TWM516184U - 具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器 - Google Patents

Description

具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器

本創作係有關一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，尤指一種具有一讀卡匯流排介面之固態硬碟控制器，具有固態硬碟層級之資料存取管理功能、可直接使用現有之快閃記憶卡熱插拔以及可不間斷資料紀錄者。

請參閱第3圖，係為習知技術固態硬碟之一具體實施例。習知技術之固態硬碟6包括一固態硬碟控制器60、一序列先進技術附接介面61(SATA：Serial Advanced Technology Attachment)、複數個快閃式記憶體模組63以及一同步動態隨機存取記憶體62(SDRAM：Synchronous Dynamic Random-Access Memory)。固態硬碟控制器60之一端係透過序列先進技術附接介面61與一主機64連接；固態硬碟控制器60之另一端係直接與複數個快閃式記憶體模組63連接；此外，固態硬碟控制器60尚可與一同步動態隨機存取記憶體62連接；從而，主機64可透過固態硬碟控制器60，以存取管理一資料於複數個快閃式記憶體模組63中。

當習知之固態硬碟6被拿來當作即時影像監控系統的儲存硬碟時，由於固態硬碟6並無法熱插拔，故當固態硬碟6之容量已滿時，必須將即時影像監控系統先行關機，再抽換固態硬碟6。因而造成即時影像監控 系統於這段抽換固態硬碟6的期間無法不間斷地紀錄。而若使用一般習知技術的記憶卡來當作即時影像監控系統的儲存裝置，則習知技術之記憶卡又無法提供固態硬碟層級之資料存取管理功能，如：一自我監控、分析和報告技術(S.M.A.R.T.：Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology)、一支援獨立磁碟冗餘陣列(RAID：Redundant Array of Independent Disks)架構、一斷電資料保護、一耗損平均(Wear Leveling)技術以及一快閃式記憶體壽命預估等功能。

有鑑於此，創作人開發出具有固態硬碟層級之資料存取管理功能、可直接使用現有之快閃記憶卡熱插拔以及可不間斷資料紀錄等優點之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，以兼顧使用彈性與經濟性等考量，因此遂有本創作之產生。

本創作之主要目的在於解決前述無法熱插拔所造成無法不間斷資料紀錄之問題且同時需具有固態硬碟層級之資料存取管理功能，因此提供一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，包括一主機介面、一資料存取管理單元以及一讀卡匯流排介面；其中該主機介面係用於與一主機連接；該資料存取管理單元係用於執行一資料存取管理程序，其中該資料存取管理程序包括一資料存取程序以及一自我監控、分析和報告程序；該讀卡匯流排介面係用於與至少一快閃式記憶體模組連接，該主機係可透過該資料存取管理單元執行該資料存取管理程序，以存取管理一資料於該至少一快閃式記憶體模組中。

實施時，該至少一插卡式擴充槽係與該讀卡匯流排介面連接，一記憶卡係插在該至少一插卡式擴充槽之其中之一，該至少一快閃式記憶體模組係位於該記憶卡內，該讀卡匯流排介面係藉由該插卡式擴充槽及該記憶卡與該至少一快閃式記憶體模組連接。

實施時，該固態硬碟控制器以及該至少一插卡式擴充槽係可模組化形成於同一電路板上。

實施時，該插卡式擴充槽係為一保全數位介面插槽或一微型保全數位介面插槽。

實施時，該記憶卡具有一記憶容量，該資料存取管理程序更包括一不間斷資料紀錄程序，係當該資料存取管理單元正對該記憶卡執行該資料存取管理程序以致該記憶卡之該記憶容量已滿時，該資料存取管理單元將切換至對其他記憶容量未滿之記憶卡執行該資料存取管理程序。

實施時，當該記憶卡非正在被該資料存取管理單元執行該資料存取管理程序時，該記憶卡係可被熱插拔抽換。

實施時，該資料存取管理程序更包括一支援獨立磁碟冗餘陣列架構程序，係僅能於複數個該插卡式擴充槽與該讀卡匯流排介面相連接且至少複數個該記憶卡分別插在複數個該插卡式擴充槽上時執行。

實施時，該讀卡匯流排介面係藉由一快閃式記憶體控制器與該至少一快閃式記憶體模組連接，該資料存取管理單元執行該資料存取管理程序，並透過該快閃式記憶體控制器以存取管理該資料於該至少一快閃式記憶體模組中。

