TWI556111B - 控制指示燈的邏輯電路及方法 - Google Patents

Description

控制指示燈的邏輯電路及方法

本發明是關於一種控制方法，特別是一種指示燈的邏輯電路的控制方法。

隨著科技進步、電子產業的蓬勃發展，人們對資訊傳遞的需求量不斷增加，為符合人們的需求，當前電腦設備的性能也隨之提升，而電腦設備需與相關軟體相互配合才能運作，例如作業系統、遊戲軟體及影音互動軟體，而前述軟體在運作時需將資料儲存在電腦設備的硬碟中，因此，硬碟在人們的生活中扮演的舉足輕重的角色。

一般而言，使用者在利用硬碟存取資料時，硬碟本身會進行讀取或寫入，並且輸出存取狀態訊號來表示硬碟自身的狀態，為讓使用者能在電腦設備外即觀察到內部硬碟的存取狀態，在電腦設備的機殼上大多裝設有用以表示硬碟狀態的指示燈，並根據前述存取狀態訊號來控制指示燈的發亮模式來表示硬碟不同的存取狀態。

然而，根據不同廠牌的硬碟或是應用於不同系統中的硬碟所產生的存取狀態訊號可能有所不同，且指示燈的發亮模式亦有所不同，舉例來說，以應用於伺服器之串列SCSI（Serial Attached SCSI；SAS）硬碟為例，當SAS硬碟未處於工作狀態時，指示燈會持續發亮，而應用於個人電腦之串列ATA（Serial Advanced Technology Attachment；SATA）硬碟在未處於工作狀態時，指示燈不會發亮；因此，設計者必須根據不同的狀態時脈來重新設計控制指示燈的電路，不但造成產品難以管理，還造成產品的生產成本提高。

有鑒於此，本發明提出一種控制指示燈的邏輯電路及方法。

在一實施例中，一種邏輯電路包含正反器與充放電電路，正反器根據重置訊號、狀態時脈及資料訊號輸出致能訊號，其中，資料訊號與致能訊號互為反相，致能訊號用以控制指示燈；充放電電路電性連接正反器以根據致能訊號產生重置訊號。

在一實施例中， 指示燈係由發光二極體所實現，發光二極體電性連接於一供電端與正反器的輸出端之間。

在一實施例中，充放電電路包含電容與電阻，正反器包含重置端，重置端接收重置訊號，電阻根據致能訊號產生充放電電流，電容電性連接於重置端與系統接地端之間，電容接收電阻產生之充放電電流以產生重置訊號。

在一實施例中，當致能訊號具有高邏輯位準時，充放電電路進行放電以產生具有低邏輯位準之重置訊號，正反器根據具有低邏輯位準之重置訊號輸出具有低邏輯位準之致能訊號。

在一實施例中，當致能訊號與重置訊號分別具有低邏輯位準與高邏輯位準時，正反器於狀態時脈之上升緣取樣具有高邏輯位準之資料訊號以輸出具有高邏輯位準之致能訊號。

在一實施例中，一種指示燈的控制方法包含正反器根據重置訊號、狀態時脈及資料訊號輸出致能訊號，資料訊號與致能訊號互為反相、充放電電路根據致能訊號進行充放電以產生重置訊號，及發光元件根據致能訊號之邏輯位準驅動指示燈以產生閒置燈號或存取燈號以表示硬碟處於閒置狀態或存取狀態。

在一實施例中，於充放電電路根據致能訊號進行充放電以產生重置訊號之步驟中，充放電電路根據致能訊號藉由電阻對電容進行充放電以產生重置訊號，重置訊號的邏輯位準係由電容兩端的電壓差所決定。

在一實施例中，於發光元件根據致能訊號之邏輯位準驅動指示燈之步驟中，指示燈係由發光二極體所實現，當致能訊號為低邏輯位準時，發光二極體產生閒置燈號；當致能訊號由低邏輯位準轉態為高邏輯位準時，發光二極體產生存取燈號。

