專利名稱：高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種儲(chǔ)存裝置，尤指一種同時(shí)具有PCIe傳輸接口及USB作 業(yè)平臺(tái)，而可使USB裝置達(dá)到PCIe傳輸速度的高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于存取裝置而言，為了達(dá)到更快的速度，在傳輸接口上， 一是通用串行 總線(Universal Serial Bus, USB )接口已由USB 1 1提升至USB 2.0,而另一種 外部設(shè)備互聯(lián)總線(PCI, Peripheral Component Interconnect)傳輸接口則提升 至PCIe ( PCI express,高速PCI)傳輸4妻口 。
請(qǐng)參閱圖4所示，其為一般使用USB傳輸接口的記憶存取裝置的架構(gòu)圖， 主要是以一 USB總線a與一主機(jī)al連接，經(jīng)由一 USB實(shí)體層a2將主機(jī)al的 訊號(hào)傳送至USB裝置控制單元a3后，以一快閃存儲(chǔ)器控制單元a4控制主機(jī)al 資料寫入快閃存儲(chǔ)器a5，或由快閃存儲(chǔ)器a5讀取資料。
請(qǐng)參閱圖5所示，其為一般使用PCIe傳輸接口的存取裝置的架構(gòu)圖，主要 是以一 PCIe總線b與一主機(jī)bl連接，經(jīng)由一 PCIe實(shí)體層b2將主機(jī)bl的訊號(hào) 傳送至PCIe驅(qū)動(dòng)器b3后，連接一網(wǎng)路卡或一電視卡等周邊應(yīng)用單元b4。
上述USB接口若為USB2.0規(guī)格，其存取資料的最高傳輸速度為480Mbps, 而PCIe傳輸接口在雙單工(Dual-Simpex )的模式下，則可達(dá)到2.5Gbps的傳輸 速度。顯然的，使用PCIe的傳輸接口可以大幅提升資料存取速度。但是，USB2.0 接口在使用上已相當(dāng)普遍，其裝置上層的驅(qū)動(dòng)程序大都已內(nèi)建在電腦的主要作 業(yè)系統(tǒng)中；而以PCIe存取裝置的架構(gòu)而言，PCIe基本上是為一區(qū)域總線(local bus)結(jié)構(gòu)，雖然各PCIe裝置具有相同的傳輸接口，但每一種裝置必須搭配一 驅(qū)動(dòng)程序，當(dāng)相匹配的驅(qū)動(dòng)程序缺少或遺失時(shí)，該P(yáng)CIe裝置即無法運(yùn)作。
而目前常見的擴(kuò)展卡(ExpressCard )雖然已取代傳統(tǒng)的并行總線，讓輸入/ 輸出(I/O)裝置擁有兩種可調(diào)整、高速的串行接口——PCIe和USB2.0。擴(kuò)展 卡(ExpressCard)開發(fā)人員可以使用PCIe為他們最高效能的應(yīng)用建立模塊，或使用USB來充分運(yùn)用USB芯片業(yè)目前已提供的各種不同裝置。但在實(shí)際使用上， 仍然是二種獨(dú)立的系統(tǒng)，并不能同時(shí)兼具USB2.0及PCIe的優(yōu)點(diǎn)。
有鑒于此，為了改善上述的缺點(diǎn)，使高速快閃儲(chǔ)存裝置不僅能具有PCIe傳 輸接口的高速傳輸速度，且可使用與USB作業(yè)平臺(tái)相容的驅(qū)動(dòng)程序，發(fā)明人積 多年的經(jīng)驗(yàn)及不斷的研發(fā)改進(jìn)，遂有本發(fā)明的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在提供一種高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，通過以一虛擬 USB主機(jī)控制單元以連接PCIe接口與USB作業(yè)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，能達(dá)到PCIe接口
的高速資料傳輸速度，且可同時(shí)使用USB傳輸接口相容的驅(qū)動(dòng)程序，以提高作 業(yè)效能。
本發(fā)明的次要目的在提供一種高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，通過以一開關(guān)切 換模塊切換使用PCIe接口或USB傳輸接口的結(jié)構(gòu)，能讓使用者在使用時(shí)更具 有彈性。