實施時，該固態硬碟控制器、該快閃式記憶體控制器以及該 至少一快閃式記憶體模組係可模組化形成於同一電路板上。

實施時，該讀卡匯流排介面係為一保全數位匯流排介面。

實施時，該主機介面係選自以下群組之至少一者：一序列先進技術附接介面、一整合設備電子介面、一通用序列匯流排介面以及一快速週邊組件互連介面。

實施時，該資料存取管理程序更包括選自以下群組之至少一者：一斷電資料保護程序、一耗損平均程序以及一快閃式記憶體壽命預估程序。

為進一步了解本創作，以下舉較佳之實施例，配合圖式、圖號，將本創作之具體構成內容及其所達成的功效詳細說明如下。

1‧‧‧固態硬碟控制器

11‧‧‧資料存取管理單元

12‧‧‧主機介面

13‧‧‧讀卡匯流排介面

14‧‧‧具有插卡式擴充槽之固態硬碟控制器模組

15‧‧‧固態硬碟模組

2‧‧‧插卡式擴充槽

3‧‧‧記憶卡

31‧‧‧快閃式記憶體模組

4‧‧‧主機

5‧‧‧快閃式記憶體控制器

6‧‧‧固態硬碟

60‧‧‧固態硬碟控制器

61‧‧‧序列先進技術附接介面(SATA)

62‧‧‧同步動態隨機存取記憶體(SDR AM)

63‧‧‧快閃式記憶體模組

64‧‧‧主機

第1A~1D圖係為本創作一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之一具體實施例。

第2A、2B圖係為本創作一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之另一具體實施例。

第3圖係為習知技術固態硬碟之一具體實施例。

請參閱第1A圖，其係為本創作之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之一具體實施例。本創作之一固態硬碟控 制器1包括一主機介面12、一資料存取管理單元11以及一讀卡匯流排介面13。其中主機介面12係用於與一主機4連接。主機介面12係可為一序列先進技術附接介面(SATA：Serial Advanced Technology Attachment)、一整合設備電子介面(IDE：Integrated Drive Electronics)、一通用序列匯流排介面(USB：Universal Serial Bus)以及一快速週邊組件互連介面(PCIe or PCI Express：Peripheral Component Interconnect Express)。主機介面12亦可同時包含上述介面之兩種介面、兩種以上介面或全部介面之組合。資料存取管理單元11係用於執行一資料存取管理程序，包括一資料存取程序、一自我監控、分析和報告技術(S.M.A.R.T.：Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology)之程序、一不間斷資料紀錄程序、一支援獨立磁碟冗餘陣列(RAID：Redundant Array of Independent Disks)架構程序、一斷電資料保護程序、一耗損平均(Wear Leveling)技術之程序以及一快閃式記憶體壽命預估程序。讀卡匯流排介面13係可為一保全數位(SD：Secure Digital)匯流排介面。讀卡匯流排介面13係與一插卡式擴充槽2連接。插卡式擴充槽2係可為一保全數位介面插槽或一微型保全數位(Micro SD：Micro Secure Digital)介面插槽。插卡式擴充槽2係可提供讓一記憶卡3插入。記憶卡3係可為一保全數位記憶卡或一微型保全數位記憶卡。然而記憶卡3需相對應於插卡式擴充槽2之型態，當插卡式擴充槽2為保全數位介面插槽時，記憶卡3需為保全數位記憶卡；而當插卡式擴充槽2為微型保全數位介面插槽時，記憶卡3需為微型保全數位記憶卡。但若記憶卡3係為微型保全數位記憶卡，亦可藉由一保全數位介面轉接卡(圖中未顯示)，將微型保全數位記憶卡轉接為保全數位介面而插入保全數位介面插槽來使用。一快閃式記憶體模組31係位於記憶卡3內。快閃式 記憶體模組31係可為一反及閘快閃式記憶體(NAND Type Flash Memory)模組。主機4藉由主機介面12與資料存取管理單元11連接，資料存取管理單元11藉由讀卡匯流排介面13及插卡式擴充槽2與記憶卡3內之快閃式記憶體模組31連接，從而，主機4可透過資料存取管理單元11執行該資料存取管理程序，以存取管理一資料於快閃式記憶體模組31中。資料存取管理單元11係可對記憶卡3內之快閃式記憶體模組31執行自我監控、分析和報告技術之程序、斷電資料保護程序以及耗損平均技術之程序等固態硬碟層級之資料存取管理程序。其中固態硬碟控制器1以及至少一插卡式擴充槽2係可模組化形成於同一電路板上，而形成一具有插卡式擴充槽之固態硬碟控制器模組14。資料存取管理單元11係可執行快閃式記憶體壽命預估程序，以預估記憶卡3當中之快閃式記憶體模組31之壽命，壽命預估之結果，例如：安全(已使用小於80%之壽命)、警示(已使用80%~100%之壽命)或危險(已使用接近100%之壽命)等結果，係可透過燈號指示整合顯示於具有插卡式擴充槽之固態硬碟控制器模組14上(圖中未顯示)，亦可透過訊號傳遞結果至主機4。當記憶卡3當中之快閃式記憶體模組31之記憶容量已滿時，亦可以燈號指示整合顯示於具有插卡式擴充槽之固態硬碟控制器模組14上(圖中未顯示)，亦可透過訊號傳遞至主機4。原本記憶卡3上面的防寫開關依舊可以使用，亦可於具有插卡式擴充槽之固態硬碟控制器模組14上(圖中未顯示)針對每一個插卡式擴充槽2個別設置一個防寫開關。