在一實施例中，於該正反器輸出致能訊號之步驟中，當重置訊號具有低邏輯位準時，根據重置訊號以輸出具有低邏輯位準之致能訊號；於充放電電路根據致能訊號進行充放電以產生重置訊號之步驟中，充放電電路根據具有低邏輯位準之致能訊號進行充電以產生具有高邏輯位準之重置訊號。

在一實施例中，於正反器輸出致能訊號之步驟中，當重置訊號與資料訊號分別具有高邏輯位準，正反器根據重置訊號於狀態時脈之上升緣取樣資料訊號以輸出具有高邏輯位準之致能訊號，於充放電電路根據致能訊號進行充放電以產生重置訊號之步驟中，充放電電路根據具有高邏輯位準之致能訊號進行放電以產生具有低邏輯位準之重置訊號。

綜上所述，根據本發明之控制指示燈的邏輯電路及方法是利用正反器與充放電電路來控制指示燈切換於導通或截止。即便硬碟的廠牌及介面有所不同，當硬碟沒有在進行寫入或讀取時，指示燈皆因導通而發亮，當硬碟在寫入或讀取時，指示燈皆切換於導通與截止之間而閃爍，以致使設計者毋須重新設計電路來符合不同的硬碟，藉以降低生產成本。

第1圖為根據本發明之邏輯電路之一實施例之電路圖。請參照第1圖，邏輯電路包含正反器12、充放電電路13及指示燈14；正反器12電性連接於硬碟11及指示燈14之間。在一些實施例中，硬碟11可根據其應用而具有不同介面，舉例來說，硬碟11可為應用於伺服器中之SAS硬碟或是應用於個人電腦之SATA硬碟。在一些實施例中，可將正反器12、充放電電路13整合於一特殊應用積體電路（Application-Specific Integrated Circuit；ASIC）上並與硬碟11設置於電腦機殼內，將指示燈14設置於電腦機殼外以供操作電腦的使用者觀察指示燈14的發光模式。

硬碟11產生狀態時脈S5，狀態時脈S5的邏輯位準是表示硬碟11的工作狀態，當硬碟11在進行讀取或是寫入時，硬碟11輸出包含脈衝之狀態時脈S5；當硬碟11未進行讀寫時，根據硬碟11之廠牌及介面，硬碟11輸出高邏輯位準或低邏輯位準之狀態時脈S5。

正反器12電性連接硬碟11以接收狀態時脈S5，正反器12根據狀態時脈S5、重置訊號S2及資料訊號S4輸出致能訊號S3控制指示燈14，其中資料訊號S4與致能訊號S3互為反相。充放電電路13電性連接正反器12以根據致能訊號S3來產生重置訊號S2。

致能訊號S3驅動指示燈14產生包含閒置燈號或存取燈號的不同發光模式來分別表示硬碟11是否在進行讀寫。在本實施例中，指示燈14係以發光二極體實現，指示燈14根據致能訊號S3的邏輯位準產生前述發光模式。

正反器12係以D型正反器（D-type flip-flop）實現，正反器12具有複數輸入端，包含：資料接收端D1、設定端P1、重置端P2、時脈端C1、接地端G1及供電端V1。正反器12具有兩輸出端Q1、Q2（為方便描述，分別稱之為第一輸出端Q1及第二輸出端Q2），第一輸出端Q1輸出致能訊號S3，第二輸出端Q2輸出反相於致能訊號S3的訊號。基此，將正反器12的第二輸出端Q2電性連接其資料接收端D1以將前述第二輸出端Q2輸出的訊號作為資料訊號S4。

如第1圖所示，充放電電路13的第一端電性連接於正反器12的資料接收端D1及第二輸出端Q2，充放電電路13的第二端電性連接於正反器12的重置端P2，充放電電路13的第三端電性連接系統接地端。於此，充放電電路13根據反向於致能訊號S3之資料訊號S4進行充放電來產生重置訊號S2。

