CN1400602A

CN1400602A - 具有usb接口的便携式可读写存储器及其数据管理的方法

Info

Publication number: CN1400602A
Application number: CN 01123780
Authority: CN
Inventors: 谢燦豪; 施宣明
Original assignee: TAIJUN INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: Maishiya (Beijing) Science and Technology Co., Ltd.
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-03-05
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: CN1235227C

Abstract

一种具有USB接口的便携式可读写存储器，它包括外部的壳体和壳体内的控制电路，其中控制电路包括USB接口、闪存、CPU、缓存器；其中CPU完成地址选通和数模转换，其端口接USB、闪存、缓存器。所述的CPU端口还接有红外模块或带有感应天线的射频识别模块。本发明存储量大、存储可靠性高，体积便于携带，即插即用，不仅能够集成射频识别器件，或者无线接收组件，成为PC机的外设通信接口，而且还能作为个人身份识别器件。另一方面，它不仅能够较好地实现数据的加密，并且能够通过物理的切换实现对数据读写的管理。

Description

具有USB接口的便携式可读写存储器及其数据管理的方法

技术领域

本发明涉及一种可读写存储器及其数据管理的方法，尤其是一种具有USB接口的便携式可读写存储器及其数据管理的方法。

背景技术

目前移动储存设备中，普遍存在无法真正移动储存的目的，大部分因为体积太大携带不方便如外置式硬盘，外置式刻录机，ZIP，MO…等，这些设备能提供较大容量存储但机动性不足。作为便携式存储器，例如，软盘，不仅专用的驱动器占用体积大，能量消耗、噪音大，而且由于软驱运行速度慢，储存空间小，资料储存可靠度较低，除了磁介质作为存储介质的种种不安全特点外，软盘本身由于属于便携式产品，使用中容易出现物理损坏，因此现有的存储器在现实实用性上早已不敷使用，但由于其成本低廉，且一直无足以取代它的高效能低成本发明问世，也让软驱、软盘存活了下来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有USB接口的便携式可读写存储器，存储量大、存储可靠性高，体积便于携带，即插即用，不仅能够集成射频识别器件，或者无线接收组件，成为PC机的外设通信接口，而且还能作为个人身份识别器件。

本发明的次要目的在于提供一种具有USB接口的便携式可读写存储器，它不仅能够较好地实现数据的加密，并且能够通过物理的切换实现对数据读写的管理。

本发明的又一目的在于提供一种具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，不仅能够将其作为PC机的引导盘，而且通过对闪存的存储区进行管理，作为计算机电子锁，对计算机的使用进行安全保密限定。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有USB接口的便携式可读写存储器，它包括外部的壳体和壳体内的控制电路，其中所述的控制电路包括USB接口、闪存、CPU、缓存器；其中CPU完成地址选通和数模转换，其端口接USB、闪存、缓存器。

所述的控制电路还包括读写控制开关，读写控制开关的一端接CPU端口，另一端选择接高电平或接地。

所述的读写控制开关操控部设置在壳体外侧部。

所述的设置在壳体外侧部读写控制开关为能够沿导槽搬移的滑动开关或按压复位开关或能够左右搬翘的开关。

所述的CPU接有放置电子锁密码或引导程序的存储器。

所述的CPU端口还接有无线接收装置。

所述的无线接收装置可为红外模块或带有感应天线的射频识别模块。

一种具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，其中：将存储器的数据区分为公共数据区和保密区，数据读写的许可密码设置在保密区中，或者将存储器的数据区还分有密码储存区，密码设置设置在密码储存区中；公共区内设置可要求核对密码的执行文件，执行该文件并输入正确密码后，读取存放在密码区或保密区中密码储存区，来加以比对，若密码相符，则开放保密区给用户使用提供另一盘符，若否则用户仅能使用公共区，并提示密码错误。

未插上具有USB接口的便携式可读写存储器时，PC将无法启动或部分软件及程序无法执行，插上具有USB接口的便携式可读写存储器后，PC与该便携式可读写存储器通信，进行许可判断，以得到PC使用权限。

