处理系统与外部存储设备或/和移动硬盘/DRAM存储模块之间的数据交换。
在本发明装置不连接数据处理系统处理并使其处于工作状态时，用户通过本发明装置上的按键装置(如COPY键)，可实现外部存储设备和移动硬盘之间的数据交换和存取；本发明实施例中，主要是将外部存储设备中的数据另行存储到移动硬盘中，其具体工作流程如图11所示。同时，用户也可将从外部存储设备中读取的数据只在液晶显示模块中显示出来，用户可以根据需要选择另行存储到移动硬盘611或DRAM存储装置612，该选择操作可通过按键进行控制。
当用户确认将外部存储设备中的数据存储到移动硬盘611或DRAM存储装置612的操作后，所述的控制器2中的固化软件即操作系统读取相应接口外部存储设备和移动硬盘611或DRAM存储装置612中的设备信息，包括该外部存储设备和移动硬盘611或DRAM存储装置612的设备类型、存储容量、可用空间、接口类型等信息；同时，所述固化软件即操作系统在移动硬盘611或DRAM存储装置612中的相应目录下创建与外部存储设备相对应的目录，以及读取相应外部存储设备中的第一个文件，传送到控制器62中，并将其读取的信息在液晶显示装置671中显示出来，待用户确认后，将该文件复制到移动硬盘611或DRAM存储装置612所创立的相应子目录中，该文件复制完毕后，固化软件检测外部存储设备中是否还存在未复制的文件，如果存在，则进行前述文件复制循环操作，直至将外部存储设备中所有文件复制到移动硬盘611或DRAM存储装置612中。
上述操作过程，包括设备信息、设备初始化、用户操作、数据处理操作、文件复制操作、文件复制进程等信息均可在液晶显示装置671中显示相关信息，液晶显示装置71的电路原理见图13。

Claims (20)

1.一种数据交换及存储方法，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘(20)和存储卡(30)之间以及该存储盘(20)和存储卡(30)二者同数据处理系统主机(10)之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述存储盘(20)、存储卡(30)和数据处理系统主机(10)三方中之任何一方或两方，所述数据交换及存储方法包括步骤：
①设置数据交换及存储装置(60)，该装置包括内部存储装置(61)、系统接口装置(63)、外存储设备接口装置(64)以及控制器(62)，该控制器(62)内含固化软件；
②所述控制器(62)根据系统接口装置(63)接收到的来自数据处理系统主机(10)的命令和信息，按照所述系统的要求执行对内部存储装置(61)和/或外部存储设备(20、30)的数据读写；
其特征在于：所述方法在所述数据交换及存储装置(60)不连接所述系统主机(10)的情况下，包括步骤：
③控制器(62)通过外存储设备接口装置(64)读取外存储设备(20、30)的特征信息，或者读取内部存储装置(61)的特征信息，以及识别外存储设备(20、30)的类型并选择相应的接口协议；
④控制器(62)通过所述外存储设备接口装置(64)读取已连接到所述外存储设备接口装置(64)的接口的相应外存储设备(20、30)中存储的数据，或者读取内部存储装置(61)中所存储的数据；
⑤控制器(62)依据操作请求将从外存储设备(20、30)获取的数据存储至内部存储装置(61)中，或者将从内部存储装置(61)中读取的数据存储到外存储设备(20、30)中；
⑥所述控制器(62)对内部存储装置(61)或者外存储设备(20、30)的数据读取与存储，均按照其相应接口的标准协议进行。
2.按照权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于，还包括步骤：
⑦在所述数据交换及存储装置(60)中设置电源装置(65)，包括变换电路和电池(654)，以保证所述数据交换及存储方法可以依靠所述系统主机(10)接口供电、依靠外接电网供电，或者依靠自身电池供电来实现。
3.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
所述内部存储装置(61)包括但不限于硬盘、移动硬盘、半导体存储装置、光介质存储驱动装置。
4.如权利要求3所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
所述的半导体存储装置的存储介质包括但不限于快闪存储器、DRAM、EEPROM、SRAM、FRAM、MRAM以及Millipede，可以采用一块或多块半导体芯片。
5.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
所述系统接口装置(63)的接口类型是USB接口、IEEE1394接口、蓝牙接口、IrDA红外接口、HomeRF接口、IEEE802.11a接口、IEEE802.11b、IEEE802.11g、SCSI、RS232和/或打印机并口。
6.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
