JP4509906B2 - ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置 - Google Patents

Description

本発明はＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置に関し、特にＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを伝送インターフェースとした仮想ＵＳＢ保存装置に関する。

現在、コンピュータ技術は日進月歩の速さで成長しており、コンピュータの発展の趨勢は演算機能の強化と演算速度の高速化の方向に邁進している。しかし、ＣＰＵのクロック速度が速すぎる場合、その他の周辺機器の伝送速度はＣＰＵの処理速度について行けず、そのためにＣＰＵの機能が向上しても、システム全体の大きな改善はない。これはコンピュータの機能は全体のシステムによって決定されるためであり、ＣＰＵの機能を極限まで発揮させるにはコンピュータ全体のシステムを改良する必要がある。

データ伝送の速度はバスの伝送速度によって決定されるので、コンピュータの機能を高めるために全ての関連業者はバスの伝送速度の改良を行なってきた。例えばハードディスク装置を接続するＩＤＥの伝送速度は１６０ＭＢ／ｓに達しており、インターネットケーブルは１０ＭＢ／ｓから１ＧＢ／ｓに向上している。シリアルポートであるＲＳ−２３２は伝送速度が４８０ＭＢ／ｓであるＵＳＢに取って代わられ、伝送速度が１３３ＭＢ／ｓのＰＣＩは単向通信チャンネルの伝送速度が２５０ＭＢ／ｓまで向上しており、高速データ転送可能(従来の１６倍の転送速度)なＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓとなった。このＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓはホットプラグに対応した制御機能を提供しており、多くのユーザーに広く受け入れられている。

また、フラッシュメモリはその省エネルギー性、不揮発性、耐震性および高密度性などの特性から多くの携帯型装置内に使用され、ＥＥＰＲＯＭやバッテリー式のメモリに取って代わって使用されている。また、半導体技術の進歩によって、フラッシュメモリの保存密度と伝送速度も飛躍的に成長しており、従来型の保存媒体に取って代わることができるものとなっている。
しかし、現在フラッシュメモリを利用した保存装置の多くはＵＳＢまたはＩＤＥを伝送インターフェースとしたものであり、ＵＳＢとＩＤＥの伝送速度はそれぞれ４８０ＭＢ／ｓおよび１６０ＭＢ／ｓしかなく、その伝送速度ではフラッシュメモリの読み書き速度に追いつかず、この種のフラッシュメモリを利用した保存装置はホストのＵＳＢまたはＩＤＥによって制限を受け、フラッシュメモリが本来持つ性能を発揮できていない。

また、一つのプログラム開発のシステムまたはソフトプログラムにおいては、エディット、コンパイル、デバッグ、ファイル管理、実行を一体とした環境インターフェースを提供し、この環境インターフェースはプログラマーが一つの応用プログラムを開発するのに必要な大部分の仕事を行うことができるものであり、ホストが実行するソフトは特定の環境インターフェースによって周辺機器とコミュニケーションを行なうので、周辺機器はホストの環境インターフェースを有する必要があり、それによってホストから送られてきたコマンドを実行できる。

従って、如何にフラッシュメモリを利用した保存装置において、伝送速度の更に速いバスを伝送インターフェースとし、ホストに設置された環境インターフェースとコミュニケーションを行い、フラッシュメモリが本来持つ性能を最大限に発揮させることは関連業者が改善したいことであった。
特開２００５−１５１４４８公報

本発明の目的は、ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓをホストと保存装置との間の伝送インターフェースとし、保存装置にはマイクロコントローラが設置され、マイクロコントローラにはＵＳＢモジュールが設置され、保存装置のフラッシュメモリがホストとデータの読み書きを行なうとき、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓの最高伝送速度でデータの伝送ができ、同時にＵＳＢの特性も有するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の保存装置はマイクロコントローラを有し、マイクロコントローラは、フラッシュメモリと、ホストのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓと接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェースと、接続される。マイクロコントローラはフラッシュメモリインターフェース、ＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓインターフェースおよびＵＳＢモジュールを有しており、該フラッシュメモリインターフェースはＵＳＢモジュールとフラッシュメモリと接続し、ホストから受信したデータをフラッシュメモリに保存するためにフラッシュメモリ規格に変換し、該ＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓインターフェースはＵＳＢモジュールと接続し、フラッシュメモリから読み取ったデータをホストに伝送するためにＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に変換する。ホストが保存装置に保存または読取りのＵＳＢコマンドを出したとき、そのコマンドはＵＳＢモジュールに伝送され、ＵＳＢモジュールによってそのコマンドが実行される。保存装置内のフラッシュメモリのデータはコマンドに基づいてマイクロコントローラに設置されたＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓインターフェースによってＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓが受信できるデータ規格に変換され、ホストに伝送され、またはホストのデータは、コマンドに基づいてマイクロコントローラに設置されたフラッシュメモリインターフェースによって、フラッシュメモリが受信できるデータ規格に変換され、フラッシュメモリに伝送される。ホストはＵＳＢモジュールを通じて保存装置にデータの読み書きのＵＳＢコマンドを出すことができる。また、データが伝送されるとき、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓが提供できる最高伝送速度でデータの伝送ができ、同時にＵＳＢの特性も失わない。