正反器12的接地端G1電性連接至系統接地端以提供訊號接地，正反器12的供電端V1電性連接至供電端VCC以接收正反器之工作電壓以供正反器12運作。

正反器12的時脈端C1電性連接硬碟11的輸出端，時脈端C1接收硬碟11輸出之狀態時脈S5，正反器12根據狀態時脈S5的邏輯位準運作，再者，正反器12亦可根據其設定端P1與重置端P2的邏輯位準運作；換言之，正反器12輸出訊號的方式有下述兩種：正反器12的第一輸出端Q1與第二輸出端Q2依據設定端P1與重置端P2的邏輯位準輸出對應的致能訊號S3與資料訊號S4；或者，正反器12於狀態時脈S5的上升緣（rising edge）根據資料接收端D1的邏輯位準來產生致能訊號S3及資料訊號S4，換言之，當狀態時脈S5非為上升緣而為高邏輯位準（即，邏輯「1」）、低邏輯位準（即，邏輯「0」）或下降緣（falling edge）時，致能訊號S3與資料訊號S4的邏輯位準不因資料接收端D1的邏輯位準改變而隨之改變。

如第1圖所示，指示燈14電性連接於供電端VCC與正反器的兩輸出端Q1、Q2之間，指示燈14的正極經由偏壓電阻耦接至供電端VCC，指示燈14的負極耦接正反器12的第一輸出端Q1。於此，指示燈14接收致能訊號S3，並根據致能訊號S3的邏輯位準而被切換於導通與不導通之間，也就是說，當致能訊號S3為邏輯0時，指示燈14之正極與負極之間的偏壓為順向偏壓，指示燈14因導通而發亮，進而產生閒置燈號；當致能訊號S3由邏輯0轉態為邏輯1時，指示燈14的偏壓由順向偏壓轉為逆向偏壓，指示燈14因截止而不發亮，進而產生存取燈號。因此，設計者可透過改變致能訊號S3的邏輯位準來控制指示燈14產生不同的發光模式。

在本實施例中，正反器12的設定端P1電性連接至供電端VCC，因此，正反器12根據重置端P2的邏輯位準產生致能訊號S3與資料訊號S4，而重置端P2的邏輯位準係由重置訊號S2所決定，正反器12的重置端P2接收重置訊號S2，並且，根據正反器12與指示燈14之間的連結關係選擇重置訊號S2的邏輯位準以對正反器12進行初始化，舉例來說，以D型正反器為例，當重置訊號S2為邏輯0時，正反器12之第一輸出端Q1與第二輸出端Q2分別對應輸出邏輯0之致能訊號S3與邏輯1之資料訊號S4。基此，在硬碟11並未進行讀取或寫入時，狀態時脈S5為邏輯1或邏輯0而非位於上升緣，正反器12根據邏輯0之重置訊號S2進行初始化，致使指示燈14接收致能訊號S3後因導通而發亮。

在實作上，如第1圖所示，正反器12的設定端P1經由偏壓電阻電性連接至供電端VCC以注入邏輯1；並且，在進行初始化正反器12之前，充放電電路13的第二端為邏輯0，將充放電電路13的第二端電性連接至正反器12的重置端P2以注入邏輯0之重置訊號S2。