所述的进行许可判断为与PC机的BIOS配合进行：存储区内含两组密码，固定密码和可变动密码，BIOS在POST后，通过标准设备协议来读取PID及VID，与BIOS内建数据库相符合后，PC才可引导进入正常开机程序；可变动密码：用户在保密区或密码区储存密码，PC电源打开后，BIOS自动要求用户输入密码，验证成功后，进入正常开机程序，用户可通过BIOS界面或内附应用程序来更改密码。

所述的进行许可判断为本装置单独进行：第一次使用本机，通过数据保密功能来进入保密区，安装驱动程序(或从网路下载驱动程序)，驱动程序安装以后，输入电脑锁密码，以得到本机使用权限，PC在每个动作前都检验USB电子盘是否插入，且所输入密码是否与USB电子盘内电脑锁密码相同，若为是则开放使用者使用权限，若为否则禁止用户再继续使用本机，禁止方式可为切断所有通信口功能，注销本机使用者登入。

所述的进行许可判断为本装置单独进行还包括：已在本机安装过驱动，每次作业系统启动后，系统会自动调出密码窗口，输入密码，并检查USB电子盘是否存在并比对密码，密码是否与USB电子盘内电脑锁密码相同，若为是则开放使用者使用权限，若为否则禁止用户再继续使用本机，禁止方式可为切断所有通信口功能，注销本机使用者登入。

本发明具有明显的优点：

1、本发明轻薄短小，大小如同笔一样，并能提供大于软驱数十倍甚至数百倍储存空间；储存数据安全，不容易本物理破坏。

2、使用方便，不需拆开机箱，只须一个USB设备接口即可使用，无分离式驱动器及磁盘，使用方便，并且现有所有PC机型都具备USB接口，所以没有系统支持性问题。

3、除了移动储存的目的外，本发明机动性高，低成本，高容量，更重要的是能够在没有作业系统存在下，达到引导的目的。

4、资料存储可靠度高，由于闪存的存储介质为电子介质，不像其他磁盘式产品容易受环境影响及物理力量破坏，可靠度较高，对于重要资料的保存提供更大的保护性，用户能在更放心地移动数据。

5、数据保密，除了电子盘较可靠数据存储外，本发明另外提供电子盘上数据保密功能，用户在每次使用本实用新型时必须输入确认密码来确认使用者身份，如此可确保电子盘不会在未经授权情形下被盗用，另外并可预防用户丢失电子盘后数据遭拾获读取，如此可以完全预防机密资料的流失。

6、在计算机保卫锁方面，当个人信息化越高时，人们对PC类等信息产品的依赖度就越高，也正因此越来越多个人信息储存在PC中，人们对PC的守卫意识也正在提高，因此除了对电子盘内的数据加以保护以外，可作为PC电子锁。

7、在身份识别方面，由于现代人对个人信息保密需求的提高，安全的计算机使用环境需求也就越来越高，所以本发明在设备中加入RFID(射频身份识别)发射端(TAG)的部分，再通过RFID接收端的产品(如键盘)，即可达到计算机安全守卫的目的。

8、除了PC上的身份识别以外，本发明亦可配合射频识别门禁系统，将公司行号中身份识别卡(TAG)集成在本发明中，可取代现有随身携带识别卡，并提供员工个人移动资料存储；另外还可使用主动式发射卡来加强身份识别安全性，应用范围如汽车防盗锁，如此，本实用新型的作用不止是局限在PC周围，亦可应用在生活产品中，并更能发挥移动储存设备的机动性，甚至能引导出移动身份认证的应用范围。

附图说明

图1为本发明外部结构示意图；

图2为本发明电路构成示意图；

图3为本发明无线接收部分电路构成示意图；

图4为本发明电路原理图之一；

图5为本发明电路原理图之二；

图6为本发明存储器分区图之一；

图7为本发明存储器分区图之二。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步地详细说明。

如图1、2、3所示，本发明为一种具有USB接口的便携式可读写存储器，它包括外部的壳体和壳体内的控制电路，其中所述的控制电路包括USB接口、闪存、CPU、缓存器；其中CPU完成地址选通和数模转换，其端口接USB、闪存、缓存器。

壳体1上开设窗口2，窗口2内设有读写控制开关3，开关控制端的一端接控制电路的CPU端口的读写控制口线，一端接地。读写控制开关3操控部设置在壳体1外侧部。并且读写控制开关3为能够沿导槽搬移的滑动开关，或按压复位开关，或能够左右搬翘的开关。