為達(dá)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明所設(shè)的高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，包括一控 制器及至少一快閃存儲(chǔ)器，該控制器包括一 PCIe實(shí)體層、一PCIe驅(qū)動(dòng)器、一 虛擬USB主機(jī)控制單元、一USB裝置控制單元以及一快閃存儲(chǔ)器控制單元。其 中，該P(yáng)CIe實(shí)體層是經(jīng)由一PCIe總線(PCI express bus)與一主機(jī)連接，供接 收主機(jī)所傳送的訊號(hào)；該P(yáng)CIe驅(qū)動(dòng)器是與PCIe實(shí)體層連接；該虛擬USB主機(jī) 控制單元是連接PCIe驅(qū)動(dòng)器，其包括相互連接的 一暫存器、 一有限狀態(tài)機(jī)(finite state machine )及一虛擬USB 4妄口電i 各(virtual USB bus wrapper )，暫存器是 通過一USB軟件的控制，下命令給有限狀態(tài)機(jī)，而有限狀態(tài)機(jī)是依據(jù)該命令， 指揮虛擬USB接口電路以分辨并傳送PCIe驅(qū)動(dòng)器的訊號(hào)至USB裝置控制單元； 該USB裝置控制單元是連接虛擬USB接口電路，供接收PCIe驅(qū)動(dòng)器所輸出的 訊號(hào)；而該快閃存儲(chǔ)器控制單元是分別連接USB裝置控制單元及至少一快閃存 儲(chǔ)器，供控制主機(jī)資料的存取。
實(shí)施時(shí)，本發(fā)明更包括一USB實(shí)體層及一開關(guān)切換模塊。該USB實(shí)體層是 經(jīng)由一 USB總線與一主機(jī)連接，供接收主機(jī)所傳送的訊號(hào)，該USB實(shí)體層包括 一 USB接口偵測單元，供主動(dòng)發(fā)出重置訊號(hào)(reset signal)以偵測USB總線是 否連接主機(jī)；而該開關(guān)切換模塊是分別連接USB實(shí)體層及USB裝置控制單元，供該USB總線連接主機(jī)時(shí)，切換使用USB傳輸接口 。
實(shí)施時(shí)，上述PCIe實(shí)體層更包括一 PCIe接口偵測單元，供主動(dòng)發(fā)出重置 訊號(hào)以偵測PCIe總線是否連接主機(jī)。而該開關(guān)切換模塊的一端連接PCIe實(shí)體 層及USB實(shí)體層，另端連接PCIe驅(qū)動(dòng)器及USB裝置控制單元，供切換使用PCIe 或USB傳輸接口 。
因此，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明不但能達(dá)到PCIe接口的高速資料傳輸速度，且可使用與USB作 業(yè)平臺(tái)相容的驅(qū)動(dòng)程序，以提高作業(yè)效能。
2、 本發(fā)明不但可使用PCIe傳輸接口及USB作業(yè)平臺(tái)，達(dá)到2.5Gbps的傳 輸速度，且可切換^吏用USB傳輸接口及USB作業(yè)平臺(tái)，以達(dá)到480Mbps的傳
輸速度，在使用上相當(dāng)方便且具有彈性。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方塊示意圖； 圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方塊示意圖； 圖3是本發(fā)明的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)方塊示意圖； 圖4是現(xiàn)有技術(shù)USB2.0接口記憶存取裝置的架構(gòu)圖； 圖5是現(xiàn)有技術(shù)PCIe接口存取裝置的架構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記說明l-高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置；2-控制器；21-USB實(shí)體層； 211-USB接口偵測單元；22-開關(guān)切換模塊；23-USB總線；3-PCIe實(shí)體層；31-PCIe 總線；32-主機(jī)；33-PCIe接口偵測單元；4-PCIe驅(qū)動(dòng)器；5-虛擬USB主機(jī)控制 單元；51-暫存器；52-有限狀態(tài)機(jī)；53-虛擬USB接口電路；6-USB裝置控制單 元；61-虛擬USB總線；7-快閃存儲(chǔ)器控制單元；8-緩沖存儲(chǔ)器管理單元；81-微處理單元；82-隨機(jī)存取存儲(chǔ)器/只讀存儲(chǔ)器；83-緩沖存儲(chǔ)器；9-PCIe快閃存 儲(chǔ)器；
