TWI755068B - 具有系統作業能力的資料儲存裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種資料儲存裝置，其包括一資料儲存單元、一資料傳輸介面及一微處理器，資料傳輸介面透過一切換器連接資料儲存單元，微處理器連接一輸入輸出裝置且透過切換器連接資料儲存單元，微處理器內建有一嵌入式系統；當資料傳輸介面與資料儲存單元間的線路透過切換器導通時，一主機能夠透過資料傳輸介面讀取資料儲存單元中的資料或將資料寫入至資料儲存單元中；或者，當微處理器與資料儲存單元間的線路透過切換器導通時，微處理器的嵌入式系統將會執行輸入輸出裝置與資料儲存單元間的一輸入輸出處理。

Description

具有系統作業能力的資料儲存裝置
本發明有關於一種資料儲存裝置，尤指一種具有系統作業能力的資料儲存裝置。
隨著資料儲存的需求，資料儲存裝置，如固態硬碟(Solid State Drive，SSD)，常被一電腦主機或一自動化設備應用於儲存重要的資料。請參閱圖1，為傳統資料儲存裝置的結構示意圖。如圖1所示，傳統的資料儲存裝置10包括一控制器11、複數個快閃記憶體13及一資料傳輸介面15。
資料儲存裝置10設置在一電腦主機20中，且透過資料傳輸介面15與電腦主機20的一主機板21連接。資料傳輸介面15亦可為一符合於SATA、PCIe或NVMe標準規範的資料傳輸介面。當電腦主機20欲對於資料儲存裝置10存取資料時，發出一存取命令(如讀取/寫入命令)至資料儲存裝置10的資料傳輸介面15。則，資料儲存裝置10的控制器11透過資料傳輸介面15收到存取命令後，將對於快閃記憶體13進行資料的存取。
傳統資料儲存裝置10僅被用以儲存資料，並無增設其它的功能，其用途係被侷限的。於此，本發明提出一創新的資料儲存裝置，其具備有一系統作業的能力，利用系統作業的能力來處理資料儲存裝置所輸入輸出的資料，以便擴張資料儲存裝置的使用功能，將會是本發明的目的。
本發明的一目的，在於提出一種資料儲存裝置，其包括一資料儲存單元、一資料傳輸介面、一微處理器及一輸入輸出介面，資料傳輸介面及微處理器分別透過一切換器連接資料儲存單元，微處理器內建有一嵌入式系統，資料儲存裝置提供一資料儲存功能及一系統作業功能。當切換器導通資料儲存單元與資料傳輸介面間的線路時，一電子裝置能夠藉由資料傳輸介面存取資料儲存單元中的資料。當切換器導通資料儲存單元與微處理器間的線路時，微處理器的嵌入式系統將被允許執行特定的系統作業。
本發明又一目的，在於提出一種資料儲存裝置，其中資料儲存裝置包括一電源端口，當一電源偵測器在電源端口上偵測出一外部電源時，電源偵測器控制切換器導通資料儲存單元與微處理器間的線路，以便微處理器的嵌入式系統允許執行特定的系統作業。
本發明又一目的，在於提出一種資料儲存裝置，其中切換器連接一具有一觸發鍵的輸入輸出埠。當觸發鍵被按壓時，將產生一觸發訊號，觸發訊號將會控制切換器導通資料儲存單元與微處理器間的線路，以便微處理器的嵌入式系統允許執行特定的系統作業。
為達成上述目的，本發明提供一種具有系統作業能力的資料儲存裝置，包括：一資料儲存單元，包括一控制器及複數個快閃記憶體，控制器連接快閃記憶體；一第一資料傳輸介面，透過一切換器連接資料儲存單元；及一微處理器，透過一輸入輸出介面連接一輸入輸出裝置以及透過切換器連接資料儲存單元，包括有一嵌入式系統；其中，當第一資料傳輸介面與資料儲存單元間的線路被切換器導通時，一電子裝置透過第一資料傳輸介面讀取資料儲存單元中的資料或將資料寫入至資料儲存單元中；或者，當微處理器與資料儲存單元間的線路被切換器導通時，微處理器的嵌入式系統將被允許執行一特定的系統作業。
本發明一實施例中，更包括一電源端口，一外部電源透過電源端口輸入至資料儲存裝置，一電源偵測器連接電源端口及切換器，當電源偵測器在電源端口上偵測出外部電源時，電源偵測器控制切換器導通資料儲存單元與微處理器間的線路。
