DE102006035633B4

DE102006035633B4 - Massenspeichereinrichtung und Halbleiterspeicherkarte

Info

Publication number: DE102006035633B4
Application number: DE102006035633A
Authority: DE
Inventors: Otto Winkler
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2006-07-31
Filing date: 2006-07-31
Publication date: 2010-02-18
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: DE102006035633A1; US20080028130A1

Abstract

Massenspeichereinrichtung mit einer nicht-flüchtigen Halbleiterspeichereinrichtung (2), auf die mittels einer Zugriffseinrichtung (4) über ein Kontaktfeld (5) zugegriffen werden kann und einem Umgehungsbus (7), mittels dem in der Halbleiterspeichereinrichtung (2) gespeicherte Daten unter Umgehung der Zugriffseinrichtung (4) über das Kontaktfeld (5) auslesbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Massenspeichereinrichtung und eine Halbleiterspeicherkarte. Massenspeichereinrichtungen und Halbleiterspeicherkarten wie so genannte Multimediakarten, USB-Speicherstick etc., sind in vielfältiger Weise bekannt. Diese Einrichtungen weisen einen nicht-flüchtigen Speicher auf, der derzeit im Wesentlichen ein so genannter ”Flash-Speicher” ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich derzeit häufig ein Prozessor-Chip, der mit dem zumindest einem oder auch mehreren Speicherchips verbunden ist. Des Weiteren gibt es ein Kontaktfeld, über das eine derartige Massenspeichereinrichtung mit einem externen Gerät wie PC, Notebook aber auch Photoapparat, Filmkamera, Audioabspielgerät usw. verbunden ist.
Für die Kommunikation zwischen dem externen Gerät einerseits und der Speichereinrichtung andererseits wird auf ein standardisiertes Übertragungsprotokoll zugegriffen. Um die Erfüllung der Protokollstandards zu erleichtern, weisen diese Geräte den so eben genannten Prozessor auf, so dass innerhalb der Speichereinrichtung eine Unterstützung des Protokolls einerseits und eine gezielte Abspeicherung und Zugriff andererseits ermöglicht ist. Hierzu weist der Flash-Speicher in der Regel eine Speicherzugriffseinrichtung auf, die üblicherweise Schaltungen wie Zeilen- und Spaltendekoder, „Sense Amplifier” etc. aufweisen, jedoch auch noch zusätzliche Logikbausteine, die den Zugriff auf den Speicher verwalten, insbesondere wenn mehrere Speicherchips vorhanden sind. Häufig wird ein Flash-Speicherchip in einer anderen Technologie gefertigt als der Prozessorchip, was zur Folge hat, dass häufig die Lebensdauer der beiden Bausteine verschieden. Halbleiterspeichereinrichtungen weisen in der Regel Redundanzen auf, so dass ein Defekt einzelner Speicherzellen keine wesentliche Folge hat. Zusätzlich wird in der Regel auch mit einem Fehlerkorrekturcode gearbeitet, so dass ein Ausfall einer einzelnen oder mehrerer Speicherzellen korrigierbar ist. Dies bedeutet, wenn einzelne Teile des Speicherchips defekt gehen, und der Prozessor noch korrekt weiterarbeitet, kann die gesamte Speichereinrichtung üblicherweise noch eine signifikante Zeit weiter betrieben werden.
Fällt dem gegenüber ein einzelnes Schaltungsteil des Prozessors aus so hat dies häufig zur Folge, dass auf den Speicher nicht mehr zugegriffen werden kann, so dass die ganze Speichereinrichtung unbrauchbar ist. Dies wiederum hat zur Folge, dass auf die gespeicherten Daten nicht mehr zugegriffen werden kann. Ein solches Szenario ist besonders dann ärgerlich, wenn nicht so ohne weiteres wieder gewinnbare Daten in dem Halbleiterspeicher abgespeichert sind. Selbstverständlich ist es heutzutage möglich, eine solche Speichereinrichtung mechanisch zu öffnen und mittels geeigneter Technologie direkt auf den Halbleiterspeicher zuzugreifen und die dort abgespeicherten Daten zurück zu gewinnen. Eine derartige Maßnahme ist jedoch mit einem erheblichen Aufwand und enormen Kosten verbunden.