請參閱第1B圖，其係為本創作之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之一具體實施例。此實施方式基本上與第1A圖大致相同，惟，在記憶卡3內設置有複數個快閃式記憶體模組31，以增 加記憶卡3之記憶容量。

請參閱第1C圖，其係為本創作之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之一具體實施例。此實施方式基本上與第1B圖大致相同，惟，其中具有兩個插卡式擴充槽2係分別與讀卡匯流排介面13。其中此兩插卡式擴充槽2係可同時為保全數位介面插槽，或同時為微型保全數位介面插槽，亦可一為保全數位介面插槽而另一為微型保全數位介面插槽。記憶卡3需相對應於插卡式擴充槽2之型態，或微型保全數位記憶卡亦可藉由保全數位介面轉接卡而插入保全數位介面插槽來使用。當兩插卡式擴充槽2分別插著一張記憶卡3時，當資料存取管理單元11對其中一張記憶卡3執行資料存取管理程序以致該記憶卡3之記憶容量已滿時，資料存取管理單元11會自動執行不間斷資料紀錄程序以切換至另一張記憶卡3(預設此時此張記憶卡3尚有記憶容量)以繼續執行原本之資料存取管理程序。此時，那張記憶容量已滿之記憶卡3係可被熱插拔抽換。當兩插卡式擴充槽2分別插著一張記憶卡3時，此時資料存取管理單元11係可於此兩張記憶卡3上執行支援獨立磁碟冗餘陣列架構程序。

請參閱第1D圖，其係為本創作之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之一具體實施例。此實施方式基本上與第1C圖大致相同，惟，其中具有兩個以上之插卡式擴充槽2係分別與讀卡匯流排介面13。同樣地，每一個插卡式擴充槽2係可任意選擇為保全數位介面插槽或微型保全數位介面插槽；記憶卡3亦需相對應於插卡式擴充槽2之型態，或微型保全數位記憶卡亦可藉由保全數位介面轉接卡而插入保全數位介面插槽來使用。其中任何一張非正在被資料存取管理單元11執行資料存 取管理程序之記憶卡3皆可被熱插拔抽換。當有兩張記憶卡3或兩張以上之記憶卡3被分別插在插卡式擴充槽2時，此時資料存取管理單元11係可於此兩張記憶卡上或於兩張以上之記憶卡3上執行支援獨立磁碟冗餘陣列架構程序。

請參閱第2A圖，其係為本創作之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之另一具體實施例。第2A圖中之一固態硬碟控制器1係與第1A圖中之固態硬碟控制器1相同，包括一主機介面12、一資料存取管理單元11以及一讀卡匯流排介面13。其中主機介面12係用於與一主機4連接。主機介面12係可為一序列先進技術附接介面、一整合設備電子介面、一通用序列匯流排介面以及一快速週邊組件互連介面。主機介面12亦可同時包含上述介面之兩種介面、兩種以上介面或全部介面之組合。讀卡匯流排介面13係可為一保全數位匯流排介面。資料存取管理單元11係用於執行一資料存取管理程序，包括一資料存取程序、一自我監控、分析和報告技術之程序、一不間斷資料紀錄程序、一支援獨立磁碟冗餘陣列架構程序、一斷電資料保護程序、一耗損平均技術之程序以及一快閃式記憶體壽命預估程序。讀卡匯流排介面13係與一快閃式記憶體控制器5之一端連接，快閃式記憶體控制器5與讀卡匯流排介面13連接之一端需具備有與讀卡匯流排介面13相容之匯流排介面。而快閃式記憶體控制器5之另一端係與一快閃式記憶體模組31連接。此時快閃式記憶體控制器5與快閃式記憶體模組31一起構成了相當於一張記憶卡內部所具有的結構。快閃式記憶體模組31係可為一反及閘快閃式記憶體模組。主機4藉由主機介面12與資料存取管理單元11連接，資料存取管理單元11藉由讀卡匯流排介面13及快閃式記憶體控制 器5與快閃式記憶體模組31連接，從而，主機4可透過資料存取管理單元11執行該資料存取管理程序，以存取管理一資料於快閃式記憶體模組31中。資料存取管理單元11係可對快閃式記憶體模組31執行自我監控、分析和報告技術之程序、斷電資料保護程序以及耗損平均技術之程序等固態硬碟層級之資料存取管理程序。其中固態硬碟控制器1、快閃式記憶體控制器5以及快閃式記憶體模組31係可模組化形成於同一電路板上，而形成一固態硬碟模組15。資料存取管理單元11係可執行快閃式記憶體壽命預估程序，以預估快閃式記憶體模組31之壽命，壽命預估之結果，例如：安全(已使用小於80%之壽命)、警示(已使用80%~100%之壽命)或危險(已使用接近100%之壽命)等結果，係可透過燈號指示整合顯示於固態硬碟模組15上(圖中未顯示)，亦可透過訊號傳遞結果至主機4。此固態硬碟模組15係可視需求來挑選主機介面12。