再有，CPU接有放置电子锁密码或引导程序的存储器，以及无线接收装置。

作为移动储存的器件，本发明使用闪存作为储存媒介，容量依使用闪存大小来决定，用户可移动携带较大容量之数据或数据交换，并可串联闪存来增加容量。

设备使用USB接口来与PC沟通，在较新的作业系统中不须另挂驱动，可即插即用，可充分发挥移动储存的优势。

具体电路结构如图4、5所示，此设备为数据存储设备，可通过DP、DN两引脚与主板的USB口之间进行数据传输，将硬盘中之数据与此设备的闪存内的数据进行对传，便于资料的携带。

USB输入电压为DC 5V，而IC的工作电压为3.3V，因此，电路采用了直流5V转3.3V的电路。U1为USB IC，通过DATA+、DATA-引脚与USB口连接，它有1 5条地址线，2组数据线，32个I/O口，并有RD、WR引脚，来进行数据的读、写操作。U3为闪存，可将与硬盘之间传输的数据存放在其内部，在掉电后，不会丢失。U4为缓冲器，有15条地址线A0-A15，1组数据线IO1/IO8，为暂时存放数据的地方。U6为可放置密码的存储器，通过SDA、SCL引脚与主IC连接，用来读取设备描述，从而识别设备的类型。将设备插入主板USB口，通过网络DN、DP将数据传输到主芯片U1，IC处理后，从Serial EEPROM U6读出数据，同时发出复位命令，将设备复位，此时设备进入正常工作状态。读写开关SW1接CPU的WP A2，其控制端接高电平，可许可读写；或通过电阻R3接地，只能读。

系统复位后，开始执行数据传输过程，主机会发出命令，打开片选端，启动RD或WR等控制信号，将从硬盘读入/出的数据通过地址线选通其地址，通过数据线传输数据，并将其存到U4 SRAM中或存到U3闪存中。其中CMOS SRAM相当于缓存的作用，当掉电时，其中的数据会丢失，而闪存中的数据则不会丢失，因此，最终的数据都会放在U3闪存MEMORY中来保存，以便随时携带。

在USB电子盘中将无线设备天线(接收端)置入，由于目前多数无限设备皆需额外接收设备通过通讯端口来与PC或笔记本相连接，而且越来越多的无限设备使用USB端口来作为传输端口，在PC上USB端口有限的情形下，将无线设备接收天线集成到USB电子盘中可增加USB电子盘的实用性，并减少因无线设备的增加而造成USB口不足。具体电路如图5所示，无线设备可为红外线(Ir)设备，射频设备(RF)，及RFID，外部的数据信息通过TAG_DATA无线路径，例如天线的感应信号，或红外接受器件进入接收单元。数据进入接收单元后，转发到发送单元，通过发送单元中TX-PW引脚将数据传送到图4的CPU中，图4中CPU通过SDA及、SCL引脚接受数据，并通过USB口传送给PC。

无线设备中主要以射频(RF)无线传输设备及红外线(Ir)无限传输设备为主，可根据所搭配使用的无线设备来决定传输模式及传输频率。在RF无线设备中任何使用RF传输并将接收端集成在USB电子盘中的产品皆符合本发明设计理念，如RFID(射频身份识别)接收端。

在控制器硬件中将不同的数据来源分配给输出端口，传送到PC。无线设备接收器接收无线设备发射之信号，且将此信号通过控制器转换成USB/PS-2/1394等接口格式传入电脑。

读：将NAND-TYPE之DATE先传至Buffer(SRAM)，在将此数据通过控制器转换成USB、PS/2、1394等接口格式传入电脑；写：将电脑要传入闪存的数据先传入缓冲器中，缓冲器满后再将此数据传入闪存。

使用USB Hub实现针对两个数据源使用USB Hub来加以区分

在本发明中加上射频识别(RFID)中发射端功能(TAG)，本部件可依不同门禁系统来替换所使用的TAG，TAG部分若配合其他门禁系统则由门禁系统商提供，集成到设备中，或在PC中加入RFID接收端部分，可使用本发明来进行PC端身份识别，在PC识别系统中TAG由本公司自行设计制造，并提供身份识别软件。

