TWI472908B

TWI472908B - 具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統

Info

Publication number: TWI472908B
Application number: TW101125022A
Authority: TW
Inventors: Hung Ming Chien; Te Chieh Wang
Original assignee: Promise Tecnnology Inc
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2015-02-11
Also published as: TW201403297A

Description

具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統

本發明係關於一種外接式資料儲存系統(data storage system)，尤其具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統。

隨著針對電腦主機(host)的資料傳輸介面發展為具高速資料傳輸且可藉由傳輸介面供電給電腦主機之週邊裝置的介面規範(例如，USB 2.0、USB 3.0等規範)，透過這些傳輸介面由電腦主機供電的外接式資料儲存系統也隨之被發展並被廣泛應用。

現有外接式資料儲存系統若僅靠電腦主機供電，僅能在低功率模式下操作，其資料存取速率也較低。此外，現有外接式資料儲存系統已有可電連接交流電源(AC power source)，將交流電源提供的交流電轉換為高功率的直流電，以供應其在高功率模式下操作所需的電力，藉此讓其資料速率提升。

然而，現有可電連接交流電源的外接式資料儲存系統，尚未具備良好的電源管理能力，致使現有外接式資料儲存系統在電連接交流電源且在高功率模式、高資料存取速率操作的情況下，一旦遭遇交流電力斷電，其無法順暢切換至低功率模式操作，導致正在存取的資料遺失。

此外，現有的外接式資料儲存系統大都配置風扇以對其內部降溫，風扇運轉需耗費相當高的功率。現有的外接式資料儲存系統也可能發生內部異常升溫的情形。然而，現有可電連接交流電源的外接式資料儲存系統未對無須風扇運轉之情形及內部溫度升降有妥善的電源管理方案。

因此，本發明所欲解決的技術問題在於提供一種具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統，能對交流電力斷電、無須風扇運轉之情形及內部溫度升降有妥善的電源管理。

根據本發明之具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統之一較佳具體實施例，其包含至少一資料儲存裝置(data storage apparatus)、共同電源供應器(common power supply)以及偵測電路(detecting circuit)。每一資料儲存裝置包含各自的存取控制器(access controller)以及各自的且電連接至其對應的存取控制器之資料儲存單元(data storage unit)。共同電源供應器係以第一匯流排電連接至電腦主機、以電源線電連接至交流電源且分別電連接至每一資料儲存裝置。共同電源供應器用以選擇性地轉換來自電腦主機或交流電源之電力，且輸出電力供每一資料儲存裝置操作之用。偵測電路係電耦合至電源線、電連接至共同電源供應器且分別電連接至每一存取控制器。偵測電路用以偵測電源線之斷路。每一存取控制器係回應偵測電路所偵測到電源線之斷路，控制其所對應的資料儲存單元在時間差內從高功率模式順暢地切換成低功率模式操作。

於實際應用中，每一個資料儲存單元可以是非揮發性記憶體元件(non-volatile memory device)、磁碟機(disk drive)、磁帶機(tape drive)、一光儲存記錄裝置(optical storage drive)或是其他等效的儲存單元。

於一具體實施例中，第一匯流排可以符合USB、USB 2.0、USB 3.0、雷電(thunderbolt)等規範。

於一具體實施例中，共同電源供應器以及偵測電路係以第二匯流排分別電連接至每一資料儲存裝置。

於一具體實施例中，第二匯流排係符合mSATA介面規範，並且偵測電路係藉由mSATA介面規範中之一未定義的接腳(reserved pin)分別電連接至每一存取控制器。

於一具體實施例中，第二匯流排係符合SATA介面規範，並且偵測電路係藉由SATA介面規範中之一未定義的接腳分別電連接至每一存取控制器。

於一具體實施例中，第二匯流排係符合SAS介面規範，並且偵測電路係藉由SAS介面規範中之一未定義的接腳分別電連接至每一存取控制器。

進一步，本發明之具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統並且包含風扇以及風扇控制器。風扇控制器係分別電連接至風扇、同電源供應器以及偵測電路。風扇控制器用以回應偵測電路所偵測到電源線之斷路，控制風扇停止運轉。