請參閱第2B圖，其係為本創作之一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器及其實施方式之另一具體實施例。此實施方式基本上與第2A圖大致相同，惟，其中具有兩個以上(含兩個)之快閃式記憶體模組31，以增加記憶容量。

以上所述乃是本創作之具體實施例及所運用之技術手段，根據本文的揭露或教導可衍生推導出許多的變更與修正，仍可視為本創作之構想所作之等效改變，其所產生之作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋之實質精神，均應視為在本創作之技術範疇之內，合先陳明。

綜上所述，本創作確實可達到預期之目的，提供一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，具有固態硬碟層級之資料存取管理功 能、可直接使用現有之快閃記憶卡熱插拔以及可不間斷資料紀錄等優點。其極具產業利用之價值，爰依法提出新型專利申請。

1‧‧‧固態硬碟控制器

11‧‧‧資料存取管理單元

12‧‧‧主機介面

13‧‧‧讀卡匯流排介面

14‧‧‧具有插卡式擴充槽之固態硬碟控制器模組

2‧‧‧插卡式擴充槽

3‧‧‧記憶卡

31‧‧‧快閃式記憶體模組

4‧‧‧主機

Claims (10)

1. 一種具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，包括：一主機介面，係用於與一主機連接；一資料存取管理單元，係用於執行一資料存取管理程序，其中該資料存取管理程序包括一資料存取程序以及一自我監控、分析和報告程序；以及一讀卡匯流排介面，係用於與至少一快閃式記憶體模組連接，該主機係可透過該資料存取管理單元執行該資料存取管理程序，以存取管理一資料於該至少一快閃式記憶體模組中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中至少一插卡式擴充槽係與該讀卡匯流排介面連接，一記憶卡係插在該至少一插卡式擴充槽之其中之一，該至少一快閃式記憶體模組係位於該記憶卡內，該讀卡匯流排介面係藉由該插卡式擴充槽及該記憶卡與該至少一快閃式記憶體模組連接，其中該固態硬碟控制器以及該至少一插卡式擴充槽係可模組化形成於同一電路板上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該插卡式擴充槽係為一保全數位介面插槽或一微型保全數位介面插槽。
4. 如申請專利範圍第2項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該記憶卡具有一記憶容量，該資料存取管理程序更包括一不間斷資料紀錄程序，係當該資料存取管理單元正對該記憶卡執行該資料存取管理程序以致該記憶卡之該記憶容量已滿時，該資料存取管理單元將切換至 對其他記憶容量未滿之記憶卡執行該資料存取管理程序，其中當該記憶卡非正在被該資料存取管理單元執行該資料存取管理程序時，該記憶卡係可被熱插拔抽換。
5. 如申請專利範圍第2項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該資料存取管理程序更包括一支援獨立磁碟冗餘陣列架構程序，係僅能於複數個該插卡式擴充槽與該讀卡匯流排介面相連接且至少複數個該記憶卡分別插在複數個該插卡式擴充槽上時執行。
6. 如申請專利範圍第1項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該讀卡匯流排介面係藉由一快閃式記憶體控制器與該至少一快閃式記憶體模組連接，該資料存取管理單元執行該資料存取管理程序，並透過該快閃式記憶體控制器以存取管理該資料於該至少一快閃式記憶體模組中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該固態硬碟控制器、該快閃式記憶體控制器以及該至少一快閃式記憶體模組係可模組化形成於同一電路板上。
8. 如申請專利範圍第1項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該讀卡匯流排介面係為一保全數位匯流排介面。
9. 如申請專利範圍第1項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制器，其中該主機介面係選自以下群組之至少一者：一序列先進技術附接介面、一整合設備電子介面、一通用序列匯流排介面以及一快速週邊組件互連介面。
10. 如申請專利範圍第1項所述之具有插卡式擴充功能之固態硬碟控制 器，其中該資料存取管理程序更包括選自以下群組之至少一者：一斷電資料保護程序、一耗損平均程序以及一快閃式記憶體壽命預估程序。