所述外存储设备接口装置(64)的接口是SM、CF、MMC、SD、MS、MD和/或x-D接口。
7.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
所述的系统接口装置(63)和外存储设备接口装置(64)是单个接口、或者是多个相同接口或/和多个不同类型接口的组合。
8.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
在所述数据交换及存储装置(60)中设置手动控制装置(66)，通过该手动控制装置(66)可以实现对数据的获取与传输、信息提示、工作模式切换的手动控制；所述的手动控制装置(66)包括但不限于拨动型开关和按键。
9.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
在所述数据交换及存储装置(60)中设置信息提示装置(67)，用以提示静态信息和动态信息，包括但不限于用户信息、产品信息、设备信息、传输文件信息、工作状态信息以及连接的外部存储设备的信息；所述信息提示的方式可以是液晶显示、发光二极管矩阵、LED状态提示、声音提示以及震动器件等。
10.如权利要求1所述的数据交换及存储方法，其特征在于：
还在所述数据交换及存储装置(60)中设置音频装置(68)和/或视频装置(69)，结合内部存储装置(61)或外部存储设备，用以实现多媒体播放功能。
11.一种数据交换及存储装置，用于实现在各种存储设备，包括作为外存储设备的移动存储盘(20)和存储卡(30)之间以及移动存储盘(20)和存储卡(30)二者同数据处理系统主机(10)之间交换数据，或者实现将从一方读出的数据存入所述移动存储盘(20)、存储卡(30)和数据处理系统主机(10)三方中之任何一方或两方，其特征在于：
所述数据交换及存储装置(60)包括用于数据存储的内部存储装置(61)、连接数据处理系统的系统接口装置(63)、用于读取外部存储器数据的外存储设备接口装置(64)、用于控制各个装置的控制器(62)，以及为各个装置提供电源的电源装置(65)，所述的控制器(62)分别与其他各装置建立电连接，所述控制器(62)中设置有所述数据交换及存储装置(60)在不连接数据处理系统情况下可以进行数据存取操作的固化软件。
12.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
所述的内部存储装置(61)包括但不限于硬盘、移动硬盘、半导体存储装置、光介质存储驱动装置。
13.如权利要求12所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
所述的半导体存储装置的存储介质是快闪存储器、DRAM、EEPROM、SRAM、FRAM、MRAM或Millipede，可以采用一块或多块半导体芯片。
14.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
所述系统接口装置(63)的接口类型包括USB接口、IEEE1394接口、蓝牙接口、IrDA红外接口、HomeRF接口、IEEE802.11a接口、IEEE802.11b、IEEE802.11g、SCSI、RS232以及打印机并口。
15.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
所述外部存储设备接口装置(64)中的接口包括SM、CF、MMC、SD、MS、MD或x-D接口。
16.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
所述的系统接口装置(63)和外部存储设备接口装置(64)是单个接口、或者是多个相同接口或/和多个不同类型接口的组合。
17.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
还包括手动控制装置(66)，该手动控制装置(66)可以实现对数据的获取与传输、信息提示、工作模式切换的手动控制；所述的手动控制装置(66)包括但不限于拨动型开关和按键。
18.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
还包括信息提示装置(67)，用以提示静态信息与动态信息，包括但不限于用户信息、产品信息、设备信息、传输文件信息、工作状态信息以及连接的外部存储设备的信息；所述信息提示的方式可以是液晶显示、发光二极管矩阵、LED状态提示、声音提示以及震动器件等。
19.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
还包括音频装置(68)和/或视频装置(69)，结合内部存储装置(61)或外部存储设备，用以实现多媒体播放功能。
20.如权利要求11所述的数据交换及存储装置，其特征在于：
在所述外存储设备接口装置(64)的接口处装有弹出装置，该弹出装置施压后可令所述外部存储设备弹出来。
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