本發明一實施例中，電源端口為一DC端口或一乙太網路的受電端接口，外部電源為一DC電源或一乙太網路電源。
本發明一實施例中，切換器包括一第一端、一第二端及一共接端，第一端連接第一資料傳輸介面，第二端連接微處理器，而共接端連接資料儲存單元，當共接端電性連接至第一端時，資料儲存單元與第一資料傳輸介面間的線路將被導通，當共接端電性連接至第二端時，資料儲存單元與微處理器間的線路將被導通。
本發明一實施例中，切換器連接一具有一觸發鍵的輸入輸出埠，當觸發鍵被按壓時，產生一觸發訊號，觸發訊號傳送至切換器以控制切換器導通資料儲存單元與微處理器間的線路。
本發明一實施例中，其中微處理器透過一第二資料傳輸介面連接切換器，當微處理器與資料儲存單元間的線路被切換器導通時，微處理器的嵌入式系統透過第二資料傳輸介面讀取資料儲存單元中的資料或將資料寫入至資料儲存單元中。
本發明一實施例中，第一資料傳輸介面及第二資料傳輸介面為一符合於SATA、PCIe或NVMe標準協定資料的傳輸介面。
本發明一實施例中，輸入輸出介面為一符合於USB、GPIO端子、Type C、VGA、HDMI或DVI標準協定的輸入輸出介面。
本發明一實施例中，輸入輸出裝置為一網路模組，微處理器的嵌入式系統透過輸入輸出裝置接收一雲端平台所發佈的一操作指令，以根據操作指令執行特定的系統作業。
本發明一實施例中，輸入輸出裝置包括一人機介面裝置及一資料輸出裝置，微處理器的嵌入式系統根據於人機介面裝置的一操作動作以處理資料儲存單元中所儲存的一特定文件，並透過資料輸出裝置輸出處理後的特定文件。
10:資料儲存裝置
11:控制器
13:快閃記憶體
15:第一資料傳輸介面
20:電腦主機
21:主機板
300:資料儲存裝置
31:資料儲存單元
311:控制器
313:快閃記憶體
3131:作業系統
3133:系統還原檔
3135:健康度資訊
3137:文件
32:輸入輸出埠
321:觸發鍵
33:第一資料傳輸介面
34:電源端口
341:電源偵測器
35:微處理器
351:嵌入式系統
352:第二資料傳輸介面
37:輸入輸出介面
371:第一輸入輸出介面
372:第二輸入輸出介面
373:第三輸入輸出介面
39:切換器
391:第一端
392:第二端
393:共接端
40:主機板
50:輸入輸出裝置
501:操作指令
60:外部電源
圖1：習用資料儲存裝置的結構示意圖。
圖2：本發明資料儲存裝置一應用實施例的結構示意圖。
圖3：本發明資料儲存裝置又一應用實施例的結構示意圖。
圖4：本發明資料儲存裝置又一應用實施例的結構示意圖。
請參閱圖2，為本發明資料儲存裝置一應用實施例的結構示意圖。如圖2所示，本發明資料儲存裝置300亦可為一固態硬碟(Solid State Disk)，其設置於一電子裝置中，如電腦主機、自動化設備，作為電子裝置的一儲存媒體。資料儲存裝置300包括一資料儲存單元31、一第一資料傳輸介面33、一微處理器35、一第二資料傳輸介面352及一輸入輸出介面37。資料儲存單元31包括一控制器311及複數個快閃記憶體313。控制器311連接複數個快閃記憶體313。
資料儲存裝置300透過第一資料傳輸介面33與電子裝置的一主機板40上的一連接器連接，而透過輸入輸出介面37連接一外部的輸入輸出裝置50。第一資料傳輸介面33與第二資料傳輸介面352為符合於SATA、PCIe或NVMe標準協定資料的傳輸介面。輸入輸出介面37為一符合於USB、GPIO端子、Type C、VGA、HDMI或DVI標準協定的輸入輸出介面。
資料儲存裝置300更包括有一切換器39。切換器39包括一第一端391、一第二端392及一共接端393。第一端391連接第一資料傳輸介面33，第二端392連接第二資料傳輸介面352，而共接端393連接資料儲存單元31。電子裝置的主機板40透過第一資料傳輸介面33連接切換器39，而微處理器35透過第二資料傳輸介面352連接切換器39。則，藉由切換器39的開關切換，以決定資料儲存單元31電性連接至電子裝置的主機板40或電性連接至微處理器35。