於一具體實施例中，每一資料儲存裝置並且包含各自的溫度感測器。每一溫度感測器係電連接其所對應的存取控制器。每一溫度感測器用以感測溫度。每一存取控制器並且基於其對應的溫度感測器所感測的溫度選擇性地控制其所對應的資料儲存單元在高功率模式或低功率模式下操作。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的實施方式及所附圖式得到進一步的瞭解。

以下藉由對本發明之較佳具體實施例的詳細說明，藉以充分解說關於本發明的特徵、精神、優點以及實施上的可行性。

請參閱第1圖，係示意地繪示本發明之具有自動電源管理能力的外接式外接式資料儲存系統1之一較佳具體實施例的架構。

如第1圖所示，本發明之外接式資料儲存系統1包含至少一資料儲存裝置(14a、14b)、共同電源供應器10以及偵測電路12。為便於說明，第1圖中僅繪示兩個資料儲存裝置(14a、14b)作為代表。

每一資料儲存裝置(14a、14b)包含各自的存取控制器(140a、140b)以及各自的且電連接至其對應的存取控制器(140a、140b)之資料儲存單元(142a、142b)。共同電源供應器10係以第一匯流排B1電連接至電腦主機2、以電源線PL電連接至交流電源3且分別電連接至每一資料儲存裝置(14a、14b)。

於一具體實施例中，第一匯流排B1可以符合USB、USB 2.0、USB 3.0或Intel公司制定的雷電(thunderbolt)等規範。

共同電源供應器10用以選擇性地轉換來自電腦主機2或交流電源3之電力，且輸出電力供每一資料儲存裝置(14a、14b)操作之用。

偵測電路12係電耦合至電源線PL、電連接至共同電源供應器10且分別電連接至每一存取控制器(140a、140b)。例如，於第1圖中，偵測電路12以訊號線S0電連接至存取控制器140a，以訊號線S1電連接至存取控制器140b。

偵測電路12用以偵測電源線PL之斷路。每一存取控制器(140a、140b)係回應偵測電路12所偵測到電源線PL之斷路，控制其所對應的資料儲存單元(142a、142b)在時間差內從高功率模式順暢地切換成低功率模式操作。藉此，正在存取的資料不會遺失。

於實際應用中，當偵測電路12未偵測到電源線PL發生斷路時，每一存取控制器(140a、140b)即控制其所對應的資料儲存單元(142a、142b)在高功率模式下操作。當偵測電路12偵測到電源線PL發生斷路時，偵測電路12經由訊號線S0傳輸代表電源線PL發生斷路之觸發訊號至存取控制器140a，經由訊號線S1傳輸代表電源線PL發生斷路之觸發訊號至存取控制器140b，每一存取控制器(140a、140b)即在共同電源供應器10轉換成接收來自電腦主機2之電力其內部仍有儲存備用電力期間控制其所對應的資料儲存單元(142a、142b)在時間差內順暢地切換成低功率模式下操作。

請參閱第2圖，係示意地繪示根據本發明之外接式資料儲存系統1其資料儲存單元(142a、142b)操作所耗功率之一範例。於第2圖中，在時間t0之前，偵測電路12未偵測到電源線PL發生斷路，單一資料儲存單元(142a、142b)在功耗為5W的高功率模式下操作。在時間t0時，偵測電路12偵測到電源線PL發生斷路，資料儲存單元(142a、142b)從時間t0開始逐漸降低功耗，至時間t2時在功耗為2W的低功率模式下操作，也就是在時間差△t(例如，5msec.)內順暢地切換成2W低功率模式下操作。

於一具體實施例中，共同電源供應器10以及偵測電路 12係以第二匯流排B2分別電連接至每一資料儲存裝置(14a、14b)。於第1圖中，為說明方便，訊號線S0與訊號線S1係繪示成獨立於第二匯流排B2之外，實務上，訊號線S0與訊號線S1為第二匯流排B2之一部分。

於一具體實施例中，第二匯流排B2係符合序列先進技術(serial ATA,SATA)介面規範，並且偵測電路12係藉由SATA介面規範中之一未定義的接腳分別電連接至每一存取控制器(140a、140b)。SATA介面規範之電源節段(power segment)中第11支接腳未被定義，可以用於本發明之外接式外接式資料儲存系統1，供偵測電路12分別電連接至每一存取控制器(140a、140b)。

