TWI796058B

TWI796058B - 自動調整訊號之儲存裝置

Info

Publication number: TWI796058B
Application number: TW110148508A
Authority: TW
Inventors: 郭志鴻; 李良政
Original assignee: 宇瞻科技股份有限公司
Priority date: 2021-12-23
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2023-03-11
Also published as: TW202326422A

Abstract

本案關於一種自動調整訊號之儲存裝置，包含訊號中繼器及控制模組，訊號中繼器與主機電連接，並利用原始傳輸訊號進行訊號傳輸，控制模組與訊號中繼器電連接，以接收原始傳輸訊號，控制模組具有訊號調整條件，控制模組確認原始傳輸訊號的傳輸狀態，並根據傳輸狀態代入訊號調整條件進而確認原始傳輸訊號於訊號中繼器與主機之間的運作情況，且於控制模組確認運作情況為異常時產生控制訊號至訊號中繼器，訊號中繼器根據控制訊號以調整原始傳輸訊號為調整傳輸訊號，使訊號中繼器與主機之間根據調整傳輸訊號進行訊號傳輸。

Description

自動調整訊號之儲存裝置

本案關於一種儲存裝置，尤指一種自動調整訊號之儲存裝置。

近來，儲存裝置的效能速度越來越快，而主機與儲存裝置之間的傳輸訊號的傳輸速度亦須隨之提升，以提升主機與儲存裝置之間傳輸的資料量。當須於短時間內傳輸龐大數量的資料於主機與儲存裝置之間時，若主機與儲存裝置之間的傳輸訊號有些微異常時，即會造成大量的資料發生錯誤。改善主機與儲存裝置之間的傳輸訊號的異常的傳統方式有下列兩種，第一種方式為當主機感測到傳輸訊號的異常時，主機係輸出控制訊號至儲存裝置，以控制儲存裝置降低傳輸訊號的速度以完成資料的傳輸，然而，此種方式必須額外利用軟韌體的方式來控制儲存裝置。第二種方式為當主機感測到傳輸訊號的異常時，主機判定儲存裝置為異常而直接控制儲存裝置停止運作，然而，此種方法使得儲存裝置直接失效而無法繼續傳輸資料，造成使用者的使用體驗不佳。

因此，如何發展一種克服上述缺點的儲存裝置，實為目前迫切之需求。

本案之目的在於提供一種自動調整訊號之儲存裝置，其可達到維持傳輸訊號的品質並提升使用者的使用體驗的優勢。

為達上述目的，本案之一較廣實施態樣為提供一種自動調整訊號之儲存裝置，與主機電連接，儲存裝置包含訊號中繼器及控制模組。訊號中繼器與主機電連接，訊號中繼器與主機之間利用原始傳輸訊號進行訊號傳輸。控制模組與訊號中繼器電連接，以接收原始傳輸訊號，且控制模組內具有預設的訊號調整條件，控制模組確認原始傳輸訊號的傳輸狀態，並根據傳輸狀態代入訊號調整條件以進行比較，進而確認原始傳輸訊號於訊號中繼器與主機之間的運作情況，且於控制模組確認原始傳輸訊號於訊號中繼器與主機之間的運作情況為異常時產生控制訊號至訊號中繼器，其中訊號中繼器根據控制訊號以調整原始傳輸訊號為調整傳輸訊號，使訊號中繼器與主機之間根據調整傳輸訊號進行訊號傳輸。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第1圖，其為本案第一實施例的儲存裝置的電路結構示意圖。如圖所示，本實施例的儲存裝置1可為設置於電子裝置(未圖式)內的內部儲存裝置，例如為固態硬碟(Solid State Disk, SSD)、嵌入式多媒體記憶卡(Universal Flash Storage, UFS)或嵌入式多媒體卡(Embedded Multi Media Card, eMMC)，儲存裝置1亦可為外接於電子裝置的外部儲存裝置。儲存裝置1與主機2電連接，以將儲存裝置1內的資料與主機2進行訊號傳輸。儲存裝置1包含訊號中繼器3及控制模組4。訊號中繼器3與主機2電連接，且訊號中繼器3與主機2之間利用原始傳輸訊號進行訊號傳輸，其中原始傳輸訊號係以一傳輸狀態而於主機2與訊號中繼器3之間進行訊號傳輸，而原始傳輸訊號的傳輸狀態可為但不限為原始傳輸訊號的訊號傳輸功率、原始傳輸訊號的訊號雜訊比、原始傳輸訊號內的傳輸資料的型態或原始傳輸訊號內的傳輸資料的報告不可修正錯誤值(Reported Uncorrectable Errors)，其中而原始傳輸訊號的訊號雜訊比為原始傳輸訊號的主功率與雜訊的功率之間的比值，原始傳輸訊號內的傳輸資料的報告不可修正錯誤值則為原始傳輸訊號經由外部磁力或電力干擾而導致原始傳輸訊號於主機2與訊號中繼器3之間的傳輸錯誤次數。於一些實施例中，控制模組4中更包含硬碟自我狀態檢測資訊(Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology, S.M.A.R.T.)，其中硬碟自我狀態檢測資訊用以儲存原始傳輸訊號的傳輸狀態，而此硬碟自我狀態檢測資訊之內容為固態硬碟領域中具有通常知識者所熟知，故本發明不再進行贅述。