再者，本發明資料儲存裝置300除提供有一般資料儲存的功能外，更提供一系統作業的功能。微處理器35具有一嵌入式系統351，如Linux、RTOS或TinyOS。資料儲存裝置300能夠利用微處理器35的嵌入式系統351執行一特定的系統作業流程。
當資料儲存裝置300欲被使用於儲存資料時，切換器39的共接端393被控制連接至第一端391，以導通資料儲存單元31與第一資料傳輸介面33間的線路，則，電子裝置透過第一資料傳輸介面33讀取資料儲存單元31中的資料或將資料寫入至資料儲存單元31中。當資料儲存裝置300欲實行系統作業的功能時，切換器39的共接端393被控制連接至第二端392，以導通資料儲存單元31與微處理器35的第二資料傳輸介面352間的線路，則，微處理器35的嵌入式系統351將在資料儲存單元31與輸入輸出介面37之間執行一特定的系統作業，且透過第二資料傳輸介面352從資料儲存單元31讀取執行特定的系統作業所需的資料或將執行特定的系統作業所產生的資料寫入至資料儲存單元31中。
本發明一實施例中，係可透過一外部電源來啟動資料儲存裝置300的系統作業功能。資料儲存裝置300包括一電源端口34，一外部電源60亦可透過資料儲存裝置300的電源端口34輸入至資料儲存裝置300。電源端口34亦可為一DC端口，外部電源60亦可為一供電裝置所提供的一DC電源，供電裝置的一插頭插入至電源端口34中，以提供DC電源至資料儲存裝置300。或者，電源端口34 亦可為一PoE(Power over Ethernet)的受電端接口，外部電源60為一PoE供電端模組所提供的一乙太網路電源，PoE供電端模組透過一乙太網路纜線連接至電源端口34，以提供乙太網路電源至資料儲存裝置300。進一步地，一電源偵測器341連接電源端口34及切換器39。電源偵測器34用以偵測外部電源60是否存在。當電源偵測器341在電源端口34上未偵測出外部電源60時，電源偵測器341控制切換器39的共接端393電性連接至第一端391，以導通資料儲存單元31與第一資料傳輸介面33間的線路，電子裝置即可透過第一資料傳輸介面33對於資料儲存單元31執行一般的資料存取。相反的，當電源偵測器341在電源端口34上偵測出外部電源60時，電源偵測器341控制切換器39的共接端393電性連接至第二端392，以導通資料儲存單元31與微處理器35的第二資料傳輸介面352間的線路，則，資料儲存裝置300即可利用微處理器35的嵌入式系統351執行資料儲存單元31與輸入輸出介面37間的特定的系統作業。
本發明資料儲存裝置300工作所需的電源能量係由第一資料傳輸介面33所提供。第一資料傳輸介面33為一具有傳輸資料及電源能量的傳輸介面，如第一資料傳輸介面33為一SATA傳輸介面，其資料傳輸部分(7pin)用以傳輸資料訊號，而SATA傳輸介面的電源傳輸部分(15pin)用以傳輸電源能量。當資料儲存裝置300透過第一資料傳輸介面33插設在電子裝置的主機板40的連接器時，電子裝置所提供的一主機電源透過第一資料傳輸介面33的電源傳輸部分輸入至資料儲存裝置300，以便提供資料儲存裝置300工作所需的電源能量。
或者，本發明資料儲存裝置300工作所需的電源能量係由外部電源60所提供。當第一資料傳輸介面33從主機板40的連接器上被拔離時，外部電源60亦可透過資料儲存裝置300的電源端口32輸入至資料儲存裝置300，致使以提供資料儲存裝置300工作所需的電源能量。
