JP2005050182A - 保存容量を拡張可能なストレージデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 保存容量を拡張可能なストレージデバイスを提供する。
【解決手段】 主にコントローラ、少なくとも１個のソリッドステートストレージメディアにより構成する。該コントローラ内には少なくとも1個の外部システムエンドに接続するシステムインターフェース、処理システム指令のマイクロプロセッサ、該ソリッドステートストレージメディアとデータ交換が可能なメモリインターフェースを具える。該コントローラは適当な圧縮／解凍メカニズムを通して、外部システムから伝送される保存しようとするオリジナルデータを、１：Ｎの比率で圧縮し極めて微小なデータとし、ソリッドステートストレージメディアに書き込む。
【選択図】図１

Description

本発明は一種の保存容量を拡張可能なストレージデバイスに関する。特に一種の圧縮技術を利用し、保存しようとするデータを圧縮し保存容量を拡張可能なストレージデバイスに係る。

現在、半導体メモリはフラッシュメモリなどのソリッドステートメディアとして日増しに普及している。半導体メモリは消費電力が少なく、信頼性が高く、容量が大きく、読出し書込み速度が速いなどのメリットを具えるため、例えば、特許文献１に示されるように、小型メモリカード、ＵＳＢモバイルディスクなどのストレージデバイスとして幅広く応用されている。
これらストレージデバイスは、内部にソリッドステートストレージメディアを内蔵する他、コントローラが設置されている。
このコントローラは、外部システムエンドと接続するシステムインターフェース、処理システム指令のマイクロプロセッサ、前記ソリッドステートストレージメディアとデータ交換が可能なメモリインターフェースを具えている。さらに、システムエンドにより、保存しようとするデータを該ソリッドステートストレージメディアに書込み、或いは該ソリッドステートストレージメディアより必要なデータを読み出すように構成されている。

前記の小型メモリカードとＵＳＢモバイルディスクはそれぞれ異なる領域に応用されている。
例えば、メモリカードはデジカメ、ポータブルプレーヤー、ＰＤＡ(Personal Digital Assistannt:携帯情報端末)などの現在流行している携帯式デジタル製品に応用されるが、各製品の応用メーカーがサポートするメモリカードの規格はそれぞれ異なるため、CF(Compact Flash Card)、MS(登録商標Memory Stick Card)、SD(登録商標Secure Digital Card)、MMC(登録商標Multi Media Card)、SM(登録商標Memory Stick Card)など多種のメモリカード規格が存在する。
一方、ＵＳＢモバイルディスクは本体に具えるＵＳＢインターフェースを通して、デスクトップＰＣ、ノートＰＣなどのパーソナルコンピュータに簡単に応用することができ、非常に便利に使用できるため、近年、急速に普及している。
しかし、上記の両ストレージデバイス共に、その生産コストと販売価格により、内蔵するソリッドステートストレージメディアの容量の多寡が決まってしまう。現在普及しているソリッドステートストレージメディアの保存容量は、64MB、128MB、256MBなどがあり、コスト及び販売価格とその容量は正比例の関係にある。即ち、該ソリッドステートストレージメディアの容量が大きければ大きいほど、価格は高くなる。

しかし、ハードウエアの製造技術が一定のレベルに達している現在、ソリッドステートストレージメディアのサイズ及び規格に大きな発展は望めず、CD-R同様の困難に直面している。即ち、その保存容量が今後、大幅に増加する見込みは薄い。
ナノテクノロジーにより保存空間を微小化し、保存容量を増大させる技術も存在するが、該技術は未だ萌芽段階で、保存容量増大のニーズを満たすまでには到っていない。
一方、保存容量不足を解消するため、小型メモリカード、及びＵＳＢモバイルディスクなどのストレージメディア本体上の適当な位置にスロットを設置し、該スロットに外部メモリカードを挿接しメモリ容量を拡充する方法もある。しかし、この方法では外部メモリカードを購入しなければならないという欠点が存する。
特許第３３８９１８６号公報

本発明は、上記公知構造の欠点を解決するため、その課題は、ソリッドステートストレージメディアの保存空間により多くのデータを保存可能とし、コストを低下させることができ、読出し書込み速度を高速化することができる保存容量を拡張可能なストレージデバイスを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は圧縮技術を利用し、オリジナルデータのデータ量を大幅に圧縮することにより、保存容量を拡張可能なストレージデバイスとするものであり、それは主にコントローラ、少なくとも１個のソリッドステートストレージメディアにより構成し、該コントローラ内には少なくとも1個の外部システムエンドに接続するシステムインターフェース、処理システム指令のマイクロプロセッサ、該ソリッドステートストレージメディアとデータ交換が可能なメモリインターフェースを具え、該コントローラは適当な圧縮／解凍メカニズムを通して、外部システムから伝送される保存しようとするオリジナルデータを、１：Ｎの比率で圧縮し極めて微小なデータとし、ソリッドステートストレージメディアに書き込むものである。

