CN1202484C - 一种计算机用模拟硬盘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计算机用模拟硬盘装置，包括硬盘模拟器和硬盘磁头读写控制器，由DSP芯片、RAM、EEPROM、IDE40型接口组成的硬盘模拟器，可与计算机原有硬盘并行接受ATA总线指令，独立控制硬盘，再根据总线指令，受限于存放在EEPROM中的以地址段为分区的分区读写条件限制表，直接控制在硬盘磁头与硬盘控制电路之间的磁头读写控制器，进行读写电流通断的读写操作，还可通过通断主电源来监控DSP芯片上EEPROM的写信号。由于模拟硬盘装置行独立操作，并且不控制硬盘IO端口，无读写时间滞后，还能防止对硬盘进行数据更改以及恶意编程，适合用于高速计算机的硬盘数据安全保障，并且成本低廉，也不受原系统缺陷影响。
Description
技术领域
本发明涉及计算机硬件技术领域，具体说是涉及到一种计算机用模拟硬盘装置。
背景技术
当今，计算机技术已经广泛应用在人们生活、工作及学习的各个领域之中，其重要性不言而喻，计算机是由硬件系统和软件系统构成的，硬件系统是基础，其中硬盘是计算机最重要的存储设备，包括操作系统在内的给各种软件、程序、数据都需要保存到硬盘上，而硬盘主要是由接口电路和控制电路组成，通过与输入、输出设备及中央处理器连接的总线技术进行数据信号的读写并进行控制，IDE接口总线技术是目前常用的读写及控制技术，虽然，IDE总线技术在已知的读写控制是使用23、25针的电平控制，目前在网络物理隔离卡和硬盘读写控制器中，有一部分是使用这两针的电平进行判断读写状态，例如中国专利94111461.9，名称为《一种控制计算机硬盘读写的方法及装置》就公开了这样的内容，而专利号为92107305.4，名称为《微机硬盘读写控制器》的中国专利公开得是一种通过过滤INT13进行判断读写状态，表面上，它们都通过控制23、25针的电平就可以达到保护数据的目的。但是，这两项技术在要求数据高速传输和存储中有时间滞后的特点，无法满足一些海量数据系统运行的要求。同时，由于硬盘的DSP模块是依靠片内和片外EEPROM中的程序控制，如果有恶意程序对片内和片外EEPROM的程序进行修改，例如单片机技术的在线编程或在线升级BIOS技术，就可使硬盘在不理会23、25针的电平状态下，直接向ATA总线发送硬盘内所有存储数据，或ATA总线向硬盘写入数据，或自动低格硬盘，也可在硬盘与硬盘之间进行编程，所以简单地依靠控制读写IO电平，无法使硬盘真正做到防范各种严重性破坏。由于有部分DSP有可直接控制对EEPROM的编程端口，有部分没有直接控制对EEPROM的编程端口，而是依靠片内EEPROM预存程序对片外EEPROM进行读写，因此想依靠23、25针的电平状态完全控制硬盘的数据读写和片内和片外的EEPROM的改写是很困难的。
发明内容
发明内容
针对以上所述现有控制硬盘读写技术的不足，本发明的目的是提出一种能与硬盘同时接受数据传输、地址、控制总线的指令、可对硬盘进行独立操作并且没有读取数据时间滞后的计算机用模拟硬盘装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种计算机用模拟硬盘装置，包括：用于模拟和管理硬盘工作状态的硬盘模拟器和受硬盘模拟器控制的硬盘磁头读写控制器；其特点在于：由DSP芯片、RAM、EEPROM、IDE40型接口组成的硬盘模拟器，可与计算机原有硬盘并行接受ATA总线指令，不依赖原系统控制并独立控制硬盘，该硬盘模拟器具有的IDE