本發明一實施例中，輸入輸出介面37連接的輸入輸出裝置50為一網路模組，如乙太網路(Ethernet)或WiFi模組。輸入輸出裝置50能夠用以接收一雲端平台所發佈的一操作指令501，例如：系統還原的操作指令。資料儲存單元31的快閃記憶體313儲存有一作業系統3131及一系統還原檔3133。當資料儲存裝置300的系統作業功能已被啟動且透過輸入輸出裝置50接收到系統還原的操作指令501時，微處理器35的嵌入式系統351將會根據系統還原的操作指令501執行一系統還原流程，以利用資料儲存單元31中的系統還原檔3133還原作業系統3131。作業系統3131被還原後，微處理器35的嵌入式系統351透過輸入輸出裝置50回報一完成系統還原的訊息至雲端平台。
本發明又一實施例中，雲端平台所發佈的操作指令501為一健康度資訊收集的操作指令。資料儲存單元31的快閃記憶體313儲存有至少一健康度資訊3135。當資料儲存裝置300的系統作業功能已被啟動且透過輸入輸出裝置50接收到健康度資訊收集的操作指令501時，微處理器35的嵌入式系統351將會根據系統還原的操作指令501執行一健康度資訊的收集流程，以便對於資料儲存單元31執行健康度資訊3135的收集。健康度資訊3135收集完成後，微處理器35的嵌入式系統351透過輸入輸出裝置50將健康度資訊3135傳送至雲端平台。
再者，上述兩種類型的操作指令501，僅是本發明部分實施態樣，實際應用時，雲端平台的管理者亦可發佈各種類型的操作指令501，如資料加密、韌體更新、實體銷毀等等操作指令，至資料儲存裝置300，以使微處理器35的嵌入式系統351能夠根據操作指令501的指示執行特定的系統作業。
請參閱圖3，為本發明資料儲存裝置又一應用實施例的結構示意圖。如圖3所示，本發明資料儲存裝置300包括有複數個輸入輸出介面371、372、373，如第一輸入輸出介面371、第二輸入輸出介面372及第三輸入輸出介面373。每一輸入輸出介面371/372/373連接一對應的輸入輸出裝置50。第一輸入輸出介 面371連接一第一人機介面裝置，如鍵盤，第二輸入輸出介面372連接一第二人機介面裝置，如滑鼠，而第三輸入輸出介面373連接一資料輸出裝置，如顯示器。在本實施例中，資料儲存單元31的快閃記憶體313中係儲存有各種檔案格式的文件3137，如Word檔案文件、PDF檔案文件、影音檔案文件等等。
當資料儲存裝置300的系統作業功能已被啟動時，資料儲存裝置300的使用者能夠透過鍵盤或滑鼠的一操作動作以及配合顯示器的畫面輸出，以從資料儲存單元31中選取一特定文件3137。特定文件3137被選取後，微處理器35的嵌入式系統351解析特定文件3137的檔案格式，並利用一適當的軟體程式開啟特定文件3137，且將開啟的特定文件3137呈現在顯示器中。在本發明一實施例中，開啟特定文件3137的軟體程式係可以安裝在資料儲存單元31中。
當然，本發明資料儲存裝置300的輸入輸出介面除連接鍵盤、滑鼠或顯示器之外，亦可選擇連接印表機、揚聲器或其他類型的輸入輸出裝置50，以便微處理器35的嵌入式系統351能夠對於儲存在資料儲存單元31中的特定資料進行處理，且處理後的特定資料能夠透過各式各樣的輸入輸出裝置50進行輸出。
請參閱圖4，為本發明資料儲存裝置又一應用實施例的結構示意圖。圖2實施例資料儲存裝置300係以外部電源60來啟動資料儲存裝置300的系統作業功能，而本實施例資料儲存裝置300係以一輸入輸出埠(General Purpose Input/Output port，GPIO port)來啟動資料儲存裝置300的系統作業功能。如圖4所示，本實施例切換器39連接一具有一觸發鍵321的輸入輸出埠32。當觸發鍵321被按壓時，將產生一觸發訊號，如高準位訊號。觸發訊號傳送至切換器39，以控制切換器39的共接端393連接至第二端392，以導通資料儲存單元31與微處理器35的第二資料傳輸介面352間的線路，則，資料儲存裝置300即可利用微處理 器35的嵌入式系統351執行資料儲存單元31與輸入輸出介面37間的特定的系統作業。
以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。