a-USB總線 ；al-主機(jī)；a2-USB實(shí)體層；a3-USB裝置控制單元；a4-快閃 存儲(chǔ)器控制單元；b-PCIe總線；bl-主機(jī)；b2-PCIe實(shí)體層；b3-PCIe驅(qū)動(dòng)器；b4-
周邊應(yīng)用單元。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1所示，其為本發(fā)明高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置1的第一實(shí)施例， 包括一控制器2及至少一快閃存儲(chǔ)器9，該控制器2包括一PCIe (PCI express) 實(shí)體層3、 一 PCIe驅(qū)動(dòng)器4、 一虛擬USB ( Universal Serial Bus，通用串行總線) 主機(jī)控制單元5、 一USB裝置控制單元6、 一快閃存儲(chǔ)器控制單元7、 一緩沖存 儲(chǔ)器管理單元8、 一微處理單元81及一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器/只讀存儲(chǔ)器82 (RAM/ROM)。
該 PCIe(高速夕卜部設(shè)備互聯(lián)總線 Peripheral Component Interconnect express)實(shí)體層3是為石更件建立的線路，其經(jīng)由一 PCIe總線31( PCI express bus ) 與一主機(jī)32 (Host)連接，供接收主機(jī)32所傳送的訊號(hào)；而該P(yáng)CIe驅(qū)動(dòng)器4 是為提供邏輯功能或邏輯操作動(dòng)作的邏輯線路，其與PCIe實(shí)體層3連接。
該虛擬USB主機(jī)控制單元5是與PCIe驅(qū)動(dòng)器4連接，包括相互連接的暫 存器51 (Register)、有限狀態(tài)機(jī)52 ( finite state machine )及虛擬USB接口電 路53 ( virtual USB bus wrapper)。其中，該暫存器51是為暫時(shí)而快速存取的記 憶儲(chǔ)存空間，以儲(chǔ)存處理過程中的資料或是指令，其是經(jīng)由一內(nèi)建的USB軟件 的控制，下命令給有限狀態(tài)機(jī)52，該有限狀態(tài)機(jī)52接收上述命令后，依據(jù)該命 令以指揮虛擬USB接口電路53，以分辨并傳送PCIe驅(qū)動(dòng)器的訊號(hào)。
該USB裝置控制單元6是以一虛擬USB總線61 ( virtual USB bus )與虛擬 USB接口電路53連接，供接收PCIe驅(qū)動(dòng)器4所傳送的訊號(hào)。
該快閃存儲(chǔ)器控制單元7是分別連接USB裝置控制單元6及快閃存儲(chǔ)器9, 供控制主機(jī)32資料的存取。該緩沖存儲(chǔ)器管理單元8是與USB裝置控制單元6 及快閃存儲(chǔ)器控制單元7連接，供管理一緩沖存儲(chǔ)器83對(duì)于虛擬USB主機(jī)控 制單元5所傳送資料的存取，而該微處理單元81是分別與USB裝置控制單元6、 快閃存儲(chǔ)器控制單元7、緩沖存儲(chǔ)器管理單元8及RAM/ROM82連接，以經(jīng)快 閃存儲(chǔ)器控制單元7將資料寫入快閃存儲(chǔ)器9,或讀取快閃存儲(chǔ)器9中的資料。
實(shí)施時(shí)，主機(jī)32發(fā)出讀取或?qū)懭胭Y料的訊號(hào)時(shí)，其命令、位址及資料將通 過PCIe實(shí)體層3、 PCIe驅(qū)動(dòng)器4,并透過虛擬USB主機(jī)控制單元5分辨并傳送 給USB裝置控制單元6,經(jīng)由該USB裝置控制單元6將讀取或?qū)懭胭Y料的請(qǐng)求 傳送給快閃存儲(chǔ)器控制單元7，以控制快閃存儲(chǔ)器9內(nèi)相對(duì)應(yīng)地址的資料的讀取 或?qū)懭搿?br> 請(qǐng)參閱圖2所示，其為本發(fā)明高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置1的第二實(shí)施例，其中，該控制器2更包括一 USB實(shí)體層21及一開關(guān)切換模塊22。
該USB實(shí)體層21是經(jīng)由一 USB總線23與一主機(jī)32連接，供接收主機(jī)32 傳送的訊號(hào)，該USB實(shí)體層21包括一 USB接口偵測單元211,而該開關(guān)切換 模塊22是分別連接USB實(shí)體層21及USB裝置控制單元6。