控制模組4與訊號中繼器3電連接，且包含第一端口41及第二端口42。第一端口41與訊號中繼器3電連接，控制模組4經由第一端口41接收訊號中繼器3所傳輸的原始傳輸訊號，其中第一端口41的通訊協議可為但不限為PCIe、通用串行總線(USB)、PCI、高級技術AT附件(ATA)、串行AT硬碟(SATA)、並行AT硬碟(PATA)、小型計算機系統接口(SCSI)、串行附接SCSI(SAS)、增強型小盤接口(ESDI)或集成驅動電子設備(IDE)。控制模組4內更包含預設的訊號調整條件，該訊號調整條件可為但不限為儲存於控制模組4的儲存單元(未圖式)內，其中訊號調整條件可為但不限為包含以下四種條件中至少其中一種條件，第一種訊號調整條件為原始傳輸訊號的訊號傳輸功率是否小於預設傳輸功率，第二種訊號調整條件為原始傳輸訊號的訊號雜訊比是否大於或等於預設雜訊比，第三種訊號調整條件為原始傳輸訊號的傳輸資料的型態是否相異於預設資料型態，第四種訊號調整條件為原始傳輸訊號內的傳輸資料的報告不可修正錯誤值是否大於預設門檻值，其中預設傳輸功率、預設雜訊比、預設資料型態及預設門檻值皆可依據使用者需求而預先儲存於控制模組4的儲存單元內。當然，訊號調整條件並不僅侷限於上述四種種類，亦可根據使用者需求增加額外的訊號調整條件，或者減少訊號調整條件的種類。

控制模組4接收訊號中繼器3所傳輸的原始傳輸訊號的傳輸狀態，並根據原始傳輸訊號的傳輸狀態代入訊號調整條件以進行比較，進而確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況，以前述第一種訊號調整條件為例，控制模組4確認原始傳輸訊號的訊號傳輸功率是否小於預設傳輸功率，若原始傳輸訊號的訊號傳輸功率小於預設傳輸功率時，則控制模組4確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況為異常時產生控制訊號，該控制訊號更經由第二端口42傳輸至訊號中繼器3，其中第二端口42的通訊協議可為但不限為系統管理匯流排(SMbus)或積體匯流排電路(I2C)。訊號中繼器3根據控制訊號以調整原始傳輸訊號為調整傳輸訊號，使訊號中繼器3與主機2之間改為根據調整傳輸訊號進行訊號傳輸。若原始傳輸訊號的訊號傳輸功率大於或等於預設傳輸功率，則控制模組4確認原始傳輸訊號之間的運作情況為正常，則控制模組4不產生任何訊號，訊號中繼器3與主機2之間維持以原始傳輸訊號進行訊號傳輸。

由上可知，本案的儲存裝置1的控制模組4係確認原始傳輸訊號的傳輸狀態，並根據傳輸狀態代入控制模組4內的訊號調整條件，進而確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況，且可於異常時產生控制訊號至訊號中繼器3，以使訊號中繼器3與主機2之間以調整過後之傳輸訊號進行訊號傳輸，由於訊號中繼器3及控制模組4皆位於儲存裝置1內，相較於傳統方式中主機須經由較短的傳輸線路及較慢的傳輸速度以改善傳輸異常，本案的儲存裝置1的控制模組4所產生的控制訊號可即時傳送至訊號中繼器3，以即時控制傳輸訊號，使得本案的儲存裝置1具有較佳的傳輸品質，且使得使用者可無間斷地使用儲存裝置1，進而提升使用者的使用體驗。