即ち、請求項１の発明は、主にストレージデバイスはコントローラ、少なくとも１個のソリッドステートストレージメディアにより構成し、前記コントローラ内には外部に予め設置するシステムエンドに接続するシステムインターフェース、処理システム指令のマイクロプロセッサ、前記ソリッドステートストレージメディアとデータ交換が可能なメモリインターフェースを具え、前記コントローラ内には前記システムインターフェースと前記メモリインターフェース間に設置するデータ圧縮モジュールを配置し、前記マイクロプロセッサの触発により、前記システムインターフェースが伝送するオリジナルデータに対して１：Ｎの比率で圧縮し微小化データとし、前記メモリインターフェースの伝送により、前記微小化データを前記ソリッドステートストレージメディアに記録し保存することを特徴とする保存容量を拡張可能なストレージデバイスである。

請求項２の発明は、前記ストレージデバイスはデータ解凍モジュールを具え、該データ解凍モジュールは前記システムインターフェースと前記メモリインターフェース間に設置し、前記マイクロプロセッサの触発により、前記ソリッドステートストレージメディア内の微小化データに対して圧縮を解凍しオリジナルデータに戻し、外部へと伝送することを特徴とする請求項１記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイスである。

請求項３の発明は、前記ストレージデバイスは第一データバッファを具え、前記システムインターフェース、前記マイクロプロセッサ、前記データ圧縮モジュール、前記データ解凍モジュールと電気的に接続することを特徴とする請求項１、或いは２記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイスである。

請求項４の発明は、前記コントローラ内には第二データバッファを具え、前記メモリインターフェース、前記マイクロプロセッサ、前記データ圧縮モジュール、前記データ解凍モジュールと電気的に接続することを特徴とする請求項１、或いは２記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイスである。

請求項５の発明は、前記データ圧縮モジュール及び前記データ解凍モジュールは前記コントローラ内に配置することを特徴とする請求項１、或いは２記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイスである。

前述したように、本発明は圧縮技術を利用し、オリジナルデータのデータ量を大幅に圧縮することにより、ソリッドステートストレージメディアの保存空間に、より多くのデータを保存可能とし、保存容量拡張の目的を達成することができる。さらに、データ容量を大幅に圧縮することができるため、その伝送或いは保存速度が未圧縮時より非常に速くなり、ストレージデバイス全体の読出し書込み速度を高速化することができる。また、本発明設計のストレージデバイスは圧縮メカニズムを具えるため、消費者は保存容量が小さいストレージデバイスを購入するだけで、保存容量が大きいストレージデバイスと同様の保存効果を達成することができる。

本発明は、圧縮技術を利用し、オリジナルデータのデータ量を大幅に圧縮することにより、保存容量を拡張可能なストレージデバイスとしたもので、ストレージデバイスにはコントローラ、少なくとも１個のソリッドステートストレージメディアにより構成し、該コントローラ内には少なくとも1個の外部システムエンドに接続するシステムインターフェース、処理システム指令のマイクロプロセッサ、該ソリッドステートストレージメディアとデータ交換が可能なメモリインターフェースを具え、該コントローラは適当な圧縮／解凍メカニズムを通して、外部システムから伝送される保存しようとするオリジナルデータを、１：Ｎの比率で圧縮し極めて微小なデータとし、ソリッドステートストレージメディアに書き込むものでああり、本発明の好適な実施例を図面に沿って説明する。

ストレージデバイス１の大凡の構成は、図１に示すように、各種携帯式デジタル製品に広く応用されているメモリカード形態、或いはPCに応用されているUSBモバイルディスク、或いは現在なお研究開発段階であるソリッドステートストレージメディア（即ち、フラッシュメモリ）である。
該ストレージデバイス１はコントローラ１０、少なくとも１個のソリッドステートストレージメディア２０により構成され、該コントローラ１０内にはシステムインターフェース１０１、マイクロプロセッサ１０２、メモリインターフェース１０３を含れ、該システムインターフェース１０１は外部に予め設置するシステムエンド２（前記各種携帯式デジタル製品とPCシステムなどの応用設備）に接続する。
該メモリインターフェース１０３は該ソリッドステートストレージメディア２０とデータのやり取りを行うことができる。コントローラ１０内の前記マイクロプロセッサ１０２は、前記システムインターフェース１０１及び該メモリインターフェース１０３と接続する。