40型接口为一组与硬盘IDE型接口规范一致的40针接口，硬盘模拟器上的DSP芯片只从IDE40型接口的37针、38针、35针、33针、36针、25针、23针得到ATA总线控制硬盘的地址总线和控制总线指令，再根据地址总线33、35、36针得到的指令，对比在硬盘模拟器的EEPROM中预存的以地址段为分区的分区读写条件限制表后，有条件地控制硬盘磁头读写控制器的读写电流通断，使各分区内数据有条件地进行读写操作，其中23、25、37、38四针是控制总线信号，决定了硬盘读写数据状态，硬盘磁头读写控制器是由一块电子模拟切换集成电路构成，它被设计在硬盘磁头与硬盘控制电路板之间，直接对磁头读写电流进行不滞时控制，同时，硬盘模拟器上的DSP芯片还监控硬盘上的DSP芯片的片内、片外EEPROM的写信号，当写信号有效时，就断开硬盘的主电源，而没有写信号时就自动接通硬盘主电源。
所述的硬盘模拟器可连接各种ATA接口的硬盘，通过改变不同接口规范的DSP芯片，就可连接SCSI、Ultra DMA及Serial ATA接口的硬盘，也能同时对应连接同一存储总线口上的多个硬盘。
上述硬盘模拟器可设计成单独的板卡，也可做在主板、硬盘、硬件卡上。
本发明的工作原理是这样的，硬盘模拟器是由一块内置OPT一次性编程的DSP芯片，一块EEPROM电擦写芯片，一块RAM静态存储器，一块电子模拟切换集成电路组成，该硬盘模拟器在没有存储总线控制下，通过预设在OPT中的程序对硬盘DSP进行监控和可模拟存储总线独立对硬盘进行低格和分区，并将分区表进行限制读写状态设置存放在区为单位，整个零柱面和每个逻辑分区的第一柱面第一磁头的多个扇区被设置成可读不可写，用来保护分区表信息，将分区根据要求设成系统区，暂存区，共享区，保密区。使各分区内数据有条件地进行读写操作，达到防止数据被破坏和失窃的目的，硬盘模拟器控制各分区的默认状态是：系统区的读写状态完全设置成可读不可写；暂存区设置成内网认证可读可写；共享区设置成内网认证可读，写由网络连接密码控制；保密区设置成不可读写，当不为人为控制的恶意程序读保密区时，硬盘模拟器模拟硬盘向存储总线发出没有数据的命令，同时断开磁头读电流；当不为人为控制的恶意程序写保护区时，硬盘模拟器模拟硬盘发出硬盘被写保护的命令，同时断开磁头写电流，达到防止在线编程对EEPROM的恶意改写。当主板存储总线向硬盘发送请求时，DSP芯片模拟硬盘接收存储地址总线请求寻找的地址，根据EEPROM中独立的分区读写限制表设置，直接操作硬盘磁头读写控制器的读写电流，同时从硬盘接口23、25、37、38针的电平状态判断读写状态，由于本发明中的硬盘模拟器不与系统的IO中断挂钩，所以能与硬盘接口同时接受存储总线控制。也能同时控制同一存储总线口上的多个硬盘。磁头读写控制器是由一块电子模拟切换集成电路构成，磁头读写控制器受控于硬盘模拟器，直接对磁头读写电流进行控制，具有抗干扰、高阻抗和切换速度高的优势。它被设计在硬盘磁头与硬盘控制电路板之间，控制磁头的读写电流。达到恶意程序无法对未经操作者允许的过程对硬盘进行数据更改。
由于本发明采用了以上技术方案，使得模拟硬盘装置能与硬盘同时接受数据传输、地址、控制总线的指令并可对硬盘进行独立操作，并且不控制硬盘IO端口，硬盘模拟器在执行过程中无硬盘必须的寻道时间，因此实际控制磁头读写控制器的时间比硬盘读写数据的速度快，解决了硬盘读取数据时间滞后的问题，还能防止对未经操作者允许而进行硬盘数据更改，以及对硬盘EEPROM的恶意编程，与目前拦截读写状态并做出限制判断后去控制硬盘的读写IO端口的技术相比，本发明更适合用于高速计算机的硬盘数据安全保障，并且成本低廉，由于该装置的控制点没有与原系统挂钩，是独立对数据存储进行处理，因此不受原系统缺陷影响。