表1為根據本發明之第1圖之正反器之功能表，請同時參閱第1圖及表1，以硬碟11未處於工作狀態時輸出之狀態時脈S5為邏輯0為例，時脈端C1為低邏輯位準（L），在進行初始化時，由於狀態時脈S5並非位於上升緣，資料接收端D1的邏輯位準可為隨意狀態（don’t care）值（X）而不影響第一輸出端Q1與第二輸出端Q2輸出之邏輯位準。在進行初始化後，設定端P1、重置端P2、第一輸出端Q1與第二輸出端Q2的位準分別為高邏輯位準（H）、低邏輯位準（L）、低邏輯位準（L）與高邏輯位準（H），此時，指示燈14因導通（ON）而發亮。在其他實施例中，即使硬碟11未處於工作狀態時輸出之狀態時脈S5為高邏輯位準（H）也不會導致指示燈14在硬碟不工作時截止而不發亮，因指示燈14是否導通僅與致能訊號S3有關，而致能訊號S3的邏輯位準僅與狀態時脈S5是否位於上升緣有關。 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="_0002"><TBODY><tr><td> 設定端P1 </td><td> 重置端P2 </td><td> 時脈端 C1 </td><td> 資料接收端D1 </td><td> 第一輸出端Q1 </td><td> 第二輸出端Q2 </td><td> 電容131 的狀態 </td><td> 指示燈14的狀態 </td></tr><tr><td> H </td><td> L </td><td> L </td><td> X </td><td> L </td><td> H </td><td> 充電初期 </td><td> ON </td></tr><tr><td> H </td><td> H </td><td> L </td><td> X </td><td> L </td><td> H </td><td> 充電完成 </td><td> ON </td></tr><tr><td> H </td><td> H </td><td> ↑ </td><td> H </td><td> H </td><td> L </td><td> 放電初期 </td><td> OFF </td></tr><tr><td> H </td><td> L </td><td> X </td><td> X </td><td> L </td><td> H </td><td> 放電完成 </td><td> ON </td></tr></TBODY></TABLE>表1

更進一步地來看，在本實施例中，由第1圖可知，充放電電路13中包含電阻130及電容131。電阻130的第一端電性連接至正反器12的第二輸出端Q2與資料接收端D1，並且，電容131的第一端電性連接於電阻130的第二端及正反器12的重置端P2，電容131的第二端電性連接於系統接地端。於此，充放電電路13根據資料訊號S4的邏輯位準進行充放電以改變重置訊號S2的邏輯位準，也就是說，電阻130與電容131是用來提供充放電路徑。

如表1所示，電容131兩端的電壓差（端電壓）即表示重置端P2的邏輯位準，在進行初始化時，由於電容131內並未有電荷存在，此時重置端P2的邏輯位準為低邏輯位準（L），並且，第二輸出端Q2為高邏輯位準（H），因此，正反器12的重置端P2與電容131之間形成充電路徑，在進行初始化後，資料訊號S4經由電阻130對電容131進行充電，電阻130產生充電電流，致使電容131的端電壓開始上升，當電容131的端電壓超過正反器12之臨界電壓（Threshold voltage）時，重置端P2即為邏輯1，也就是說，充放電電路13經由對電容131充電來改變重置端P2的邏輯位準，即重置訊號S2的邏輯位準。由表1可得知電容131由充電初期至充電完成後重置端P2的邏輯位準由低邏輯位準（L）變化為高邏輯位準（H），即重置訊號S2由邏輯0轉態為邏輯1。

再者，電容131由充電初期至充電完成後，指示燈14接收之致能訊號S3的邏輯位準並未產生變化，指示燈14持續發亮。只要硬碟11沒有被啟動，致能訊號S3維持在低邏輯位準（L）而致使指示燈14發亮，使用者得透過電腦機殼觀察指示燈14而得知硬碟11並非處於工作狀態。

相對地，若是硬碟11被啟動時而處於工作狀態時，如表1所示，硬碟11輸出包含上升緣（↑）之狀態時脈S5，此時，正反器12的資料接收端D1之邏輯位準為高邏輯位準（H），致使正反器12輸出具有高邏輯位準之致能訊號S3及具有低邏輯位準之資料訊號S4，並且，電容131的端電壓為高邏輯位準（H），電容131與正反器12的第二輸出端Q2之間形成放電路徑，電容131經由電阻130進行放電，電阻130產生放電電流使電容131的端電壓開始下降，當電容131的端電壓低於正反器12之臨界電壓時，重置訊號S2由高邏輯位準（H）轉態為低邏輯位準（L）。

由於電容131由高邏輯位準放電至低邏輯位準需要一段時間，當電容131的端電壓為低邏輯位準後，狀態時脈S5已非位於上升緣，此時設定端P1與重置端P2的邏輯位準分別為高邏輯位準（H）及低邏輯位準（L）而觸發正反器12進行初始化，致使第一輸出端Q1及第二輸出端Q2輸出具有低邏輯位準（L）之致能訊號S3及具有高邏輯位準H之資料訊號S4。