實(shí)施時(shí)，該USB接口偵測單元211可主動(dòng)發(fā)出重置訊號(hào)(reset signal)以 偵測USB總線23是否連接主機(jī)32。當(dāng)偵知該USB總線23確實(shí)已連接一主機(jī) 32時(shí)，開關(guān)切換模塊22即作動(dòng)，使USB實(shí)體層21與USB裝置控制單元6連 接，從而使USB裝置控制單元6及快閃存儲(chǔ)器控制單元7所形成的USB作業(yè)平 臺(tái)可使用USB的傳輸接口 。
另，該P(yáng)CIe實(shí)體層3包括一 PCIe接口偵測單元33,其亦可主動(dòng)發(fā)出重置 訊號(hào)以偵測PCIe總線31是否連接主機(jī)32 ，以使用PCIe的傳輸接口及USB作 業(yè)平臺(tái)。
請(qǐng)參閱圖3所示，其為本發(fā)明高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置1的第三實(shí)施例， 其與第二實(shí)施例的不同之處在于該開關(guān)切換模塊22的一端連接PCIe實(shí)體層3 及USB實(shí)體層21,另端連接PCIe驅(qū)動(dòng)器4及USB裝置控制單元6,同樣可自 動(dòng)切換使用PCIe或USB傳輸接口 ，并共用一 USB作業(yè)平臺(tái)。
因此，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明不但能達(dá)到PCIe接口的高速資料傳輸速度，且可使用與USB作 業(yè)平臺(tái)相容的驅(qū)動(dòng)程序，以提高作業(yè)效能。
2、 本發(fā)明不但可使用PCIe傳輸接口及USB作業(yè)平臺(tái)，達(dá)到2.5Gbps的傳 輸速度，且可切換使用USB傳輸接口及USB作業(yè)平臺(tái)，以達(dá)到480Mbps的傳 輸速度，在使用上相當(dāng)方便且具有彈性。
綜上所述，依上文所揭示的內(nèi)容，本發(fā)明確可達(dá)到發(fā)明的預(yù)期目的，提供 一種不僅具有PCIe傳輸接口的高速傳輸速度，且可使用與USB作業(yè)平臺(tái)相容 的驅(qū)動(dòng)程序的高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，極具產(chǎn)業(yè)上利用的價(jià)值，依法提出發(fā) 明專利申請(qǐng)。
以上所述乃是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)手段，根據(jù)本文的揭露 或教導(dǎo)可衍生推導(dǎo)出許多的變更與修正，若依本發(fā)明的構(gòu)想所作的等效改變， 其所產(chǎn)生的作用仍未超出說明書及圖式所涵蓋的實(shí)質(zhì)精神時(shí)，均應(yīng)視為落入本 實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
8
權(quán)利要求
1、一種高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，其特征在于，包括一控制器及至少一快閃存儲(chǔ)器，該控制器包括一PCIe實(shí)體層，是經(jīng)由一PCIe總線與一主機(jī)連接，供接收主機(jī)所傳送的訊號(hào)；一PCIe驅(qū)動(dòng)器，是與PCIe實(shí)體層連接；一虛擬USB主機(jī)控制單元，是連接PCIe驅(qū)動(dòng)器，該虛擬USB主機(jī)控制單元包括相互連接的一暫存器、一有限狀態(tài)機(jī)及一虛擬USB接口電路，供分辨并傳送PCIe驅(qū)動(dòng)器的訊號(hào)；一USB裝置控制單元，是連接虛擬USB接口電路，供接收PCIe驅(qū)動(dòng)器所輸出的訊號(hào)；以及一快閃存儲(chǔ)器控制單元，是分別連接USB裝置控制單元及至少一快閃存儲(chǔ)器，供控制主機(jī)資料的存取。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)存裝置，其特征在于，該P(yáng)CIe驅(qū)動(dòng)器是為提 供邏輯功能或邏輯操作動(dòng)作的邏輯線路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)存裝置，其特征在于，該暫存器是通過一USB 軟件的控制，下命令給有限狀態(tài)機(jī)，該有限狀態(tài)機(jī)依據(jù)該命令，指揮虛擬USB 接口電路以分辨并傳送PCIe驅(qū)動(dòng)器的訊號(hào)至USB裝置控制單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)存裝置，其特征在于，該USB裝置控制單元 與虛擬USB接口電i 各是以一虛擬USB總線連4姿。