於一具體實施例中，第二匯流排B2係符合mSATA介面規範，並且偵測電路12係藉由mSATA(mini-SATA)介面規範中之一未定義的接腳分別電連接至每一存取控制器(140a、140b)。mSATA介面規範中第1、3、5、6、7、8、10、11、12、13、14、16、17、19、20、22、28、30、32、36、38、42、43、44、45、46、47、48、49、51支接腳未被定義，皆可以用於本發明之外接式外接式資料儲存系統1，供偵測電路12分別電連接至每一存取控制器(140a、140b)。

於一具體實施例中，第二匯流排B2係符合SAS介面規範，並且偵測電路12係藉由SAS(序列連接SCSI)介面規範中之一未定義的接腳分別電連接至每一存取控制器(140a、140b)。

同樣示於第1圖，進一步，本發明之具有自動電源管理能力的外接式資料儲存系統1並且包含風扇162以及風扇控制器160。風扇控制器160係分別電連接至風扇162、同電源供應器10以及偵測電路12。如第1圖所示，偵測電路12以訊號線S2電連接至風扇控制器160。當偵測電路12未偵測到電源線PL發生斷路時，風扇控制器控制160風扇162運轉以冷卻每一資料儲存裝置(14a、14b)。當偵測電路12偵測到電源線PL發生斷路時，偵測電路12經由訊號線S2傳輸代表電源線PL發生斷路之觸發訊號至風扇控制器160，風扇控制器160回應偵測電路12所偵測到電源線之斷路，控制該風扇162停止運轉。藉此，本發明之外接式資料儲存系統1能及時停止風扇162運轉所耗功率，以減輕整體系統運轉的負荷。

同樣示於第1圖，於一具體實施例中，每一資料儲存裝置(14a、14b)並且包含各自的溫度感測器(144a、144b)。每一溫度感測器(144a、144b)係電連接其所對應的存取控制器(140a、140b)。每一溫度感測器(144a、144b)用以感測溫度。每一存取控制器(140a、140b)並且基於其對應的溫度感測器(144a、144b)所感測的溫度選擇性地控制其所對應的資料儲存單元(142a、142b)在高功率模式或低功率模式下操作。

請參閱第3圖，係示意地繪示根據本發明之外接式資料儲存系統1其整體運作的溫度歷程之一範例。如第3圖所示，本發明之外接式資料儲存系統1從25℃至47℃處在高功率模式下操作，其整體讀取速率為770MB/sec的高速率，其整體寫入速率為530MB/sec的高速率。當溫度感測器(144a、144b)感測到47℃的高溫時，本發明之外接式資料儲存系統1切換至低功率模式下操作，其整體讀取速率為450MB/sec的正常速率，其整體寫入速率為450MB/sec的正常速率。當溫度感測器(144a、144b)感測到50℃的高溫時，本發明之外接式資料儲存系統1切換至最低功率模式下操作，其整體讀取速率為220MB/sec的低速率，其整體寫入速率為220MB/sec的低速率。

藉由以上本發明之較佳具體實施例的詳細說明，能清楚了解本發明所提供的外接式資料儲存系統具有自動電源管理能力，能對交流電力斷電、無須風扇運轉之情形及內部溫度升降有妥善的電源管理。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧外接式資料儲存系統

10‧‧‧共同電源供應器

12‧‧‧偵測電路

14a、14b‧‧‧資料儲存裝置

140a、140b‧‧‧存取控制器

142a、142b‧‧‧資料儲存單元

144a、144b‧‧‧溫度感測器

160‧‧‧風扇控制器

162‧‧‧風扇

B1‧‧‧第一匯流排

PL‧‧‧電源線

B2‧‧‧第二匯流排排

S0、S1、S2‧‧‧訊號線

2‧‧‧電腦主機

3‧‧‧交流電源

第1圖係本發明之具有自動電源管理能力的外接式外接式資料儲存系統之一較佳具體實施例的架構示意圖。

第2圖係根據本發明之外接式資料儲存系統其資料儲存單元操作所耗功率之一範例的示意圖。

第3圖係根據本發明之外接式資料儲存系統其整體運作的溫度歷程之一範例的示意圖。