於本實施例中，控制模組4的儲存單元(未圖式)內除了包含預設的訊號調整條件外，更包含預設的調整數值對照表，如下表1所示，調整數值對照表中具有每一控制訊號以及其所對應的調整參數之間的對應關係，原始傳輸訊號根據控制訊號與其所對應的調整參數轉換為調整傳輸訊號。而為了進一步說明原始傳輸訊號根據控制訊號與其所對應的調整參數轉換為調整傳輸訊號，以前述第一種訊號調整條件為例，當控制模組4根據原始傳輸訊號的訊號傳輸功率小於預設傳輸功率，以確認原始傳輸訊號之間的運作情況為異常時，控制模組4更進一步根據原始傳輸訊號的訊號傳輸功率與預設傳輸功率之間的差值而產生對應的控制訊號，進一步產生與控制訊號具有相關性的調整參數k，控制訊號進一步根據下列公式將原始傳輸訊號轉換為調整傳輸訊號，即

，其中k為調整參數，

為原始傳輸訊號的傳輸功率，

為調整傳輸訊號的傳輸功率，以原始傳輸訊號的頻率為4GHz，且原始傳輸訊號的訊號傳輸功率與預設傳輸功率之間的倍率值對應於控制訊號為0x32為例，可由表1得知控制訊號為0x32且原始傳輸訊號的頻率為4GHz時，當調整參數k為0.4，並經由上述公式可得調整傳輸訊號與原始傳輸訊號的功率比值約為1.096，並依據此來變動調整傳輸訊號之功率即可，也就是說，若是原始傳輸訊號的功率強度值是為200mV時，則調整傳輸訊號之功率強度值即可更改為200mV *1.096 =219.2mV。

進一步地說明，當此調整傳輸訊號運行一段時間後，若控制模組4亦判斷此傳輸狀態仍屬異常時，此時控制模組4可依據此調整數值對照表來往循序地進行調整，例如設定控制訊號為0x34，以重新加強或減弱訊號之強度，其調整方式已於上述所明，故此處不再進行贅述。表1 儲存裝置的控制模組內的調整數值對照表

控制訊號	調整參數k
原始傳輸訊號的頻率為4GHz	原始傳輸訊號的頻率為8GHz
0x30	-0.3	-0.8
0x32	0.4	1.3
0x34	3.3	5.7
0x36	3.8	7.1
0x38	4.9	8.4
0x3A	5.2	9.1
0x3C	5.4	9.8
0x3E	6.5	10.7
0x40	6.7	11.3
0x42	7.7	12.6
0x44	8.7	13.6
0x46	9.1	14.4
0x48	9.4	15
0x4A	10.3	15.9
0x4C	10.6	16.5
0x4E	11.8	17.8

當然，於一些實施例中，除了以第一種訊號調整條件確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況外，更可依據其他種訊號調整條件確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況，例如以前述第二種訊號調整條件，即原始傳輸訊號的訊號雜訊比是否大於或等於預設雜訊比為例，控制模組4確認原始傳輸訊號的訊號雜訊比是否大於或等於預設雜訊比，若原始傳輸訊號的訊號雜訊比大於或等於預設雜訊比時，則控制模組4確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況為異常時產生控制訊號。又例如以前述第三種訊號調整條件，即原始傳輸訊號的傳輸資料的型態是否相異於預設資料型態為例，控制模組4確認原始傳輸訊號的傳輸資料的型態是否相異於預設資料型態，若原始傳輸訊號的傳輸資料的型態相異於預設資料型態，則控制模組4確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況為異常時產生控制訊號。又例如以第四種訊號調整條件，即原始傳輸訊號內的傳輸資料的報告不可修正錯誤值是否大於預設門檻值為例，控制模組4確認原始傳輸訊號內的傳輸資料的報告不可修正錯誤值是否大於預設門檻值，若原始傳輸訊號內的傳輸資料的報告不可修正錯誤值大於預設門檻值，則控制模組4確認原始傳輸訊號於訊號中繼器3與主機2之間的運作情況為異常時產生控制訊號。

請重新參閱第1圖，本實施例的儲存裝置1的訊號中繼器3及控制模組4設置於同一電路板5上。而於另一些實施例中，如第2圖所示，其為本案第二實施例的儲存裝置的電路結構示意圖，本實施例的儲存裝置1a的訊號中繼器3及控制模組4可分別設置於相異的電路板61、62上，當然，訊號中繼器3及控制模組4的設置並不侷限。

