CN203720857U - 一种具有数据压缩功能的读卡器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种读卡器，包括与外部主机相连接的接口控制器、与存储设备相连接的存储设备接口、用于数据压缩或者解压缩的数据处理模块以及与数据处理模块、接口控制器和存储设备接口相连接的微控制器；当读卡器接收从主机发来的信息时，接口控制器接收该信息并发送给数据处理模块，数据处理模块启动其中的压缩模块进行信息压缩，再通过存储设备接口将压缩后的信息发送给存储设备；当读卡器向主机发送信息时，存储设备接口从存储设备中获取信息并将该信息发送给数据处理模块，数据处理模块启动其中的解压模块进行信息解压缩，再通过接口控制器将解压缩后的信息发送给主机。采用本实用新型的技术方案，大大提高现有存储卡的存储性能，同时也提升了存储信息的安全性。

Description

一种具有数据压缩功能的读卡器

技术领域

本实用新型涉及一种读卡器，具体涉及一种具有数据压缩/解压缩功能的读卡器。

背景技术

存储卡可以很方便的传输以及保存各种形式的大量数据，因此，得到了广泛的应用，例如，视频、图像、数据文件以及其他类型的信息都可以保存在存储卡中。

随着存储卡的价格越来越低，体积越来越小，存储相关的应用受益颇多，例如读卡器的应用越来越广泛。如今存储卡的容量远大于五年前，即便五年前能制造出相同容量的存储卡，现今的成本也远低于五年前。而存储卡的这种优势在将来会进一步体现出来。

存储卡中所要保护信息的安全性是至关重要的，即便不能做到完全预防至少也要尽量减少信息被盗的风险。然而采用现有技术的读卡器，身份信息被盗现象时有发生。在存储卡中存储敏感信息有时也带来了灾难性的风险。

同时，采用现有技术的读卡器，当信息从存储卡传输到主机，例如信息从便携式存储设备传输到PC，通常要花一定时间。仅仅这一点，就在一定程度上给用户使用存储卡带来了不便。因此，现有技术的读卡器仅仅读出存储卡的信息原封不动的传输到主机，并未完全发挥出现有存储卡的性能。

故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，以解决现有技术中存在的缺陷，从而进一步提高存储卡的性能与安全性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种至少包括一个数据压缩模块的读卡器，从而使存储设备具有更优越的性能和更高的安全性。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案为：

一种读卡器，包括接口控制器、存储设备接口以及数据处理模块，其中，

所述接口控制器与外部主机相连接，用于从主机接收或向主机发送信息；

所述存储设备接口与存储设备相连接，用于从存储设备接收或者向存储设备发送信息；

所述数据处理模块与所述接口控制器和存储设备接口相连接，包括用于对信息进行压缩的压缩模块和用于对信息进行解压缩的解压模块；

当所述读卡器接收从主机发来的信息时，所述接口控制器接收该信息并将该信息发送给数据处理模块，所述数据处理模块启动其中的压缩模块进行信息压缩，再通过存储设备接口将压缩后的信息发送给存储设备；

当所述读卡器向主机发送信息时，所述存储设备接口从存储设备中获取信息并将该信息发送给数据处理模块，所述数据处理模块启动其中的解压模块进行信息解压缩，再通过接口控制器将解压缩后的信息发送给主机。

优选地，当主机发送到读卡器的信息为已压缩过的信息时，所述数据处理模块侦测到此状况，将不执行压缩操作；

当读卡器从存储设备中获取的信息未经压缩时，所述数据处理模块侦测到此状况，将不执行解压操作。

优选地，还包括微控制器，所述微控制器与数据处理模块、接口控制器以及存储设备接口相连接，控制所述接口控制器和存储设备接口的信息接收或发送，以及控制所述数据处理模块执行信息压缩或者解压。

优选地，外部主机为USB主机时，所述接口控制器为USB控制器。

优选地，存储设备为SD卡时，所述存储设备接口为SD主机接口。

优选地，外部主机为SATA主机时，所述接口控制器为SATA控制器。

优选地，存储设备为eMMC卡时，所述存储设备接口为eMMC主机接口。

优选地，所述数据处理模块与一个以上的存储设备接口相连接，任一个存储设备接口与不同的存储设备相连接。

优选地，该读卡器包括一个以上数据处理模块，多个所述数据处理模块可以同时进行数据压缩或者解压缩。

优选地，任一个所述数据处理模块与一个以上存储设备接口相连接，所述存储设备接口为eMMC主机接口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：通过采用具有数据压缩/解压缩模块的读卡器，大大提高现有存储卡的存储性能，同时也提升了存储信息的安全性。