300:資料儲存裝置
31:資料儲存單元
311:控制器
313:快閃記憶體
3131:作業系統
3133:系統還原檔
3135:健康度資訊
33:第一資料傳輸介面
34:電源端口
341:電源偵測器
35:微處理器
351:嵌入式系統
352:第二資料傳輸介面
37:輸入輸出介面
39:切換器
391:第一端
392:第二端
393:共接端
40:主機板
50:輸入輸出裝置
501:操作指令
60:外部電源

Claims (10)

  1. 一種具有系統作業能力的資料儲存裝置，包括：一資料儲存單元，包括一控制器及複數個快閃記憶體，該控制器連接該快閃記憶體；一第一資料傳輸介面，透過一切換器連接該資料儲存單元；及一微處理器，透過一輸入輸出介面連接一輸入輸出裝置以及透過該切換器連接該資料儲存單元，包括有一嵌入式系統；其中，當該第一資料傳輸介面與該資料儲存單元間的線路被該切換器導通時，一電子裝置透過該第一資料傳輸介面讀取該資料儲存單元中的資料或將資料寫入至該資料儲存單元中；或者，當該微處理器與該資料儲存單元間的線路被該切換器導通時，該微處理器的該嵌入式系統將被允許執行一特定的系統作業。
  2. 如請求項1所述的資料儲存裝置，更包括一電源端口，一外部電源透過該電源端口輸入至該資料儲存裝置，一電源偵測器連接該電源端口及該切換器，當該電源偵測器在該電源端口上偵測出該外部電源時，該電源偵測器控制該切換器導通該資料儲存單元與該微處理器間的線路。
  3. 如請求項2所述的資料儲存裝置，其中該電源端口為一DC端口或一乙太網路的受電端接口，該外部電源為一DC電源或一乙太網路電源。
  4. 如請求項2所述的資料儲存裝置，其中該切換器包括一第一端、一第二端及一共接端，該第一端連接該第一資料傳輸介面，該第二端連接該微處理器，而該共接端連接該資料儲存單元，當該共接端電性連接至該第一端時，該資料儲存單元與該第一資料傳輸介面間的線路將被導通，當該共接端電性連接至該第二端時，該資料儲存單元與該微處理器間的線路將被導通。
  5. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該切換器連接一具有一觸發鍵的輸入輸出埠，當該觸發鍵被按壓時，產生一觸發訊號，該觸發訊號傳送至該切換器，以控制該切換器導通該資料儲存單元與該微處理器間的線路。
  6. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該微處理器透過一第二資料傳輸介面連接該切換器，當該微處理器與該資料儲存單元間的線路被該切換器導通時，該微處理器的該嵌入式系統透過該第二資料傳輸介面讀取該資料儲存單元中的資料或將資料寫入至該資料儲存單元中。
  7. 如請求項6所述的資料儲存裝置，其中該第一資料傳輸介面及該第二資料傳輸介面為符合於SATA、PCIe或NVMe標準協定資料的傳輸介面。
  8. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該輸入輸出介面為一符合於USB、GPIO端子、Type C、VGA、HDMI或DVI標準協定的輸入輸出介面。
  9. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該輸入輸出裝置為一網路模組，該微處理器的該嵌入式系統透過該輸入輸出裝置接收一雲端平台所發佈的一操作指令，以根據該操作指令執行該特定的系統作業。
  10. 如請求項1所述的資料儲存裝置，其中該輸入輸出裝置包括一人機介面裝置及一資料輸出裝置，該微處理器的該嵌入式系統根據於該人機介面裝置的一操作動作以處理該資料儲存單元中所儲存的一特定文件，並透過該資料輸出裝置輸出該處理後的該特定文件。
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