すなわち、請求項１の発明は、フラッシュメモリと、データ入出力部とデータ入出力実行部とが設置された、前記データ入出力部によってホストが発したUSBコマンドを受信し、前記データ入出力実行部によって前記USBコマンドを実行するＵＳＢモジュールと、前記ＵＳＢモジュールに接続されると共に前記フラッシュメモリに接続され、前記ホストから受信したデータを前記フラッシュメモリに保存するためにフラッシュメモリ規格に変換するフラッシュメモリインターフェースと、前記ＵＳＢモジュールに接続され、前記フラッシュメモリから読み取ったデータを前記ホストに伝送するためにＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に変換するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースとを有するマイクロコントローラと、前記マイクロコントローラのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースに接続され、且つ前記ホストに設置されたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓに接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェースとを備える、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置であって、前記保存装置を前記ホストに接続するとき、前記保存装置のマイクロコントローラは、前記ホストに前記保存装置が一つのＵＳＢホストであることを宣言し、また、前記ホストが発するＵＳＢコマンドは前記ＵＳＢモジュールに伝送され、前記ＵＳＢモジュールによってコマンドが実行されることを特徴とするＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置である。

請求項２の発明は、前記ホストと保存装置がデータ送信を行う伝送手段は、一組の単向通信チャンネルからなる送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘであることを特徴とする請求項１記載のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置である。
請求項３の発明は、前記単向通信チャンネルは、一組または二組以上であることを特徴とする請求項２記載のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置である。
請求項４の発明は、前記ＵＳＢモジュールは、ファームウェアプログラムによって実現されたことを特徴とする請求項１記載のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置である。

以上のような構成であるから、本発明によれば、保存装置に設置されたデータ入出力部およびデータ入出力実行部によってホストが出したコマンドを実行し、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓをホストと保存装置１との間の伝送インターフェースとすることにより、データを伝送するとき、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓが提供できる最高伝送速度でデータの伝送ができる。

上述の目的を達成するために本発明が採用した手段およびその構造を示す実施例を図に沿って詳細に説明する。

図１は、本発明の好適な実施例を示すブロック図である。図から判るように、本発明の保存装置１は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース１１、マイクロコントローラ１２およびフラッシュメモリ１３から構成されている。
前記ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース１１は、ホスト２に設けられたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ２１と接続される。

前記マイクロコントローラ１２は、フラッシュメモリインターフェース１２１、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェース１２２および仮想ＵＳＢ(Universal Serial Bus)モジュール１２３を有し、仮想ＵＳＢモジュール１２３はデータ入出力部１２３１およびデータ入出力実行部１２３２を有する。
また、前記マイクロコントローラ１２は、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース１１と接続される。仮想ＵＳＢモジュール１２３は、ファームウェアプログラムによって実現された。

保存装置１に設置されたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース１１がホスト２に設置されたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ２１と接続されるとき、保存装置１のマイクロコントローラ１２はホスト２に対して保存装置１は一つのＵＳＢホストであると宣言(通報)する。このように、ホスト２はＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓアーキテクチャによってマイクロコントローラ１２とコミュニケーションを行なうが、マイクロコントローラ１２は一つのＵＳＢのホストであると認識される。

ホスト２が、ＵＳＢの保存コマンドを出したとき、そのコマンドは先ずマイクロコントローラ１２の仮想ＵＳＢモジュール１２３に設置されたデータ入出力部１２３１に伝送され、データ入出力部１２３１はこのコマンドをデータ入出力実行部１２３２に伝送し、データ入出力実行部１２３２によってコマンドが実行される。
このとき、ホスト２のデータは先ずＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ２１およびＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース１１を通じてマイクロコントローラ１２に伝送され、マイクロコントローラ１２に設置されたフラッシュメモリインターフェース１２１がこのデータをフラッシュメモリ１３が受信できるデータ規格に変換し、フラッシュメモリ１３内に保存される。