さらに、図１に示すように、本発明の実施例においては、前記ソリッドステートストレージメディア２０の保存容量を拡充するため、該ストレージデバイス１内にはデータ圧縮モジュール１０４が存在し、該データ圧縮モジュール１０４及びデータ解凍モジュール１０５を設置する。
該データ圧縮モジュール１０４、及びデータ解凍モジュール１０５はそれぞれ該マイクロプロセッサ１０２と電気的に接続し、該マイクロプロセッサ１０２の触発により作動する。
また、各インターフェース間の伝送速度の違いに対応するため、第一データバッファ１０６と第二データバッファ１０７を設置する。
前記第一データバッファ１０６は前記データ圧縮モジュール１０４、及び、前記データ解凍モジュール１０５、及び前記システムインターフェース１０１と電気的に接続し、前記第二データバッファ１０７は該データ圧縮モジュール１０４、及びデータ解凍モジュール１０５、及びメモリインターフェース１０３と電気的に接続する。
そして、前記第一、第二データバッファ１０６、１０７はデータの一時保存を行うが、それぞれ一時保存するデータの形態は異なる。

外部データを該ストレージメディア１のソリッドステートストレージメディア２０に保存しようとする時には、該システムインターフェース１０１は該外部システムエンド２が伝送するオリジナルデータを受取り、続いて、該マイクロプロセッサ１０２は本発明の特徴である独自の設計であるデータ圧縮モジュール１０４を通して、該オリジナルデータを適当な比率で圧縮する（例えば１：Ｎなどの比率。Ｎの値は採用する圧縮技術により決まる。圧縮程度は２倍、３倍、４倍などの圧縮比率である。）。圧縮作業を施し極めて微小化されたデータは、次に該メモリインターフェース１０３により、該ソリッドステートストレージメディア２０に記録、保存する。
このように本発明は圧縮メカニズムにより、該ソリッドステートストレージメディア２０は圧縮前の数倍の容量のデータを保存することが可能となる。

本発明の実施例の設計において、該システムインターフェース１０１は伝送するオリジナルデータを圧縮する前に、該オリジナルデータを該第一データバッファ１０６に一時的に保存する。次に、該データ圧縮モジュール１０４により一定の伝送速度で該第一データバッファ１０６からオリジナルデータを読出し圧縮を行う。さらに、圧縮後の縮小データを該第二データバッファ１０７に伝送し一時保存する。この時、該マイクロプロセッサ１０２のコントロールにより、該第二データバッファ１０７に一時保存される縮小データは、該メモリインターフェース１０３を通して、該ソリッドステートストレージメディア２０に記録、保存される。

該外部システムエンド２が該ストレージデバイス１のソリッドステートストレージメディア２０中より保存データを読み出す時には、該データ解凍モジュール１０５を利用する。該メモリインターフェース１０３を通して該ソリッドステートストレージメディア２０中から縮小データを読出し、解凍処理を施す。次に該システムインターフェース１０１を通して、既に解凍処理が完了し、原状を回復したオリジナルデータを該外部システムエンド２に伝送する。
作動時には、該メモリインターフェース１０３が縮小化データを伝送し解凍を行う前に、先ず該第二データバッファ１０７は解凍しようとする縮小データを一時保存する。該データ解凍モジュール１０５は該第二データバッファ１０７より伝送しようとする微小化データを読み出し、解凍処理を行う。該データ解凍モジュール１０５が解凍を完了後の原状を回復したデータを、該第一データバッファ１０６に送り一時保存する。さらに、該マイクロプロセッサ１０２により該第一データバッファ１０６が原状を回復したデータを含むことがディテクトされた場合には、伝送される原状を回復したデータを該システムインターフェース１０１を通して、該外部システムエンド２に伝送し使用に供する。
本発明の実施例においては該データ圧縮モジュール１０４、及び該データ解凍モジュール１０５はハードディスク回路、或いは、ソフトウエアの方式で作動することができる。