在TAG的使用种类中区分为主动式及被动式两种，被动式可用于固定位置身份辨认上，主动式可用于需远距离辩认产品，因需使用者来按钮或主动印发辩试行为，所以并可预防无意识的辩试行为，来达到更安全的身份认证功能，USB闪存Disk加上RFID TAG后，对于移动办公及移动储存的意义有了更大的延伸，移动储存设备不止是能在PC上使用，在一般生活中，USB闪存Disk可作为电子身份认证中心，如门禁系统，汽车防盗锁…等。

本发明的方法基于图6、7、8所示的内容，其中数据保密，提供储存设备当地储存文件保密及加密功能。

由于当前储存设备如硬盘，在当作系统盘引导时，作业系统载入后，储存设备处于开放读写状态，除了部分作业系统能指定各用户硬盘使用区权限外，一般用户所使用作业系统多无安全机制供客户使用；另外在移动储存设备上，部分区资料加密更形重要，移动用户对于数据保密需求度远比一般用户为高，而现有移动储存设备所提供数据保密功能极为有限，而且通用性不佳，仅能在单机上实现，局限了移动储存的机动性，本发明的目的为提供储存设备Local数据保密机制，且不受PC环境影响。

外置设备硬件实现区划分将储存设备进行区划分，可划分数个区，区如下：

a)公共区：公共区可提供用户一开放读写区，任何能使用此设备的用户皆能对分区进行读写的动作；在公共区中用户无权读取也无法看到保密区的盘符。

b)保密区：在保密区中所操作与一般硬盘一般，但须执行一位于公共区内可执行文件，并输入正确密码后，才能进行数据的读取，否则无法看到及读取保密区中内容。

c)密码区：公共区内可执行文件要求用户输入密码，并可读取存放在密码区或保密区中密码储存区，来加以比对，若密码相符，则开放保密区给用户使用提供另一盘符，若否则用户仅能使用公共区，并提示密码错误。密码区作用为专区储存用户密码并提供修改功能，如此可确保用户密码不会因使用者的错误操作而造成密码流失或外漏；密码除了可放在密码区专区中外，若为系统设计简单化降低复杂性，亦可将密码储存在保密区中专属档案供专用程序调用比对。

计算机锁方面的处理方法是：

通过本发明使用时长时间插在USB口特性，通过硬件的编程或驱动程序的加载可将本发明加上电脑守卫锁功能，用户在未插上本装置时，PC将无法启动或部分软件及程序无法执行，除了发挥电脑守卫锁预防他人未经允许进入用户电脑系统外，亦可作为电脑使用记录，可用一记录用户登入后的所有动作。

实现方式依不同阶层可分为两种：

与BIOS配合使用：设备内含两组密码，此二组密码可同时使用或任选其一：

固定密码：为设备PID及VID，BIOS在POST后通过标准设备协议来读取本发明的PID及VID，与BIOS内建数据库相符合后PC才可引导进入正常开机程序。

可变动密码：使用者可将喜爱的密码储存在本发明中，储存媒介可为EEPROM，或闪存中的分区(即Security Area或Password Area)，PC电源打开后，BIOS会自动要求使用者输入密码，验证成功后进入正常开机程序，使用者可通过BIOS界面或内附应用程序来更改密码。

设备单独使用：设备不与BIOS搭配使用时，则需配合驱动程序在作业系统下来实现电脑锁功能，电脑锁密码则储存于密码区或保密区中，作业系统已载入后，使用者第一次使用本机，通过数据保密功能来进入保密区安装驱动程序(或从网路下载驱动程序)，驱动程序安装以后会要求用户来输入电脑锁密码以得到本机使用权限，PC在每个动作前都会检验USB电子盘是否插入且所输入密码是否与USB电子盘内电脑锁密码相同，若为是则开放使用者使用权限，若为否则禁止用户再继续使用本机，禁止方式可为：切断所有通信口功能，ex.Serial port，USB口，PS/2口，Parallel Port…；注销本机使用者登入，用户若欲再次登入需输入正确的Windows使用密码并插入USB闪存Disk后输入正确密码来获得使用权利。

