專利名稱：高速快閃存儲器儲存裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種儲存裝置，尤指一種同時具有PCIe傳輸接口及USB作 業(yè)平臺，而可使USB裝置達(dá)到PCIe傳輸速度的高速快閃存儲器儲存裝置。
背景技術(shù)：
對于存取裝置而言，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al連接，經(jīng)由一 USB實體層a2將主機al的 訊號傳送至USB裝置控制單元a3后，以一快閃存儲器控制單元a4控制主機al 資料寫入快閃存儲器a5，或由快閃存儲器a5讀取資料。
請參閱圖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bl連接，經(jīng)由一 PCIe實體層b2將主機bl的訊號 傳送至PCIe驅(qū)動器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)動程序，當(dāng)相匹配的驅(qū)動程序缺少或遺失時，該PCIe裝置即無法運作。
而目前常見的擴展卡(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來充分運用USB芯片業(yè)目前已提供的各種不同裝置。但在實際使用上， 仍然是二種獨立的系統(tǒng)，并不能同時兼具USB2.0及PCIe的優(yōu)點。
有鑒于此，為了改善上述的缺點，使高速快閃儲存裝置不僅能具有PCIe傳 輸接口的高速傳輸速度，且可使用與USB作業(yè)平臺相容的驅(qū)動程序，發(fā)明人積 多年的經(jīng)驗及不斷的研發(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器儲存裝置，通過以一虛擬 USB主機控制單元以連接PCIe接口與USB作業(yè)平臺的結(jié)構(gòu)，能達(dá)到PCIe接口
的高速資料傳輸速度，且可同時使用USB傳輸接口相容的驅(qū)動程序，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器儲存裝置，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)的高速快閃存儲器儲存裝置，包括一控 制器及至少一快閃存儲器，該控制器包括一 PCIe實體層、一PCIe驅(qū)動器、一 虛擬USB主機控制單元、一USB裝置控制單元以及一快閃存儲器控制單元。其 中，該PCIe實體層是經(jīng)由一PCIe總線(PCI express bus)與一主機連接，供接 收主機所傳送的訊號；該PCIe驅(qū)動器是與PCIe實體層連接；該虛擬USB主機 控制單元是連接PCIe驅(qū)動器，其包括相互連接的 一暫存器、 一有限狀態(tài)機(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，而有限狀態(tài)機是依據(jù)該命令， 指揮虛擬USB接口電路以分辨并傳送PCIe驅(qū)動器的訊號至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)動器所輸出的 訊號；而該快閃存儲器控制單元是分別連接USB裝置控制單元及至少一快閃存 儲器，供控制主機資料的存取。
實施時，本發(fā)明更包括一USB實體層及一開關(guān)切換模塊。該USB實體層是 經(jīng)由一 USB總線與一主機連接，供接收主機所傳送的訊號，該USB實體層包括 一 USB接口偵測單元，供主動發(fā)出重置訊號(reset signal)以偵測USB總線是 否連接主機；而該開關(guān)切換模塊是分別連接USB實體層及USB裝置控制單元，供該USB總線連接主機時，切換使用USB傳輸接口 。
實施時，上述PCIe實體層更包括一 PCIe接口偵測單元，供主動發(fā)出重置 訊號以偵測PCIe總線是否連接主機。而該開關(guān)切換模塊的一端連接PCIe實體 層及USB實體層，另端連接PCIe驅(qū)動器及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
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)平臺相容的驅(qū)動程序，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，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，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)明的第一實施例的結(jié)構(gòu)方塊示意圖； 圖2是本發(fā)明的第二實施例的結(jié)構(gòu)方塊示意圖； 圖3是本發(fā)明的第三實施例的結(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-高速快閃存儲器儲存裝置；2-控制器；21-USB實體層； 211-USB接口偵測單元；22-開關(guān)切換模塊；23-USB總線；3-PCIe實體層；31-PCIe 總線；32-主機；33-PCIe接口偵測單元；4-PCIe驅(qū)動器；5-虛擬USB主機控制 單元；51-暫存器；52-有限狀態(tài)機；53-虛擬USB接口電路；6-USB裝置控制單 元；61-虛擬USB總線；7-快閃存儲器控制單元；8-緩沖存儲器管理單元；81-微處理單元；82-隨機存取存儲器/只讀存儲器；83-緩沖存儲器；9-PCIe快閃存 儲器；