次に、図２に示すように、本実施例では２：１の比率で圧縮するが、その場合の説明である。
前記外部システムエンド２がオリジナルデータを、本発明の実施例のストレージデバイス１に保存、記録しようとする時には、前記システムインターフェース１０１は保存しようとするオリジナルデータファイル３（図２中のオリジナルデータファイル１a、２a、３a、４a、５a、６a、７a、８aなど。処理後のオリジナルデータはすべて同一のデータ量を具えると仮定する。）を該第一データバッファ１０６に伝送する。該マイクロプロセッサ１０２のディテクトを経て、該データ圧縮モジュール１０４を作動し、該データ圧縮モジュール１０４により１／２の圧縮比率で、順番に該オリジナルデータファイルを圧縮し、対応する微小化データファイル４（図中の微小化データファイル１a'、２a'、３a'、４a'、５a'、６a'、７a'、８a'など）とし、続いて、第二データバッファ１０７に伝送し、一時保存を行う。
この時、該マイクロプロセッサ１０２は該第一データバッファ１０６の保存データを消去し、該システムエンド２が他の保存しようとするオリジナルデータファイルを継続伝送するよう要求する。また、該メモリインターフェース１０３を通して、該第二データバッファ１０７内に保存する微小化データファイルを該ソリッドステートストレージメディア２０に書込み保存する。

図２中において、左下の未圧縮状態図に示すように、オリジナルデータファイル３はそのソリッドステートストレージメディア２０内の８個の保存空間を占める。
一方、図２中において右下の圧縮状態図が示すように、１／２の圧縮比率で圧縮し微小化されたデータファイル４は、該ソリッドステートストレージメディア２０’内において、わずかに４個の保存空間を占めるのみである。
即ち、本発明の実施例の圧縮技術により、伝送過程において該コントローラ１０の機能と該システムインターフェース１０１、該メモリインターフェース１０３の通信帯域幅を十分利用することができる。こうして、本発明のソリッドステートストレージメディア２０(２０')は圧縮メカニズムを利用し保存データの容量を変えることにより、ハードディスクの保存容量を変えることなく、未圧縮時のデータ容量のＮ倍に達するデータを保存可能となる。
即ち、図２中のソリッドステートストレージメディア２０内での８個の保存空間が占有し、メモリがいっぱいの状況であっても、圧縮操作によりソリッドステートストレージメディア２０’には１６件の圧縮後の微小化データファイルを保存することができる。

本発明実施例の回路概略図である。 図１中に示す圧縮状態と未圧縮状態の差異比較図である。

符号の説明

１ ストレージデバイス
１０ コントローラ
１０１ システムインターフェース
１０２ マイクロプロセッサ
１０３ メモリインターフェース
１０４ データ圧縮モジュール
１０５ データ解凍モジュール
１０６ 第一データバッファ
１０７ 第二データバッファ
２０ ソリッドステートストレージメディア
２０a オリジナルデータファイルを保存したソリッドステートストレージメディア
２０b 圧縮微小化データファイルを保存したソリッドステートストレージメディア
２ 外部システムエンド
３ オリジナルデータファイル(１a〜８a)
４ 圧縮微小化データファイル(１a'〜８a')

Claims (5)

1. ストレージデバイスはコントローラ、少なくとも１個のソリッドステートストレージメディアにより構成し、
   前記コントローラ内には外部に予め設置するシステムエンドに接続するシステムインターフェース、処理システム指令のマイクロプロセッサ、前記ソリッドステートストレージメディアとデータ交換が可能なメモリインターフェースを具え、
   前記コントローラ内には前記システムインターフェースと前記メモリインターフェース間に設置するデータ圧縮モジュールを配置し、
   前記マイクロプロセッサの触発により、前記システムインターフェースが伝送するオリジナルデータに対して１：Ｎの比率で圧縮し微小化データとし、前記メモリインターフェースの伝送により、前記微小化データを前記ソリッドステートストレージメディアに記録し保存することを特徴とする保存容量を拡張可能なストレージデバイス。
2. 前記ストレージデバイスはデータ解凍モジュールを具え、該データ解凍モジュールは前記システムインターフェースと前記メモリインターフェース間に設置し、前記マイクロプロセッサの触発により、前記ソリッドステートストレージメディア内の微小化データに対して圧縮を解凍しオリジナルデータに戻し、外部へと伝送することを特徴とする請求項１記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイス。
3. 前記ストレージデバイスは第一データバッファを具え、前記システムインターフェース、前記マイクロプロセッサ、前記データ圧縮モジュール、前記データ解凍モジュールと電気的に接続することを特徴とする請求項１、或いは２記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイス。
4. 前記コントローラ内には第二データバッファを具え、前記メモリインターフェース、前記マイクロプロセッサ、前記データ圧縮モジュール、前記データ解凍モジュールと電気的に接続することを特徴とする請求項１、或いは２記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイス。
5. 前記データ圧縮モジュール及び前記データ解凍モジュールは前記コントローラ内に配置することを特徴とする請求項１、或いは２記載の保存容量を拡張可能なストレージデバイス。

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