CN201237784Y - Sata&usb接口的dom电子硬盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于SATA&USB接口的DOM电子硬盘。本实用新型采用SATA&USB接口与主机相连，处理器MPU3通过FLASH控制器2对NANDFLASH阵列1进行管理操作，可以选择通过SATA接口协议4与主机SATA接口连接通信或是经USB控制器与主机的USB接口相连。相对于IDE/ATA接口的DOM电子硬盘有更高的传输性能与可靠性，而且使用灵活方便，可以满足POS机、游戏、手持式GPS、车载电脑以及各种工业环境应用需求。

Description

SATA&USB接口的DOM电子硬盘

技术领域

本发明涉及一种SATA&USB双接口的DOM电子盘，特别是基于SATA接口的DOM电子盘，通过SATA接口或USB接口与主机实现数据互连。

背景技术

USB通用串行总线，是一种广泛应用于PC领域的接口技术。从1994年发表了USB V0.7版本以后，版本经历了多年的发展，到现在已经发展为2.0版本，成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主板中主要是采用USB1.1和USB2.0，各USB版本间能很好的兼容。USB1.1接口能提供12Mbps；USB2.0接口能提供480Mbps的最大传输速度。USB用一个4针插头作为标准插头，采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来，最多可以连接127个外部设备，并且不会损失带宽。USB具有传输速度快，使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点。

SATA曾经在低端的存储应用中有过广泛应用的PATA，由于自身的技术局限性，逐步被新一代串行总线接口协议(Serial ATA，SATA)所替代。SATA以它串行的数据发送方式得名。在数据传输的过程中，数据线和信号线独立使用，并且传输的时钟频率保持独立，因此同以往的PATA相比，SATA的传输速率可以达到并行的30倍，由于采用串行传输，抗干扰能力更强。可以说：SATA是一种全新的总线架构。目前能够见到的有SATA-1和SATA-2两种标准，对应的传输速度分别是150MB/s和300MB/s。SATA串口的数据线由于只采用了四针结构，因此相比较起并口安装起来更加便捷，更有利于缩减机箱内的线缆，有利散热。

SSD电子硬盘是具备高效能，高稳定度的快速记忆体储存媒体元件，为时下效能成本比最优异的记忆体储存媒体解决方案。具有取代传统硬盘的多项优势，采用符合工业标准介面的控制技术。电子硬盘能提供原始的、高性能的和高可靠的数据储存，即使是在恶劣的条件下工作—恶劣的温度、撞击、震动、干扰等，也不会对数据构成威胁。它克服了机械硬盘的弊病，能广泛用于工业控制、公共安全、电信、军工、航空等高可靠性的数据领域，且它的体积小、存储空间灵活、费用低等优点，也广泛的用于民用领域。电子硬盘不同于机械式硬盘，可以频繁开关机而不损坏。

发明内容

针对现有硬盘应用领域受其可靠性、体积、功耗等因素限制的现状，提出用DOM电子盘(DiskOnModule)取代传统机械硬盘，提高硬盘的I/O特性和可靠性、减小体积。本实用新型结构紧凑，宽温、抗振、低功耗，大大提高硬盘的可靠性，体积小巧，并且采用SATA & USB接口与主机相连，相对于IDE/ATA接口的DOM电子硬盘有更高的传输性能与可靠性。

本发明的技术方案：SATA & USB双接口的DOM电子盘包括NAND FLASH阵列1，FLASH控制器2，处理器MPU3，SATA接口协议4，USB控制器5组成。处理器MPU3连接FLASH控制器2，FLASH控制器2连接NAND FLASH阵列1，处理器MPU3通过FLASH控制器2对NAND FLASH阵列1进行管理操作，可以选择通过SATA接口协议4与主机SATA接口连接通信或是经USB控制器与主机的USB接口相连。

FLASH控制器2实现硬件ECC(错误检查和纠正)校验、Flash坏块管理以及闪存均衡损耗算法，保证数据存储可靠持久。

采用IP核实现SATA2.0标准总线协议，可实现3.0Gb/s的传输速度。

本发明具有如下优点：

1：选用SATA接口固态硬盘，在继承机械硬盘的通用性的同时，提供机械硬盘所不具有的优异的物理特性和环境特性，并将硬盘的存储领域扩展到工业、军事、航天等领域。

2：宽温、抗振、低功耗，可靠性高。

3：采用最新的SATA接口技术，拥有更高的可靠性，体积小巧，使用操作简便。

4：采用NAND型FLASH作为存储介质，具有掉电数据不丢失，使用寿命长等特点。

5：兼容SATA & USB两种总线接口，使得DOM电子盘使用灵活，能适用于更多的应用环境。

6：DOM电子硬盘的优点以及上述的结构特征使得SATA & USB双接口的DOM电子硬盘具有高可靠性、高性能、低功耗、使用灵活、操作简便，能广泛应用于各种环境。

附图说明

图1为SATA & USB双接口的DOM电子盘结构框图

具体实施方式

本发明实施包括：SATA接口协议，MPU，FLASH控制器和FLASH阵列，USB控制器。

SATA接口协议和Flash控制器在同一片微处理器内部实现。通过在微处理器MPU实现系统管理。SATA接口兼容SATA1.0和SATA2.0标准，采用AHB总线与微处理器MPU直接连接，并且集成DMA控制器，提高数据传输效能。采用SATA接口实现与主机的联接和数据的传输，即数据的串并转化。处理器部分实现SATA命令解析、数据的分流和Flash文件系统。Flash控制器实现数据的读取和存储。Nand Flash阵列作为数据的最终存储体。整个系统的功能完全模拟机械硬盘。

采用USB通用串行总线，兼容USB1.1和USB2.0标准，该接口结构简单，支持热插拔，使用方便，为DOM电子硬盘与主机之间通信的另一种灵活的选择。FPGA通过USB控制器的读写与主机进行数据交互，微处理器实现命令的解析与处理，接合Flash控制器的各种管理算法，实现DOM电子硬盘的USB接口。

结构设计紧凑、体积小巧，使用方便灵活，充分结合了固态硬盘的特点，能有效地发挥DOM电子盘的应用优势。

实施案例

网络系统中的应用

一般网络系统中，有盘PC系统性能好、功能强，最满足系统要求，但缺乏集中管理的优势，并且在价格、防病毒、维护量、软硬件升级、更换成本等方面存在不小问题。而无盘的NC、WBT和RPL、PXE的工作站系统都具有集中管理、终端维护量小等优势，但性能和功能等方面都远不能满足要求，并且无盘系统的服务器端系统还相当复杂，由此还带来维护和系统稳定性问题！将DOM电子盘应用于网络系统中，可以兼备有盘PC和无盘PC优点，使得该系统具有灵活的集中式控制和极强的安全保密性，且具有良好的资源共享，满足用于公安内部数据处理系统、军队的内部指挥系统和信息处理系统的需求。

Claims (2)

1、SATA&USB接口的DOM电子硬盘，包括NAND FLASH阵列(1)，FLASH控制器(2)，处理器MPU(3)，SATA接口协议(4)，USB控制器(5)，其特征在于处理器MPU(3)连接FLASH控制器(2)，FLASH控制器(2)连接NANDFLASH阵列(1)。

2、根据权利要求1所述的SATA&USB接口的DOM电子硬盘，其特征在于SATA接口协议(4)与主机SATA接口(7)连接，USB控制器(5)与主机的USB接口(6)相连。

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