附图说明

图1是本实用新型读卡器实施例一的原理框图；

图2是本实用新型读卡器实施例二的原理框图；

图3是本实用新型读卡器实施例三的原理框图；

图4是本实用新型读卡器实施例四的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

相反，本实用新型涵盖任何由权利要求定义的在本实用新型的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本实用新型有更好的了解，在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。

参见图1，所示为本实用新型读卡器实施例一的原理框图，包括微控制器10、接口控制器11、数据处理模块（数据压缩/解压缩模块）12、存储设备接口13、只读存储器ROM14以及随机存储器RAM15。

微控制器10与ROM14、RAM15、接口控制器11、数据压缩/解压缩模块12、存储设备接口13连接，由此，微控制器10控制与其相连接的各个模块。接口控制器11一般用于与外部主机进行信息（数据）通信，在微控制器10的控制下，通过接口控制器11实现读卡器与主机之间的信息传输。

存储设备接口13一般用于与存储设备进行信息（数据）通信。在微处理器10的控制下，通过存储设备接口13实现读卡器与存储设备之间的信息传输。

数据压缩/解压缩模块12分别与接口控制器11和存储设备接口13相连接，在微控制器10的控制下执行数据压缩或者解压缩。当读卡器接收主机通过接口控制器11发送来的信息时，数据压缩/解压缩模块12执行压缩操作，再通过存储设备接口13将压缩后的信息发送到存储设备；当读卡器接收存储设备通过存储设备接口13发送来的信息时，数据压缩/解压缩模块12执行解压缩操作，再通过接口控制器11将解压缩后的信息发送到主机。

当主机发送到读卡器的信息为已压缩过的信息时，所述数据压缩/解压缩模块12侦测到此状况，并不再执行压缩操作；

当读卡器从存储设备中的信息未经压缩时，所述数据压缩/解压缩模块12侦测到此状况，并不再执行解压操作。

在本实用新型的所有实施例中，主机与USB、SATA以及PCIe等外部接口相兼容，但并不局限于上述接口。读卡器通过外部接口与主机相连接。

ROM14和RAM15都与微控制器10相连接，ROM14一般用于保存微处理器10需要执行的程序（软件/固件），RAM15一般用于保存微控制器10即将执行的数据和/或程序。微控制器10执行存储在ROM14和/或RAM15中的代码（这里也称之为程序）。

在本实用新型读卡器的一种具体实施方式中，读卡器集成在一个单一的集成电路（IC）上；或者读卡器的各个功能模块可以由多个IC和/或多个印刷电路板（PCB）共同实现；在本实用新型的一种优选实施方式中，读卡器由单片PCB实现；在本实用新型的另一些实施方式中，读卡器部分或者全部功能模块可以由软件和/或固件中实现的。

图1所示读卡器实施方式一的工作过程如下：在微控制器10的控制下，读卡器（也称之为存储卡读卡器）通过接口控制器11接收从主机发送的信息，数据压缩/解压缩模块12执行压缩操作，然后将压缩后的信息发送到存储设备接口13，在微处理器10的控制下存储设备接口13将该信息发送到存储设备。存储设备一般为存储卡，但并局限于此。同样，读卡器通过存储设备接口13从存储设备获取信息时，在微控制器10的控制下，数据压缩/解压缩模块12接收从存储设备接口13发送过来的信息并执行解压缩操作，再通过接口控制器11将解压缩后的信息发送到主机。

数据压缩/解压缩模块12可以使用许多现在已经知道的算法压缩/解压缩信息。常用压缩/解压缩算法为LZR算法和LZW算法，但并不局限于此。

参见图2，所示为本实用新型读卡器实施方式二的原理框图，读卡器分别与USB主机2和SD卡3相连接。实施方式二中的读卡器与图1所示的实施方式一相比，原理是相同的，只是接口控制器11被USB控制器24代替，存储设备接口13被SD主机接口26代替。其中，USB控制器24与USB主机2连接，SD主机接口26与SD卡3连接。因此，读卡器通过USB控制器24与USB主机2之间传送和接收信息，通过SD主机接口26与SD卡3之间传送和接收信息。读卡器与USB主机2之间的数据通信遵循USB标准，与SD卡3之间的数据通信遵循SD标准。