Aus der Offenlegungsschrift US 2001/0009505 A1 , die als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, ist eine Multimediakarte, auch als MMC bezeichnet, bekannt, bei der mittels eines weiteren Kontaktfeldes direkt von außerhalb auf die Daten im nicht-flüchtigen Speicher zugegriffen werden kann. Zur Steuerung des Zugriffs ist das weitere Kontaktfeld ebenfalls mit dem Prozessor verbunden. Der Zugriff auf die Daten ist auch dann möglich, wenn der Prozessor der MMC ausgefallen ist.
Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Massenspeichereinrichtung beziehungsweise eine Halbleiterspeicherkarte vorzusehen, bei der bei einem Ausfall des Prozessors die Daten auf einfachere Weise als im Stand der Technik zumindest ausgelesen werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Massenspeichereinrichtung mit einer nicht-flüchtigen Halbleiterspeichereinrichtung vorgesehen ist, auf die mittels einer Zugriffseinheit über ein Kontaktfeld zugegriffen werden kann und mit einem Umgehungsbus, mittels dem in der Halbleiterspeichereinrichtung gespeicherte Daten unter Umgehung der Zugriffseinrichtung über das Kontaktfeld auslesbar sind.
Weiterhin ist eine Halbleiterspeicherkarte vorgesehen, mit einem nicht-flüchtigen Halbleiterspeicher und einer Prozessoreinrichtung, die derart angeordnet sind, dass mittels eines Kontaktfelds und der Prozessoreinrichtung auf den Halbleiterspeicher zugegriffen werden kann und einem Umgehungsbus, mittels der in den Halbleiterspeicher gespeicherte Daten über das Kontaktfeld auslesbar sind.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den untergeordneten Ansprüchen angegeben und miteinander kombinierbar.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel,
2 ein zweites Ausführungsbeispiel,
3 eine Massenspeichereinrichtung.
In 1 ist schematisch der Umriss des Gehäuses 1 einer Speicherkarte, wie sie als Multimediakarte bekannt ist dargestellt. Auf Größenverhältnisse ist hierbei keinerlei Rücksicht genommen worden. Es sind Kontakte 5 vorgesehen, auf die von außerhalb zugegriffen werden kann, das bedeutet, auch dass die Karte in ein Gerät einsteckbar ist, das korrespondierende Gegenkontakte aufweist. In 1 sind die Kontakte als ein schraffiertes Feld dargestellt, da die tatsächliche Kontaktanordnung vielfältig sein kann, auf die tatsächliche Erfindung jedoch keinerlei Einfluss hat. Genauso gut könnte es sich bei dem Kontaktfeld 5 auch um die Kontakte einer USB-Karte oder eines USB-Speicherstiftes handeln. Die mechanischen Kontakte sind sodann über einen Kontaktbus 8 beziehungsweise über Kontaktleitungen 8 mit einer Schnittstellenschaltung 6 verbunden. Eine derartige Schnittstellenschaltung 6 weist in der Regel zumindest Leitungstreiber auf, das heißt Schaltungselemente, die für die im Übertragungsprotokoll vorgeschriebenen Spannungspegel, Flankensteilheiten und Stromstärken sorgen. Häufig übernimmt eine derartige Schnittstellenschaltung auch noch weitere Funktionen, um eine geeignete Anpassung an Standardprozessoren zu ermöglichen. Die Schnittstellenschaltung 6 ist so dann über einen Schnittstellenbus 9 mit der Zugriffseinrichtung 4 beziehungsweise Prozessoreinrichtung, das heißt dem Prozessor 4 verbunden, der die Datenverwaltung innerhalb der dargestellten Speicherkarte übernimmt. Dieser selber ist wiederum einen Zugriffsbus 10 mit einer Speicherschnittstelle 13 verbunden, die in der Regel Teil eines Flash-Speicherfeldes 2 beziehungsweise der Halbleiterspeichereinrichtung 2 ist.
