專利名稱：一種具有快速自毀功能的電子硬盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種具有快速自毀功能的電子硬盤。
背景技術(shù)：
電子硬盤是用固態(tài)電子存儲芯片陣列構(gòu)成的硬盤，目前最常見的電子硬盤以閃存 為存儲介質(zhì)。閃存作為一種新的非易失性存儲介質(zhì)，具有存儲密度大、攜帶方便、功耗低、掉 電數(shù)據(jù)保持時間長及抗震性好等諸多優(yōu)點。以閃存芯片為存儲介質(zhì)的電子硬盤沒有普通硬 盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因而抗震性能極佳，同時工作溫度很寬。同時電子硬盤的接口規(guī)范和定義以 及使用方法與普通硬盤完全相同，可以很方便的替換傳統(tǒng)的機械式硬盤，因此電子硬盤已 經(jīng)在消費類電子領(lǐng)域非常普及，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，航空航天，軍事，導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。在高速發(fā)展的信息社會，信息安全已成為備受關(guān)注的問題，數(shù)據(jù)不僅需要被正確 穩(wěn)定的存儲，還需要被有效的保護(hù)，以防止重要信息的泄漏。普通的硬盤，數(shù)據(jù)透明的通過 接口被寫入或者讀出，毫無安全性可言。文件加密則需要文件系統(tǒng)的參與，并且只是對文件 的入口進(jìn)行限制，如果使用密鑰管理則增加了數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性。數(shù)據(jù)加密對數(shù)據(jù)流加密， 使用加密算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。隨著加密的級別和復(fù)雜度的提高，對數(shù)據(jù)的保護(hù)就越強， 但是依然不能排除數(shù)據(jù)被解密的可能，并且研究更加可靠的加解密算法將會耗費巨大的資 源。 針對對重要數(shù)據(jù)超強保護(hù)的要求，以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加解密對數(shù)據(jù)保護(hù)的局限性，出 現(xiàn)了一種更加徹底的數(shù)據(jù)保護(hù)措施一一數(shù)據(jù)銷毀，即將被保護(hù)的數(shù)據(jù)破壞掉，以防止數(shù)據(jù) 的泄漏。可以對硬盤進(jìn)行格式化，使全部數(shù)據(jù)被擦除，但是需要人為的控制和主機的參與， 實現(xiàn)不夠靈活。數(shù)據(jù)銷毀還可以通過將存儲數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)進(jìn)行物理毀壞而實現(xiàn)，例如強 制燒毀、電擊穿。采用物理自毀雖然毀壞了整個芯片，但是它只是毀壞了內(nèi)部晶片與外部的 連線，晶片上的數(shù)據(jù)沒有改變，還有被獲取的可能，并且物理自毀代價較大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)保護(hù)方法中加密方法繁瑣，物理毀壞成本較高 依然有數(shù)據(jù)泄漏可能的問題，采取折中的思路，提供了一種可以集成在電子盤內(nèi)部，能夠靈 活、快速并且更可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)方法——數(shù)據(jù)擦除。本實用新型的技術(shù)解決方案為一種具有快速自毀功能的電子硬盤，包括閃存控 制器和閃存芯片陣列，其特殊之處在于，該電子硬盤還包括自毀模塊，該自毀模塊包括自毀 命令監(jiān)測模塊，用于檢測自毀信號，同時產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)的控制信號；數(shù)據(jù)通道交叉 開關(guān)模塊，用于切換數(shù)據(jù)通道的；閃存控制單元，用于擦除電子硬盤的數(shù)據(jù)；所述閃存控制單元的輸入與自毀命令監(jiān)測模塊相連，其輸出與數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān) 模塊相連；所述數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊的輸入和閃存控制器的地址譯碼單元、總線擴展單元 相連，其輸出與閃存芯片陣列相連。