a-USB總線 ；al-主機；a2-USB實體層；a3-USB裝置控制單元；a4-快閃 存儲器控制單元；b-PCIe總線；bl-主機；b2-PCIe實體層；b3-PCIe驅(qū)動器；b4-
周邊應(yīng)用單元。
具體實施方式
請參閱圖1所示，其為本發(fā)明高速快閃存儲器儲存裝置1的第一實施例， 包括一控制器2及至少一快閃存儲器9，該控制器2包括一PCIe (PCI express) 實體層3、 一 PCIe驅(qū)動器4、 一虛擬USB ( Universal Serial Bus，通用串行總線) 主機控制單元5、 一USB裝置控制單元6、 一快閃存儲器控制單元7、 一緩沖存 儲器管理單元8、 一微處理單元81及一隨機存取存儲器/只讀存儲器82 (RAM/ROM)。
該 PCIe(高速夕卜部設(shè)備互聯(lián)總線 Peripheral Component Interconnect express)實體層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32 (Host)連接，供接收主機32所傳送的訊號；而該PCIe驅(qū)動器4 是為提供邏輯功能或邏輯操作動作的邏輯線路，其與PCIe實體層3連接。
該虛擬USB主機控制單元5是與PCIe驅(qū)動器4連接，包括相互連接的暫 存器51 (Register)、有限狀態(tài)機52 ( finite state machine )及虛擬USB接口電 路53 ( virtual USB bus wrapper)。其中，該暫存器51是為暫時而快速存取的記 憶儲存空間，以儲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52，該有限狀態(tài)機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)動器的訊號。
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)動器4所傳送的訊號。
該快閃存儲器控制單元7是分別連接USB裝置控制單元6及快閃存儲器9, 供控制主機32資料的存取。該緩沖存儲器管理單元8是與USB裝置控制單元6 及快閃存儲器控制單元7連接，供管理一緩沖存儲器83對于虛擬USB主機控 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、 快閃存儲器控制單元7、緩沖存儲器管理單元8及RAM/ROM82連接，以經(jīng)快 閃存儲器控制單元7將資料寫入快閃存儲器9,或讀取快閃存儲器9中的資料。
實施時，主機32發(fā)出讀取或?qū)懭胭Y料的訊號時，其命令、位址及資料將通 過PCIe實體層3、 PCIe驅(qū)動器4,并透過虛擬USB主機控制單元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料的請求 傳送給快閃存儲器控制單元7，以控制快閃存儲器9內(nèi)相對應(yīng)地址的資料的讀取 或?qū)懭搿?br> 請參閱圖2所示，其為本發(fā)明高速快閃存儲器儲存裝置1的第二實施例，其中，該控制器2更包括一 USB實體層21及一開關(guān)切換模塊22。
該USB實體層21是經(jīng)由一 USB總線23與一主機32連接，供接收主機32 傳送的訊號，該USB實體層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實體層21及USB裝置控制單元6。
實施時，該USB接口偵測單元211可主動發(fā)出重置訊號(reset signal)以 偵測USB總線23是否連接主機32。當(dāng)偵知該USB總線23確實已連接一主機 32時，開關(guān)切換模塊22即作動，使USB實體層21與USB裝置控制單元6連 接，從而使USB裝置控制單元6及快閃存儲器控制單元7所形成的USB作業(yè)平 臺可使用USB的傳輸接口 。
另，該PCIe實體層3包括一 PCIe接口偵測單元33,其亦可主動發(fā)出重置 訊號以偵測PCIe總線31是否連接主機32 ，以使用PCIe的傳輸接口及USB作 業(yè)平臺。
請參閱圖3所示，其為本發(fā)明高速快閃存儲器儲存裝置1的第三實施例， 其與第二實施例的不同之處在于該開關(guān)切換模塊22的一端連接PCIe實體層3 及USB實體層21,另端連接PCIe驅(qū)動器4及USB裝置控制單元6,同樣可自 動切換使用PCIe或USB傳輸接口 ，并共用一 USB作業(yè)平臺。
因此，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點
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)平臺相容的驅(qū)動程序，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，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，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)平臺相容 的驅(qū)動程序的高速快閃存儲器儲存裝置，極具產(chǎn)業(yè)上利用的價值，依法提出發(fā) 明專利申請。