Die Speicherschnittstelle 13 ist in der Regel auf demselben Chip wie das Flash-Speicherfeld 2 angeordnet und umfasst zumindest Zeilen- und Reihendetektoren sowie so genannte ”Sense Amplifier”, die die einzelnen Speicherzellen ansteuern und auslesen.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist nunmehr zusätzlich ein Umgehungsbus 7 vorgesehen, der die Speicherschnittstelle 13 mit der Schnittstellenschaltung 6 verbindet. Fällt der Prozessor 4 aus beziehungsweise ist defekt oder wird nicht betrieben, so kann unter Umgehung des Prozessors 4 direkt auf das Flash-Speicherfeld 2 zugegriffen werden, das heißt zumindest die gespeicherten Daten ausgelesen werden. Da nunmehr die Unterstützung durch den Prozessor fehlt muss die nötige Verwaltungstätigkeit von der Software auf einem externen Gerät durchgeführt werden. Dies sollte jedoch auf einem heutzutage handelsüblichen PC kein Problem darstellen. Es wäre somit möglich, über die üblichen Kontakte 5 und die Schnittstellenschaltung 6 beziehungsweise die Speicherschnittstelle 3 die abgespeicherten Daten zumindest spalten- oder reihenweise aus den einzelnen Segmenten auszulesen und dann entsprechend der üblichen Systematik wiederum innerhalb des damit verbundenen externen Gerätes beispielsweise zu Bildern, Audioaufzeichnungen, Filme etc. zusammenzusetzen.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei diesem bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Bei dieser Anordnung ist den dem Kontaktfeld gegenüber liegenden Ende der Speicherkarte ein zusätzliches Kontaktfeld 3 vorgesehen. Dieses ist über einen Hilfsbus 11 mit einer Speicher-Hilfsschnittstelle 14 verbunden. Diese Speicher-Hilfsschnittstelle kann als so genannte ”State Maschine” ausgebildet sein, die einerseits die notwendigen Leitungstreiber zur Verfügung stellt als auch über einfache Steuersignale systematisch ein Auslesen des Flash-Speicherfeldes 2 ermöglicht, Optional kann vorgesehen sein, dass über eine Steuerleitung 12 die Speicher-Hilfsschnittstelle aktiviert beziehungsweise deaktiviert ist. Das bedeutet, dass die Anordnung derartig ausgebildet sein kann, dass in dem Fall, wenn der Prozessor 4 in Betrieb ist und einwandfrei arbeitet, er ein Deaktivierungssignal über die Steuerleitung der Speicher-Hilfsschnittstelle 14 übermittelt, so dass diese deaktiviert ist. Sobald der Prozessor 4 ausfällt oder fehlerhaft arbei tet, wird dieses Signal über die Steuerleitung 12 nicht gesendet und die Speicher-Hilfsschnittstelle ist aktiv.
Dieses zuletzt beschriebene Merkmal der Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung hat nur insofern Bedeutung, dass es gegebenenfalls wünschenswert ist den Zugriffs-Speicherfeld nur zuzulassen, wenn ein regulärer Zugriff über den Prozessor 4 nicht mehr erfolgen kann.
In 3 ist eine Massenspeicherkarte dargestellt. Bei dieser ist das zusätzliche Kontaktfeld 3 über einen Hilfsbus 11 der Speicherschnittstelle 13 direkt verbunden. Dies bedeutet, dass innerhalb der Speicherkarte 1 keinerlei logische Anpassung erfolgt, sondern dass in diesem Beispiel letztendlich die Schnittstelle des Speicherchips über das zusätzliche Kontaktfeld nach außen gelegt ist. Dies bedeutet, dass die gesamte Funktionalität, die ansonsten im normalen Betrieb der Prozessor 4 und die Schnittstellenschaltung 6 übernehmen, von dem externen Gerät zur Verfügung gestellt werden muss. Dies ist zwar, was die Anforderung an das externe Gerät betrifft, das die Daten aus dem Flash-Speicherfeld 2 ausliest, um einiges höher, vermindert jedoch den innerhalb der Speicherkarte 1 notwendigen zusätzlichen Aufwand bedeutsam.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Erfindung selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt ist, insbesondere nicht auf die nur vom Umriss her angedeuteten Speicherkarten, sie ist auf jegliche Art von Halbleiterspeichermedien, die unterschiedliche Halbleiterspeichereinrichtungen in Form eines oder mehrerer Chips aufweisen kann anwendbar. Selbstverständlich kann anstelle des Kontaktfeldes 5 und/oder des zusätzlichen Kontaktfeldes 3 eine entsprechende Kontaktlos-Schnittstelle vorgesehen sein. Eine derartige Maßnahme ist nicht mit übermäßigem Aufwand verbunden, sondern bedarf allein einer entsprechende Anpassung der Schnittstellenschaltung.