於此，正反器12的第二輸出端Q2與電容131之間的充電路徑再次形成，重置訊號S2進而由低邏輯位準轉態為高邏輯位準，致能訊號S3與資料訊號S4維持而不改變，直到狀態時脈S5由邏輯0轉態為邏輯1之瞬間後（即上升緣），正反器12始根據資料接收端D1的邏輯位準產生致能訊號S3與資料訊號S4。

表1中顯示狀態時脈S5位於上升緣至電容131放電完成的期間，各輸入端與各輸出端的變化。在放電初期，受到正反器之時脈端C1的影響，致能訊號S3由低邏輯位準（L）轉態為高邏輯位準（H），指示燈14由導通轉變為截止而不發亮。在放電完成時，致能訊號S3由高邏輯位準（H）轉態為低邏輯位準（L），指示燈14由截止轉變為導通而發亮。於此，當狀態時脈S5包含一個上升緣時，指示燈14由導通變化為截止再變化為導通，即閃爍一次，當狀態時脈S5包含複數個上升緣時，指示燈14會不斷閃爍直至狀態時脈S5回到邏輯0或邏輯1。使用者得透過電腦機殼觀察指示燈14不斷閃爍而得知硬碟11處於工作狀態。

指示燈14於導通切換至不導通之間的時間與充放電電路充電與放電的速度有關，倘若電容131充放電的速度太快，造成指示燈14導通與截止之間切換的時間太短，則使用者的肉眼無法觀察出指示燈14是否正在閃爍，倘若電容131充放電的速度太慢，指示燈14則無法即時根據狀態時脈S5的邏輯位準進行切換，因此，設計者需選擇適當的電阻值與電容值致使指示燈14在兩個上升緣之間閃爍一次，且使用者能觀察之。

第2圖為根據不同廠牌及不同介面的硬碟11所產生的狀態時脈S5的波形圖，請參閱第2圖，區間T1中的狀態時脈S5係由硬碟11於進行讀寫時所產生，此時的狀態時脈S5包含一個以上之脈衝而致使指示燈14不斷閃爍；區間T1外的狀態時脈S5係由硬碟11於未進行讀寫時所產生，此時狀態時脈S5為邏輯0或邏輯1，致使指示燈14進入發亮的模式。因此，無論硬碟11之廠牌及介面，指示燈14有相同的發亮模式。

綜上所述，根據本發明之控制指示燈的邏輯電路及方法是利用正反器與充放電電路來控制指示燈切換於導通或截止。即便硬碟的廠牌及介面有所不同，當硬碟沒有在進行寫入或讀取時，指示燈皆因導通而發亮，當硬碟在寫入或讀取時，指示燈皆切換於導通與截止之間而閃爍，以致使設計者毋須重新設計電路來符合不同的硬碟，藉以降低生產成本。

雖然本發明已以實施例揭露如上然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之專利申請範圍所界定者為準。

11‧‧‧硬碟
12‧‧‧正反器
13‧‧‧充放電電路
130‧‧‧電阻
131‧‧‧電容
14‧‧‧指示燈
VCC‧‧‧供電端
S2‧‧‧重置訊號
S3‧‧‧致能訊號
S4‧‧‧資料訊號
S5‧‧‧狀態時脈
T1‧‧‧區間
D1‧‧‧資料接收端
P1‧‧‧設定端
P2‧‧‧重置端
Q1‧‧‧第一輸出端
Q2‧‧‧第二輸出端
C1‧‧‧時脈端
V1‧‧‧供電端
G1‧‧‧接地端