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的儲(chǔ)存裝置，其特征在于,還包括一緩沖存儲(chǔ)器 管理單元、 一微處理單元及一隨機(jī)存取存儲(chǔ)器/只讀存儲(chǔ)器(RAM/ROM),其 中，該緩沖存儲(chǔ)器管理單元是與USB裝置控制單元及快閃存儲(chǔ)器控制單元連接， 供管理該緩沖存儲(chǔ)器對(duì)于虛擬USB主機(jī)控制單元所傳送資料的存取，而該微處 理單元是分別與USB裝置控制單元、快閃存儲(chǔ)器控制單元、緩沖存儲(chǔ)器管理單 元及隨機(jī)存取存儲(chǔ)器/只讀存儲(chǔ)器連接，以經(jīng)快閃存儲(chǔ)器控制單元將資料寫入快 閃存儲(chǔ)器，或由快閃存儲(chǔ)器讀取。
6、 一種高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，包括一控制器及至少一快閃存儲(chǔ)器，該 控制器包括一 PCIe實(shí)體層，是經(jīng)由一 PCIe總線與一主機(jī)連接，供接收主機(jī)所傳送的訊號(hào)；一PCIe驅(qū)動(dòng)器，是與PCIe實(shí)體層連接；一虛擬USB主機(jī)控制單元，是連接PCIe驅(qū)動(dòng)器，該虛擬USB主機(jī)控制單 元包括相互連接的一暫存器、 一有限狀態(tài)機(jī)及一虛擬USB接口電路，供分辨并 傳送PCIe驅(qū)動(dòng)器的訊號(hào)；一 USB裝置控制單元，是連接虛擬USB接口電路，供接收PCIe驅(qū)動(dòng)器所 輸出的訊號(hào)；一快閃存儲(chǔ)器控制單元，是分別連接USB裝置控制單元及至少一快閃存儲(chǔ) 器，供控制主機(jī)資料的存??；一USB實(shí)體層，是經(jīng)由一USB總線與一主機(jī)連接，供接收主機(jī)所傳送的訊 號(hào)，該USB實(shí)體層包括一 USB接口偵測單元，供主動(dòng)發(fā)出重置訊號(hào)以偵測USB 總線是否連接主機(jī)；以及一開關(guān)切換模塊，是分別連接USB實(shí)體層及USB裝置控制單元，供該USB 總線連接主機(jī)時(shí)，切換使用USB傳輸接口 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)存裝置，其特征在于，該P(yáng)CIe實(shí)體層還包括 一 PCIe接口偵測單元，供主動(dòng)發(fā)出重置訊號(hào)以偵測PCIe總線是否連接主機(jī)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲(chǔ)存裝置，其特征在于，該開關(guān)切換模塊的一端 連接PCIe實(shí)體層及USB實(shí)體層，另端連接PCIe驅(qū)動(dòng)器及USB裝置控制單元， 供切換使用PCIe或USB傳輸-接口 。
全文摘要
一種高速快閃存儲(chǔ)器儲(chǔ)存裝置，其控制器包括依序連接的PCIe(PCIexpress)實(shí)體層、PCIe驅(qū)動(dòng)器、虛擬USB主機(jī)控制單元、USB裝置控制單元以及快閃存儲(chǔ)器控制單元，該快閃存儲(chǔ)器控制單元連接至少一快閃存儲(chǔ)器。其中，虛擬USB主機(jī)控制單元是通過一USB軟件以控制其內(nèi)部的一暫存器，下命令給一有限狀態(tài)機(jī)，該有限狀態(tài)機(jī)依據(jù)該命令，指揮一虛擬USB接口電路以分辨并傳送PCIe驅(qū)動(dòng)器的訊號(hào)至USB裝置控制單元，藉此，可同時(shí)使用PCIe傳輸接口及USB作業(yè)平臺(tái)，以增進(jìn)作業(yè)效能。實(shí)施時(shí)，本發(fā)明更可包括一USB實(shí)體層及一開關(guān)切換模塊，經(jīng)由該開關(guān)切換模塊以切換使用PCIe或USB傳輸接口。
文檔編號(hào)G06F3/06GK101488075SQ20081000112
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者徐玉林 申請(qǐng)人:聯(lián)盛半導(dǎo)體股份有限公司