1: Speicherkarte
2: Halbleiterspeichereinrichtung, Flash-Speicherfeld, Halbleiterspeicher
3: Zusätzliches Kontaktfeld
4: Zugriffseinrichtung, Prozessoreinrichtung, Prozessor
5: Kontaktfeld
6: Schnittstellenschaltung
7: Umgehungsbus
8: Kontaktbus
9: Schnittstellenbus
10: Zugriffsbus
11: Hilfsbus
12: Steuerleitung
13: Speicherschnittstelle
14: Speicher-Hilfsschnittstelle, State Maschine

Claims

Massenspeichereinrichtung mit einer nicht-flüchtigen Halbleiterspeichereinrichtung (2), auf die mittels einer Zugriffseinrichtung (4) über ein Kontaktfeld (5) zugegriffen werden kann und einem Umgehungsbus (7), mittels dem in der Halbleiterspeichereinrichtung (2) gespeicherte Daten unter Umgehung der Zugriffseinrichtung (4) über das Kontaktfeld (5) auslesbar sind.
Massenspeichereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Zugriffseinrichtung (4) im Betrieb die Hilfseinrichtung deaktiviert.
Massenspeichereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Kontaktfeld (5) mit einer Schnittstellenschaltung (6) verbunden ist, über die Schnittstellenschaltung (6) mittels der Zugriffseinrichtung (4) im Betrieb auf die Halbleiterspeicheranordnung (2) zugegriffen wird und die Schnittstellenschaltung (6) derart ausgebildet ist, dass dann, wenn die Zugriffseinrichtung (4) nicht in Betrieb ist, Daten aus der Halbleiterspeichereinrichtung (2) unter Umgehung der Zugriffseinrichtung (4) auslesbar sind.
Massenspeichereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, bei der die Halbleiterspeichereinrichtung (2) eine Speicherschnittstellenanordnung (13) für den Zugriff aufweist, wobei die Speicherschnittstellenanordnung (13) derart ausgebildet ist, dass ein Auslesen der Daten aus der Halbleiterspeichereinrichtung (2) über die Speicherschnittstellenanordnung (13) unter Umgehung der Zugriffseinrichtung (4) ermöglicht ist.
Massenspeichereinrichtung mit: – einer nicht-flüchtigen Halbleiterspeichereinrichtung (2), auf die mittels einer Zugriffseinrichtung (4) über ein Kontaktfeld (5) zugegriffen werden kann und – einem Hilfsbus (11), mittels dem in der Halbleiterspeichereinrichtung (2) gespeicherte Daten über ein zusätzliches Kontaktfeld (3) auslesbar sind, wobei die Halbleiterspeichereinrichtung (2): – eine Speicherschnittstellenanordnung (13) für den Zugriff mittels Zugriffseinrichtung (4) aufweist und – eine Speicher-Hilfsschnittstelleneinrichtung (14) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass in der Halbleiterspeichereinrichtung (2) gespeicherte Daten über das zusätzliche Kontaktfeld (3) auslesbar sind.
Massenspeichereinrichtung nach Anspruch 5, wobei die Speicher-Hilfsschnittstelleneinrichtung (14) als State-Machine ausgebildet ist und dass dann, wenn die Zugriffseinrichtung (4) nicht in Betrieb ist, Daten aus der Halbleiterspeichereinrichtung (2) unter Umgehung der Zugriffseinrichtung (4) auslesbar sind.
Massenspeichereinrichtung nach Anspruch 6, bei der die Zugriffseinrichtung (4) im Betrieb die Hilfseinrichtung deaktiviert.
Massenspeichereinrichtung nach Anspruch 5 bis 7, bei der das Kontaktfeld (5) mit einer Schnittstellenschaltung (6) verbunden ist, über die Schnittstellenschaltung (6) mittels der Zugriffseinrichtung (4) im Betrieb auf die Halbleiterspeicheranordnung (2) zugegriffen wird.
Halbleiterspeicherkarte mit einem nicht-flüchtigen Halbleiterspeicher (2) und einer Prozessoranordnung (4) die der art angeordnet sind, dass mittels eines Kontaktfelds (5) und der Prozessoranordnung (4) auf die nicht-flüchtige Halbleiterspeichereinrichtung (2) zugreifbar ist und einem Umgehungsbus (7), mittels dem in der Speichereinrichtung gespeicherte Daten über das Kontaktfeld (5) auslesbar sind.
Halbleiterspeicherkarte nach Anspruch 9, bei der ein Hilfskontaktfeld (3) angeordnet ist, über das mittels eines Hilfsbusses in der Halbleiterspeichereinrichtung (2) gespeicherte Daten auslesbar sind, wobei die Halbleiterspeichereinrichtung (2) eine Speicherschnittstellenanordnung (13) für den Zugriff mittels Prozessoranordnung (4) aufweist und eine Speicher-Hilfsschnittstelleneinrichtung (14) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass in der Halbleiterspeichereinrichtung (2) gespeicherte Daten über das Hilfskontaktfeld (3) auslesbar sind.