若使用者已在本机安装过驱动，每次作业系统启动后，系统会自动调出密码窗口，来让使用者输入密码并检查USB电子盘是否存在并比对密码，密码是否与USB电子盘内电脑锁密码相同，若为是则开放使用者使用权限，若为否则禁止用户再继续使用本机，禁止方式可为切断所有通信口功能，ex.Serialport，USB口，PS/2口，Parallel Port…；注销本机使用者登入，用户若欲再次登入需输入正确的Windows使用密码并插入USB电子盘后输入正确密码来获得使用权利。

本装置作为PC引导盘时，在PC主板BIOS支持USB设备引导下，可在插入USB插槽后作为PC引导设备，基本上可实现软驱功能，并提供更大的储存容量，更快的读写速度。

Claims

1、一种具有USB接口的便携式可读写存储器，它包括外部的壳体和壳体内的控制电路，其特征在于：所述的控制电路包括USB接口、闪存、CPU、缓存器；其中CPU完成地址选通和数模转换，其端口接USB、闪存、缓存器。

2、根据权利要求1所述的具有USB接口的便携式可读写存储器，其特征在于：所述的控制电路还包括读写控制开关，读写控制开关的一端接CPU端口，另一端选择接高电平或接地。

3、根据权利要求2所述的具有USB接口的便携式可读写存储器，其特征在于：所述的读写控制开关操控部设置在壳体外侧部。

4、根据权利要求2或3所述的具有USB接口的便携式可读写存储器，其特征在于：所述的设置在壳体外侧部读写控制开关为能够沿导槽搬移的滑动开关或按压复位开关或能够左右搬翘的开关。

5、根据权利要求1所述的具有USB接口的便携式可读写存储器，其特征在于：所述的CPU接有放置电子锁密码或引导程序的存储器。

6、根据权利要求1所述的具有USB接口的便携式可读写存储器，其特征在于：所述的CPU端口还接有无线接收装置。

7、根据权利要求6所述的具有USB接口的便携式可读写存储器，其特征在于：所述的无线接收装置可为红外模块或带有感应天线的射频识别模块。

8、一种具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，其特征在于：将存储器的数据区分为公共数据区和保密区，数据读写的许可密码设置在保密区中，或者将存储器的数据区还分有密码储存区，密码设置设置在密码储存区中；公共区内设置可要求核对密码的执行文件，执行该文件并输入正确密码后，读取存放在密码区或保密区中密码储存区，来加以比对，若密码相符，则开放保密区给用户使用提供另一盘符，若否则用户仅能使用公共区，并提示密码错误。

9、根据权利要求8所述的具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，其特征在于：未插上具有USB接口的便携式可读写存储器时，PC将无法启动或部分软件及程序无法执行，插上具有USB接口的便携式可读写存储器后，PC与该便携式可读写存储器通信，进行许可判断，以得到PC使用权限。

10、根据权利要求9所述的具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，其特征在于：所述的进行许可判断为与PC机的BIOS配合进行：存储区内含两组密码，固定密码和可变动密码，BIOS在POST后，通过标准设备协议来读取PID及VID，与BIOS内建数据库相符合后，PC才可引导进入正常开机程序；可变动密码：用户在保密区或密码区储存密码，PC电源打开后，BIOS自动要求用户输入密码，验证成功后，进入正常开机程序，用户可通过BIOS界面或内附应用程序来更改密码。

11、根据权利要求10所述的具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，其特征在于：所述的进行许可判断为本装置单独进行：第一次使用本机，通过数据保密功能来进入保密区，安装驱动程序(或从网路下载驱动程序)，驱动程序安装以后，输入电脑锁密码，以得到本机使用权限，PC在每个动作前都检验USB电子盘是否插入，且所输入密码是否与USB电子盘内电脑锁密码相同，若为是则开放使用者使用权限，若为否则禁止用户再继续使用本机，禁止方式可为切断所有通信口功能，注销本机使用者登入。

12、根据权利要求10所述的具有USB接口的便携式可读写存储器的数据管理方法，其特征在于：所述的进行许可判断为本装置单独进行还包括：已在本机安装过驱动，每次作业系统启动后，系统会自动调出密码窗口，输入密码，并检查USB电子盘是否存在并比对密码，密码是否与USB电子盘内电脑锁密码相同，若为是则开放使用者使用权限，若为否则禁止用户再继续使用本机，禁止方式可为切断所有通信口功能，注销本机使用者登入。