[第1圖] 為根據本發明之邏輯電路之第一實施例之電路圖。 [第2圖] 為根據不同硬碟所產生的狀態時脈的波形圖。

11‧‧‧硬碟

12‧‧‧正反器

13‧‧‧充放電電路

130‧‧‧電阻

131‧‧‧電容

14‧‧‧指示燈

VCC‧‧‧供電端

S2‧‧‧重置訊號

S3‧‧‧致能訊號

S4‧‧‧資料訊號

S5‧‧‧狀態時脈

D1‧‧‧資料接收端

P1‧‧‧設定端

P2‧‧‧重置端

Q1‧‧‧第一輸出端

Q2‧‧‧第二輸出端

C1‧‧‧時脈端

V1‧‧‧供電端

G1‧‧‧接地端

Claims (8)

1. 一種控制指示燈的邏輯電路，用以表示一硬碟之狀態，該硬碟產生一狀態時脈，該邏輯電路包含：一正反器，根據一重置訊號、該狀態時脈及一資料訊號輸出一致能訊號，該資料訊號與該致能訊號互為反相，其中該致能訊號用以控制該指示燈；及一充放電電路，電性連接該正反器，該充放電電路包含一電容與一電阻，該正反器包含一重置端，該重置端接收該重置訊號，該電阻根據該致能訊號產生一充放電電流，該電容電性連接於該重置端與一系統接地端之間，該電容接收該充放電電流以產生該重置訊號。
2. 如請求項1所述之控制指示燈的邏輯電路，其中該指示燈係由一發光二極體所實現，該發光二極體電性連接於一供電端與該正反器的輸出端之間。
3. 如請求項2所述之控制指示燈的邏輯電路，其中，當該致能訊號具有高邏輯位準時，該充放電電路進行放電以產生具有低邏輯位準之該重置訊號，該正反器根據具有低邏輯位準之該重置訊號輸出具有低邏輯位準之該致能訊號。
4. 如請求項2所述之控制指示燈的邏輯電路，其中，當該致能訊號與該重置訊號分別具有低邏輯位準與高邏輯位準時，該正反器於該狀態時脈之上升緣取樣具有高邏輯位準之該資料訊號以輸出具有高邏輯位準之該致能訊號。
5. 一種指示燈的控制方法，用以表示一硬碟之狀態，該硬碟產生一狀態時脈，該控制方法包含：一正反器根據一重置訊號、該狀態時脈及一資料訊號輸出一致能訊號，該資料訊號與該致能訊號互為反相；一充放電電路根據該致能訊號藉由一電阻對一電容進行充放電以產生該重置訊號，且該重置訊號的邏輯位準係由該電容兩端的電壓差所決定；及一發光元件根據該致能訊號之邏輯位準驅動該指示燈以產生一閒置燈號或一存取燈號，該閒置燈號與該存取燈號分別表示該硬碟處於閒置狀態與存取狀態。
6. 如請求項5所述之指示燈的控制方法，其中，於該發光元件根據該致能訊號之邏輯位準驅動該指示燈之步驟中，該指示燈係由一發光二極體所實現，當該致能訊號為低邏輯位準時，該發光二極體產生該閒置燈號；當該致能訊號由低邏輯位準轉態為高邏輯位準時，該發光二極體產生該存取燈號。
7. 如請求項6所述之指示燈的控制方法，其中，於該正反器輸出該致能訊號之步驟中，當該重置訊號具有低邏輯位準時，根據該重置訊號以輸出具有低邏輯位準之該致能訊號；於該充放電電路根據該致能訊號進行充放電以產生該重置訊號之步驟中，該充放電電路根據具有低邏輯位準之該致能訊號進行充電以產生具有高邏輯位準之該重置訊號。
8. 如請求項6所述之指示燈的控制方法，其中，於該正反器輸出該致能訊號之步驟中，當該重置訊號與該資料訊號分別具有高邏輯位 準，該正反器根據該重置訊號於該狀態時脈之上升緣取樣該資料訊號以輸出具有高邏輯位準之該致能訊號，於該充放電電路根據該致能訊號進行充放電以產生該重置訊號之步驟中，該充放電電路根據具有高邏輯位準之該致能訊號進行放電以產生具有低邏輯位準之該重置訊號。