图2所示读卡器实施方式二与图一中的实施方式一，在原理上是相同的，具体工作过程如下：读卡器将来自于USB控制器24的信息发送到数据压缩/解压缩模块12进行数据压缩，然后将压缩后的信息从数据压缩/解压缩模块12传送到SD主机接口26，再通过SD主机接口26将接收的信息传送到SD卡3进行保存。同样的，将来自于SD卡3的信息传输到SD主机接口26，然后SD主机接口26将接收的信息发送到数据压缩/解压缩模块12进行解压缩，然后将解压缩的信息发送到USB控制器24并将其传输至USB主机2。如果来自于SD卡3的信息未被压缩过，数据压缩/解压缩模块12接收信息后，将不执行解压缩操作，直接将该信息通过USB控制器24发送到USB主机2。同样的，从USB主机2接收的信息已被压缩过，数据压缩/解压缩模块12接收信息后，将不执行压缩操作，直接将压缩过的信息发送至SD卡3。

SD卡是一种便携式的存储卡，通常在设备间的通信中，用于信息的保存和/或传输。例如，SD卡3可以保存备份信息用以修复由于故障而损坏的当前信息。当SD卡3与读卡器相连接时，保存在SD卡3上的备份信息就会通过SD主机接口26传输到数据压缩/解压缩模块12，在此前提是该信息为压缩信息。数据压缩/解压缩模块12解压缩信息，然后将解压缩信息传输到USB控制器24，USB控制器24最终会把解压缩信息传输到USB主机2，从而修复原来的信息。

下面举例说明图2所示的实施方式二以及实用新型其他实施方式所带来的技术效果，假设数据在SATA传输协议下的传输速率为250兆字节（MB）/秒（s），在SD卡下的传输速率为50MB/s，当使用两块SD卡与读卡器控制器引擎连接时，在不进行数据压缩时有效地传输速率为100MB/s。进一步假设，平均数据压缩比是0.5，数据进行压缩后，那么有效的数据传输速率为100MB/s÷0.5=200MB/s。因此，采用本实用新型读卡器实施方式后，相应存储卡的性能大大的提高。

参见图3，所示为本实用新型读卡器实施方式三的原理框图，读卡器与SATA主机34和eMMC卡36连接。在实施方式三中，eMMC卡36包括两个eMMC卡，分别为eMMC卡38和eMMC卡40，但是要明白采用两个eMMC卡只是作为一个例子，实际中可以采用任意数量的eMMC卡。

实施方式三的读卡器与图2所示的实施方式二相比，在原理上是相同的，只是使用SATA控制器42代替USB控制器24，使用一个或者多个eMMC主机接口44和46代替SD主机接口26，一个eMMC主机接口连接一个eMMC卡，因此，eMMC主机接口的数量与所使用的eMMC卡的数量是一样的。在此仅以SATA控制器42遵循SATA2.0标准为例子说明，采用其它版本的SATA标准同样适用。

在图3所示读卡器实施方式三的工作过程如下：读卡器通过SATA控制器42与SATA主机34之间发送和接收信息；SATA主机34与SATA控制器42之间通信遵循SATA标准。在微处理器10的控制下，SATA控制器42发送信息到数据压缩/解压缩模块12，根据具体情况，数据压缩/解压缩模块12压缩信息并将其通过eMMC主机接口44或46传递到eMMC卡36。同样的，在微处理器10的控制下，读卡器通过eMMC主机接口44和46从eMMC卡36接收信息，根据具体情况，数据压缩/解压缩模块12将收到的信息进行解压缩，并在微处理器10的控制下将解压缩的信息通过SATA控制器42发送到SATA主机34。

在实施方式三中使用两个eMMC卡，数据压缩/解压缩模块12通过eMMC主机接口44向eMMC卡38发送信息或者从eMMC卡38接收信息，并对该信息进行数据压缩或者解压缩。同样，也可以通过eMMC主机接口46向eMMC卡40发送信息或者从eMMC卡40接收信息，并对该信息进行数据压缩或者解压缩。

在这里还要说明的是，虽然在图2所示的实施方式二中仅采用单个SD卡，但实际中同样可以使用多个SD卡。根据图3所示实施方式三使用多个eMMC卡的原理，可推知在实施方式二中采用多个SD卡就需要采用多个SD主机接口。