[0009]一種數(shù)據(jù)擦除方法，其特殊之處在于，該方法包括以下步驟1)自毀命令監(jiān)測模塊監(jiān)測自毀信號，當(dāng)自毀信號時，自毀命令監(jiān)測模塊產(chǎn)生自毀啟動信號，同時產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)的選擇信號；2)數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊收到數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)的選擇信號后，數(shù)據(jù)通道交叉開 關(guān)模塊切斷閃存控制器與閃存芯片陣列的總線通道，使執(zhí)行擦除操作的閃存控制單元與閃 存芯片陣列相連；3)閃存控制單元接收到自毀啟動信號后，閃存控制單元同時向各個通道發(fā)送數(shù)據(jù) 擦除命令，完成電子硬盤數(shù)據(jù)的擦除。所述步驟3)中的閃存控制單元同時向各個通道發(fā)送數(shù)據(jù)擦除命令，若干個芯片 可以并接在同一個通道上，若干個芯片通道可以并接在控制總線和數(shù)據(jù)總線上，增加芯片 通道數(shù)就可以以使數(shù)據(jù)的擦除速度提高到單通道的數(shù)據(jù)的擦除速度的N倍，所述N為擴充 后的并行通道的數(shù)量。所述步驟3)中的閃存控制單元同時向各個通道發(fā)送數(shù)據(jù)擦除命令的過程中，在 單通道內(nèi)，控制單元首先向該單通道內(nèi)的第一閃存芯片發(fā)出擦除命令，當(dāng)該第一閃存芯片 進(jìn)入自行擦除階段時，控制單元放棄對該第一閃存芯片的控制轉(zhuǎn)而執(zhí)行對該單通道內(nèi)的第 二閃存芯片的擦除操作，當(dāng)該第二閃存芯片進(jìn)入自行擦除階段時，控制單元放棄對該第二 閃存芯片的控制轉(zhuǎn)而執(zhí)行對該單通道內(nèi)的第三閃存芯片的擦除操作……依次類推，在該單 通道內(nèi)的所有芯片間實現(xiàn)流水擦出操作，完成對該單通道內(nèi)的數(shù)據(jù)的擦除操作。所述步驟3)中，對單通道中的單個芯片可以執(zhí)行芯片自身所支持的交叉并行擦 除命令，實現(xiàn)芯片內(nèi)部不同存儲塊的并行操作，對單個芯片循環(huán)執(zhí)行擦除命令，直到完成對 該單個芯片的數(shù)據(jù)的擦除。所述自毀信號是主機發(fā)出的自毀命令或外部輸入的自毀信號。所述自毀命令經(jīng)閃存控制器翻譯后產(chǎn)生自毀啟動信號，并傳送給自毀命令監(jiān)測模 塊。本實用新型具有如下優(yōu)點1、模塊化的數(shù)據(jù)擦除功能可以靈活使用。整個數(shù)據(jù)擦除功能作為單獨的模塊并接 在電子盤的閃存控制器和閃存芯片陣列的中間，正常情況下作為透明的通道不影響數(shù)據(jù)傳 輸，只有當(dāng)需要數(shù)據(jù)擦除時由自毀控制模塊向閃存發(fā)送擦除命令。因此可以靈活的將數(shù)據(jù) 自毀模塊加在需要的場合而不影響正常的操作。2、數(shù)據(jù)擦除過程不需要主機參與。主機只要發(fā)出特別的擦除命令或僅由擦除信號 決定擦除與否，剩下的所有擦除過程都依靠自毀實現(xiàn)模塊完成。。3、擦除速度快，擦除可靠。自毀模塊對閃存芯片陣列進(jìn)行擦除控制，使用閃存擦除 命令可以可靠的擦除數(shù)據(jù)，使用四通道并行，單通道流水，單芯片交叉并行方式可以大大加 快擦除的速度。4、數(shù)據(jù)擦除后對存儲介質(zhì)的無破壞性。數(shù)據(jù)擦除的電子盤自毀只是將電子盤的數(shù) 據(jù)進(jìn)行覆蓋，而對存儲介質(zhì)不造成任何影響，從而保證此次電子盤自毀后可以對電子盤進(jìn) 行再使用。5、增加了數(shù)據(jù)的保密程度。相比較數(shù)據(jù)加密，數(shù)據(jù)擦除的自毀方式使數(shù)據(jù)更加安全。
圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為閃存擦除操作的并行流水策略示意圖。