ホスト２が保存装置１内に保存されているデータを読取りたいとき、ＵＳＢコマンドは先ずマイクロコントローラ１２の仮想ＵＳＢモジュール１２３に設置されたデータ入出力部１２３１に伝送され、データ入出力部１２３１はこのコマンドをデータ入出力実行部１２３２に伝送し、データ入出力実行部１２３２によってコマンドが実行される。このとき、フラッシュメモリ１３は先ずデータをマイクロコントローラ１２に伝送し、マイクロコントローラ１２に設置されたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェース１２２がこのデータをＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ２１が受信できる規格に変換し、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース１１およびＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ２１を通じてホスト２に伝送される。

上述の説明から判るように、ホスト２が保存装置１に対して読取りまたは保存を行なうとき、そのデータはマイクロコントローラ１２によって直接フラッシュメモリ１３内から読取りまたは書き込みが行なわれ、読取りまたは保存の命令は仮想ＵＳＢモジュール１２３に設置されたデータ入出力部１２３１およびデータ入出力実行部１２３２によって実行される。従って、ホスト２は、この保存装置１が一つのＰＣＩ ＥｘｐｒｅｓｓインターフェースのＵＳＢ保存装置であると認識される。

また、ホスト２が出すコマンドはデータ処理を含まず、このコマンドは仮想ＵＳＢモジュール１２３内で実行され、マイクロコントローラ１２はフラッシュメモリ１３とコミュニケーションを行なわない。

図２は、本発明の好適な実施例におけるデータ伝送時の状態を示すブロック図である。図から分かるように、ホスト２と保存装置１とがデータ伝送を行なう伝送手段は一組の単向通信チャンネル２１１からなる送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘとすることができ、単向通信チャンネル２１１は一組または二組以上とすることもできる。

本発明のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置が従来技術を改善する重点は、保存装置１に設置されたデータ入出力部１２３１およびデータ入出力実行部１２３２によってホスト２が出したコマンドを実行し、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓをホスト２と保存装置１との間の伝送インターフェースとすることにより、データを伝送するとき、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓが提供できる最高伝送速度でデータの伝送ができる点である。

以上のように、本発明のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置は、保存装置に設置されたデータ入出力部およびデータ入出力実行部によってホストが出したコマンドを実行し、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓをホストと保存装置１との間の伝送インターフェースとすることにより、データを伝送するとき、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓが提供できる最高伝送速度でデータの伝送ができ、明らかに従来技術によるものよりも優れている。
上述の詳細な説明は本発明の一実施例を示したものであり、本発明を制限するものではなく、本発明の特徴を損なうものでなければ、本発明の主旨を逸脱しない均等範囲は全て本発明に含まれる。

本発明の好適な実施例を示すブロック図である。 本発明の好適な実施例におけるデータ伝送時の状態を示すブロック図である。

符号の説明

１ 保存装置
１１ ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェース
１２ マイクロコントローラ
１２１ フラッシュメモリインターフェース
１２２ ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェース
１２３ ＵＳＢモジュール
１２３１データ入出力部
１２３２データ入出力実行部
１３ フラッシュメモリ
２ ホスト
２１ ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ
２１１ 単向通信チャンネル

Claims (4)

1. フラッシュメモリと、
   データ入出力部とデータ入出力実行部とが設置された、前記データ入出力部によってホストが発したUSBコマンドを受信し、前記データ入出力実行部によって前記USBコマンドを実行するＵＳＢモジュールと、前記ＵＳＢモジュールに接続されると共に前記フラッシュメモリに接続され、前記ホストから受信したデータを前記フラッシュメモリに保存するためにフラッシュメモリ規格に変換するフラッシュメモリインターフェースと、前記ＵＳＢモジュールに接続され、前記フラッシュメモリから読み取ったデータを前記ホストに伝送するためにＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ規格に変換するＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースとを有するマイクロコントローラと、
   前記マイクロコントローラのＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓインターフェースに接続され、且つ前記ホストに設置されたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓに接続されるＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ接続インターフェースと
   を備える、ＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置であって、
   前記保存装置を前記ホストに接続するとき、前記保存装置のマイクロコントローラは、前記ホストに前記保存装置が一つのＵＳＢホストであることを宣言し、また、前記ホストが発するＵＳＢコマンドは前記ＵＳＢモジュールに伝送され、前記ＵＳＢモジュールによってコマンドが実行されることを特徴とするＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置。
2. 前記ホストと保存装置がデータ送信を行う伝送手段は、一組の単向通信チャンネルからなる送信端子Ｔｘと受信端子Ｒｘであることを特徴とする請求項１記載のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置。
3. 前記単向通信チャンネルは、一組または二組以上であることを特徴とする請求項２記載のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置。
4. 前記ＵＳＢモジュールは、ファームウェアプログラムによって実現されたことを特徴とする請求項１記載のＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓを有する仮想ＵＳＢフラッシュメモリ保存装置。

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