以上所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術(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質(zhì)精神時，均應(yīng)視為落入本 實用新型的保護范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
1、一種高速快閃存儲器儲存裝置，其特征在于，包括一控制器及至少一快閃存儲器，該控制器包括一PCIe實體層，是經(jīng)由一PCIe總線與一主機連接，供接收主機所傳送的訊號；一PCIe驅(qū)動器，是與PCIe實體層連接；一虛擬USB主機控制單元，是連接PCIe驅(qū)動器，該虛擬USB主機控制單元包括相互連接的一暫存器、一有限狀態(tài)機及一虛擬USB接口電路，供分辨并傳送PCIe驅(qū)動器的訊號；一USB裝置控制單元，是連接虛擬USB接口電路，供接收PCIe驅(qū)動器所輸出的訊號；以及一快閃存儲器控制單元，是分別連接USB裝置控制單元及至少一快閃存儲器，供控制主機資料的存取。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存裝置，其特征在于，該PCIe驅(qū)動器是為提 供邏輯功能或邏輯操作動作的邏輯線路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存裝置，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，該有限狀態(tài)機依據(jù)該命令，指揮虛擬USB 接口電路以分辨并傳送PCIe驅(qū)動器的訊號至USB裝置控制單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的儲存裝置，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所述的儲存裝置，其特征在于,還包括一緩沖存儲器 管理單元、 一微處理單元及一隨機存取存儲器/只讀存儲器(RAM/ROM),其 中，該緩沖存儲器管理單元是與USB裝置控制單元及快閃存儲器控制單元連接， 供管理該緩沖存儲器對于虛擬USB主機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、快閃存儲器控制單元、緩沖存儲器管理單 元及隨機存取存儲器/只讀存儲器連接，以經(jīng)快閃存儲器控制單元將資料寫入快 閃存儲器，或由快閃存儲器讀取。
6、 一種高速快閃存儲器儲存裝置，包括一控制器及至少一快閃存儲器，該 控制器包括一 PCIe實體層，是經(jīng)由一 PCIe總線與一主機連接，供接收主機所傳送的訊號；一PCIe驅(qū)動器，是與PCIe實體層連接；一虛擬USB主機控制單元，是連接PCIe驅(qū)動器，該虛擬USB主機控制單 元包括相互連接的一暫存器、 一有限狀態(tài)機及一虛擬USB接口電路，供分辨并 傳送PCIe驅(qū)動器的訊號；一 USB裝置控制單元，是連接虛擬USB接口電路，供接收PCIe驅(qū)動器所 輸出的訊號；一快閃存儲器控制單元，是分別連接USB裝置控制單元及至少一快閃存儲 器，供控制主機資料的存??；一USB實體層，是經(jīng)由一USB總線與一主機連接，供接收主機所傳送的訊 號，該USB實體層包括一 USB接口偵測單元，供主動發(fā)出重置訊號以偵測USB 總線是否連接主機；以及一開關(guān)切換模塊，是分別連接USB實體層及USB裝置控制單元，供該USB 總線連接主機時，切換使用USB傳輸接口 。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲存裝置，其特征在于，該PCIe實體層還包括 一 PCIe接口偵測單元，供主動發(fā)出重置訊號以偵測PCIe總線是否連接主機。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的儲存裝置，其特征在于，該開關(guān)切換模塊的一端 連接PCIe實體層及USB實體層，另端連接PCIe驅(qū)動器及USB裝置控制單元， 供切換使用PCIe或USB傳輸-接口 。
全文摘要
一種高速快閃存儲器儲存裝置，其控制器包括依序連接的PCIe(PCIexpress)實體層、PCIe驅(qū)動器、虛擬USB主機控制單元、USB裝置控制單元以及快閃存儲器控制單元，該快閃存儲器控制單元連接至少一快閃存儲器。其中，虛擬USB主機控制單元是通過一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，該有限狀態(tài)機依據(jù)該命令，指揮一虛擬USB接口電路以分辨并傳送PCIe驅(qū)動器的訊號至USB裝置控制單元，藉此，可同時使用PCIe傳輸接口及USB作業(yè)平臺，以增進(jìn)作業(yè)效能。實施時，本發(fā)明更可包括一USB實體層及一開關(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G06F3/06GK101488075SQ20081000112
公開日2009年7月22日 申請日期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 申請人:聯(lián)盛半導(dǎo)體股份有限公司