具體實施方式參見圖1，以自毀模塊為核心，詳細(xì)描述整個系統(tǒng)工作的流程。圖中有三大主要模塊，自毀命令監(jiān)測模塊，閃存控制單元(自毀實現(xiàn)模塊)，以及 數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊。若主機負(fù)責(zé)啟動電子盤自毀，則主機發(fā)送自毀命令，經(jīng)過閃存控制器翻譯產(chǎn)生自 毀啟動信號，或由外部電路產(chǎn)生一定電平一定寬度的自毀信號，自毀命令監(jiān)測模塊監(jiān)測到 自毀信號后產(chǎn)生自毀啟動信號。同時產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊的選擇信號。當(dāng)自毀模塊檢測到自毀啟動信號有效時，閃存控制單元(自毀實現(xiàn)模塊)則按照 四通道并行、單通道流水的策略向各個芯片發(fā)送擦除命令實現(xiàn)自毀的閃存控制單元連接 四個通道的閃存芯片組，同時向四個通道發(fā)送命令，數(shù)據(jù)總線和控制總線上并連的通道組 和各通道上并聯(lián)的芯片組成芯片陣列，可以根據(jù)需要改變芯片陣列的大小，有幾個通道就 可以將數(shù)據(jù)擦除的速度提高到相比較單通道擦除時的幾倍。在單通道內(nèi)，控制單元首先向第一個閃存芯片發(fā)出擦除命令，當(dāng)芯片進(jìn)入自行擦 除階段則控制單元放棄對第一個閃存芯片的控制轉(zhuǎn)而執(zhí)行第二個閃存芯片的擦除操作，同 樣第二個閃存芯片進(jìn)入擦除階段時，控制單元轉(zhuǎn)而控制第三個閃存……依次類推，在四個 芯片間實現(xiàn)流水，當(dāng)閃存芯片的個數(shù)達(dá)到使控制單元對所有閃存芯片發(fā)送擦除命令的時間 等于單個閃存自身擦除操作時間時，可以實現(xiàn)最高效的流水。對單通道中的單個芯片則使用芯片自身支持的交叉并行擦除命令實現(xiàn)芯片內(nèi)的 并行操作。對每個芯片內(nèi)的不同塊循環(huán)執(zhí)行擦除命令，直到整片閃存被擦除。在擦除閃存的過程中，由交叉通道開關(guān)切斷閃存控制器與閃存芯片陣列的總線通 道，使執(zhí)行擦除操作的閃存控制單元與閃存芯片陣列相連。自毀檢測模塊產(chǎn)生的通道選擇 信號實現(xiàn)通道的無差別切換。
權(quán)利要求一種具有快速自毀功能的電子硬盤，包括閃存控制器和閃存芯片陣列，其特征在于該電子硬盤還包括自毀模塊，該自毀模塊包括自毀命令監(jiān)測模塊，用于檢測自毀信號，同時產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)的控制信號；包括數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊，用于切換數(shù)據(jù)通道；以及閃存控制單元，用于擦除電子硬盤的數(shù)據(jù)；所述閃存控制單元的輸入與自毀命令監(jiān)測模塊相連，其輸出與數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊相連；所述數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊的輸入和閃存控制器的地址譯碼單元、總線擴展單元相連，其輸出與閃存芯片陣列相連。
專利摘要本實用新型涉及一種具有快速自毀功能的電子硬盤，包括閃存控制器和閃存芯片陣列，自毀模塊，該自毀模塊包括自毀命令監(jiān)測模塊，數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊以及閃存控制單元；閃存控制單元的輸入與自毀命令監(jiān)測模塊相連，其輸出與數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊相連；數(shù)據(jù)通道交叉開關(guān)模塊的輸入和閃存控制器的地址譯碼單元、總線擴展單元相連，其輸出與閃存芯片陣列相連。本實用新型具有模塊化的數(shù)據(jù)擦除功能可以靈活使用、數(shù)據(jù)擦除過程不需要主機參與、擦除速度快，擦除可靠、數(shù)據(jù)擦除后對存儲介質(zhì)的無破壞性，增加了數(shù)據(jù)的保密程度的優(yōu)點。
文檔編號G06F12/14GK201611482SQ200920245419
公開日2010年10月20日 申請日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者劉升, 崔建杰, 李曉娟 申請人:西安奇維測控科技有限公司