附图说明
图1为本发明原理结构框图
具体实施方式
下面结合附图详述本发明，从图1可看出本发明的技术原理，一种计算机用模拟硬盘装置，由用于模拟和管理硬盘工作状态的硬盘模拟器和受硬盘模拟器控制的硬盘磁头读写控制器组成，由DSP芯片、RAM、EEPROM、IDE40型接口相互连接组成的硬盘模拟器，通过有一组与硬盘IDE接口规范一致的40针IDE40型接口与主板ATA接口连接，硬盘模拟器上的DSP芯片连接硬盘磁头读写电流控制器，硬盘磁头读写电流控制器连接计算机硬盘磁头和硬盘电路板之间的接口，就形成了与计算机原有硬盘并行接受ATA总线指令，得到ATA总线控制硬盘的地址总线和控制总线指令，控制磁头读写控制器的读写操作，直接对磁头读写电流进行控制。本发明仅以ATA接口的硬盘为例，本发明不但适合于任何一种ATA接口的硬盘，也可通过改变不同接口规范的DSP芯片，使其满足包括SCSI、Ultra DMA、SerialATA等接口规范的硬盘，而产生适合包括SCSI、Ultra DMA及Serial ATA接口的产品，硬盘模拟器可以设计成单独的板卡，也可复合在计算机的主板上、硬盘上或是硬件卡上。
Claims (7)
1.一种计算机用模拟硬盘装置，包括：用于模拟和管理硬盘工作状态的硬盘模拟器和受硬盘模拟器控制的硬盘磁头读写控制器；其特征在于：由DSP芯片、RAM、EEPROM、IDE40型接口组成的硬盘模拟器，可与计算机原有硬盘并行接受ATA总线指令，不依赖原系统控制并独立控制硬盘，该硬盘模拟器具有的IDE40型接口为一组与硬盘IDE型接口规范一致的40针接口，硬盘模拟器上的DSP芯片只从IDE40型接口的37针、38针、35针、33针、36针、25针、23针得到ATA总线控制硬盘的地址总线和控制总线指令，再根据地址总线33、35、36针得到的指令，对比在硬盘模拟器的EEPROM中预存的以地址段为分区的分区读写条件限制表后，有条件地控制硬盘磁头读写控制器的读写电流通断，使各分区内数据有条件地进行读写操作，其中23、25、37、38四针是控制总线信号，决定了硬盘读写数据状态，硬盘磁头读写控制器是由一块电子模拟切换集成电路构成，它被设计在硬盘磁头与硬盘控制电路板之间，直接对磁头读写电流进行不滞时控制，同时，硬盘模拟器上的DSP芯片还监控硬盘上的DSP芯片的片内、片外EEPROM的写信号，当写信号有效时，就断开硬盘的主电源，而没有写信号时就自动接通硬盘主电源。
2.根据权利要求1所述的模拟硬盘装置，其特征在于：所述硬盘模拟器可以直接连接任何一种ATA规范接口的硬盘。
3.根据权利要求1所述的模拟硬盘装置，其特征在于：所述硬盘模拟器，通过改变不同接口规范的DSP芯片，可连接SCSI、Ultra DMA及Serial ATA接口的硬盘。
4.根据权利要求1所述的模拟硬盘装置，其特征在于：所述硬盘模拟器可设计成单独的板卡，也可做在主板、硬盘、硬件卡上。
5.根据权利要求1所述的模拟硬盘装置，其特征在于：所述硬盘模拟器不对硬盘的IDE接口进行控制。
6.根据权利要求1所述的模拟硬盘装置，其特征在于：所述硬盘模拟器也能同时对应连接同一存储总线口上的多个硬盘。
7.根据权利要求1所述的模拟硬盘装置，其特征在于：所述硬盘模拟器能独立对硬盘进行分区、低格操作。
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