綜上所述，本案的儲存裝置的控制模組係確認原始傳輸訊號的傳輸狀態，並根據傳輸狀態代入控制模組內的訊號調整條件，進而確認原始傳輸訊號於訊號中繼器與主機之間的運作情況，且可於異常時產生控制訊號至訊號中繼器，以使訊號中繼器與主機之間以調整過後之傳輸訊號進行訊號傳輸，由於訊號中繼器及控制模組皆位於儲存裝置內，相較於傳統方式中主機須經由較短的傳輸線路及較慢的傳輸速度以改善傳輸異常，本案的儲存裝置的控制模組所產生的控制訊號可即時傳送至訊號中繼器，以即時控制傳輸訊號，使得本案的儲存裝置具有較佳的傳輸品質，且值得一提的是，本發明係由儲存裝置自行判斷原始傳輸訊號的傳輸狀態，並自動產生控制訊號來調整訊號的強弱，在此過程中均不會動用到主機之軟/硬體資源，因此，透過本發明，使用者可無間斷地使用儲存裝置，進而提升使用者的使用體驗。

1、1a:儲存裝置 2:主機 3:訊號中繼器 4:控制模組 41:第一端口 42:第二端口 5、61、62:電路板

第1圖為本案第一實施例的儲存裝置的電路結構示意圖。第2圖為本案第二實施例的儲存裝置的電路結構示意圖。

1:儲存裝置

2:主機

3:訊號中繼器

4:控制模組

41:第一端口

42:第二端口

5:電路板

Claims

一種自動調整訊號之儲存裝置，與一主機電連接，該儲存裝置包含：一訊號中繼器，與該主機電連接，該訊號中繼器與該主機之間利用一原始傳輸訊號進行訊號傳輸；以及一控制模組，與該訊號中繼器電連接，以接收該原始傳輸訊號，且該控制模組內具有預設的一訊號調整條件，該控制模組確認該原始傳輸訊號的一傳輸狀態，並根據該傳輸狀態代入該訊號調整條件以進行比較，進而確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況，且於該控制模組確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況為異常時產生一控制訊號至該訊號中繼器，其中該訊號中繼器根據該控制訊號以調整該原始傳輸訊號為一調整傳輸訊號，使該訊號中繼器與該主機之間根據該調整傳輸訊號進行訊號傳輸，其中該控制模組包含一硬碟自我狀態檢測資訊，該硬碟自我狀態檢測資訊用以儲存該原始傳輸訊號的該傳輸狀態。
如請求項1所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該訊號調整條件為該原始傳輸訊號的一訊號傳輸功率是否小於一預設傳輸功率，而當該原始傳輸訊號的該訊號傳輸功率小於該預設傳輸功率時，該控制模組確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況為異常以產生該控制訊號，該訊號中繼器根據該控制訊號調整該訊號傳輸功率。
如請求項1所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該訊號調整條件為該原始傳輸訊號的一訊號雜訊比是否大於或等於一預設雜訊比，而當該原始傳輸訊號的該訊號雜訊比大於或等於該預設雜訊比時，該控制模組確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況為異常以產生該控制訊號，該訊號中繼器根據該控制訊號降低該訊號雜訊比。
如請求項1所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該訊號調整條件為該原始傳輸訊號的一傳輸資料的型態是否相異於一預設資料型態，而當該原始傳輸訊號的該傳輸資料的型態相異於該預設資料型態時，該控制模組確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況為異常以產生該控制訊號，該訊號中繼器根據該控制訊號調整該傳輸資料的型態。
如請求項1所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該訊號調整條件為該原始傳輸訊號的一傳輸資料的一報告不可修正錯誤值是否大於一預設門檻值，而當該報告不可修正錯誤值大於該預設門檻值時，該控制模組確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況為異常以產生該控制訊號，該訊號中繼器根據該控制訊號調整該傳輸資料的型態。
如請求項1所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該控制模組確認該原始傳輸訊號於該訊號中繼器與該主機之間的運作情況為正常時，該訊號中繼器與該主機之間維持以該原始傳輸訊號進行訊號傳輸。
如請求項1所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該控制模組更包含一第一端口及一第二端口，該第一端口及該第二端口電連接於該訊號中繼器，其中該控制模組經由該第一端口而接收該原始傳輸訊號，該控制模組經由該第二端口而傳輸該控制訊號至該訊號中繼器。
如請求項7所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該第一端口的通訊協議為PCIe、通用串行總線、PCI、高級技術AT附件、串行AT硬碟、並行 AT硬碟、小型計算機系統接口、串行附接SCSI、增強型小盤接口或集成驅動電子設備。
如請求項7所述的自動調整訊號之儲存裝置，其中該第二端口的通訊協議為系統管理匯流排或積體匯流排電路。