参见图4，所示为为本实用新型中读卡器实施方式四的原理框图，其原理类似于图3所示的实施方式三，只是实施方式四中采用多个数据压缩/解压缩模块，任一个数据压缩/解压缩模块与两个eMMC主机接口相连接。例如，与图三所示的实施方式三一样，数据压缩/解压缩模块12与eMMC卡36连接；而另一个数据压缩/解压缩模块72通过两个eMMC主机接口与eMMC卡84连接，主机接口分别为eMMC主机接口68和70，eMMC卡84包含eMMC卡64和66。这样就允许两个数据压缩/解压缩引擎并行运行。在同一时刻每个数据压缩/解压缩模块都可以执行数据压缩/解压缩的功能，这使得读卡器性能大幅度的提升。当然，这样在成本上会相应的提高。

图四所示的读卡器实施方式四中，一个数据压缩/解压缩模块仅与两个eMMC主机接口相连接，当然我们可以想到，一个数据压缩/解压缩模块可以与任意合适数量的eMMC主机接口相连接。此外，实施方式四中有两个数据压缩/解压缩模块可以同时运行，同样可以采用任意合适数量的数据压缩/解压缩模块。通过采用多个数据压缩/解压缩模块，读卡器性能得到显著提升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种读卡器，其特征在于，包括接口控制器（11）、存储设备接口（13）以及数据处理模块（12），其中，

所述接口控制器（11）与外部主机相连接，用于从主机接收或向主机发送信息；

所述存储设备接口（13）与存储设备相连接，用于从存储设备接收或者向存储设备发送信息；

所述数据处理模块（12）与所述接口控制器（11）和存储设备接口（13）相连接，包括用于对信息进行压缩的压缩模块和用于对信息进行解压缩的解压模块；

当所述读卡器接收从主机发来的信息时，所述接口控制器（11）接收该信息并将该信息发送给数据处理模块（12），所述数据处理模块（12）启动其中的压缩模块进行信息压缩，再通过存储设备接口（13）将压缩后的信息发送给存储设备；

当所述读卡器向主机发送信息时，所述存储设备接口（13）从存储设备中获取信息并将该信息发送给数据处理模块（12），所述数据处理模块（12）启动其中的解压模块进行信息解压缩，再通过接口控制器（11）将解压缩后的信息发送给主机。

2.根据权利要求1所述的读卡器，其特征在于，当主机发送到读卡器的信息为已压缩过的信息时，所述数据处理模块（12）侦测到此状况，将不执行压缩操作；

当读卡器从存储设备中获取的信息未经压缩时，所述数据处理模块（12）侦测到此状况，将不执行解压操作。

3.根据权利要求1或2所述的读卡器，其特征在于，还包括微控制器（10），所述微控制器（10）与数据处理模块（12）、接口控制器（11）以及存储设备接口（13）相连接，控制所述接口控制器（11）和存储设备接口（13）的信息接收或发送，以及控制所述数据处理模块（12）执行信息压缩或者解压。

4.根据权利要求3所述的读卡器，其特征在于，外部主机为USB主机（2）时，所述接口控制器（11）为USB控制器（24）。

5.根据权利要求3所述的读卡器，其特征在于，存储设备为SD卡（3）时，所述存储设备接口（13）为SD主机接口（26）。

6.根据权利要求3所述的读卡器，其特征在于，外部主机为SATA主机（34）时，所述接口控制器（11）为SATA控制器（42）。

7.根据权利要求3所述的读卡器，其特征在于，存储设备为eMMC卡（38，40）时，所述存储设备接口（13）为eMMC主机接口（44，46）。

8.根据权利要求3所述的读卡器，其特征在于，所述数据处理模块（12）与一个以上的存储设备接口（13）相连接，任一个存储设备接口（13）与不同的存储设备相连接。

9.根据权利要求3所述的读卡器，其特征在于，该读卡器包括一个以上数据处理模块（12，72），多个所述数据处理模块（12，72）可以同时进行数据压缩或者解压缩。

10.根据权利要求9所述的读卡器，其特征在于，任一个所述数据处理模块（12，72）与一个以上存储设备接口（13）相连接；所述存储设备接口（13）为eMMC主机接口（44，46，68，70）。