專利名稱：：通用存儲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電子存儲裝置，特別涉及一種具有多種存儲訪問接口的通用型存儲裝置。
背景技術(shù)：
：電子存儲裝置是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和電子設(shè)備用來存放程序和數(shù)據(jù)的記憶設(shè)備。各種電子設(shè)備常常使用各種不同數(shù)據(jù)存儲方式，如NandFlash,NorFlash等，在使用時需要進(jìn)行壞塊掃描等各種復(fù)雜操作，給用戶的直接使用帶來不便；電子設(shè)備中又有著各種不同的通信接口，例如USB接口、并行總線接口、SPI接口(串行設(shè)備接口)、I2C接口、SD接口等，如果需要在具有不同接口的電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)存，往往需要專門設(shè)計(jì)通信接口，或者通過轉(zhuǎn)接器來實(shí)現(xiàn)(例如SPI接口轉(zhuǎn)USB接口)，帶來設(shè)計(jì)上的不便以及成本上的增加。而目前的電子存儲裝置，比如Flash存儲器，一般只具有單一USB接口，如果需要與不同接口連接要通過轉(zhuǎn)接器來實(shí)現(xiàn)。由此可見，目前單一接口的電子存儲裝置存在的不足是通用性差。因此，如何設(shè)計(jì)一種具有多種存儲訪問接口的通用型存儲裝置是本發(fā)明需要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種具有多種存儲訪問接口的通用存儲裝置，目的是要觖決目前存儲裝置與不同接口連接的通用性問題。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種通用存儲裝置，包括Flash存儲器、Flash控制器、CPU以及存儲訪問接口電路，CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與Flash控制器雙向連接，F(xiàn)lash控制器至少通過控制信號線和數(shù)據(jù)信號線與Flash存儲器連接，其創(chuàng)新在于所述存儲訪問接口電路至少包含下列五種接口電路中的兩種(I)USB接口以及USB接口控制器；(2)并行總線接口以及并行總線接口控制器；(3)SPI接口以及SPI接口控制器；(4)I2C接口以及I2C接口控制器；(5)SD接口以及SD接口控制器；CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線分別與USB接口控制器、并行總線接口控制器、SPI接口控制器、I2C接口控制器和SD接口控制器雙向連接；USB接口控制器與USB接口連接；并行總線接口控制器與并行總線接口連接；SPI接口控制器與SPI接口連接；I2C接口控制器與I2C接口連接；SD接口控制器與SD接口連接；所述通用存儲裝置還設(shè)有一個配置模式寄存器，該配置模式寄存器設(shè)有三個用于配置模式的信號輸入端口，配置模式寄存器通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與CPU連接。上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下1、上述方案中，SPI接口指的是串行設(shè)備接口。2、上述方案中，所述Flash存儲器可以是NandFlash存儲器，也可是NorFlash存儲器。當(dāng)Flash存儲器為NandFlash存儲器時，F(xiàn)lash控制器通過控制信號線和數(shù)據(jù)信號線與Flash存儲器連接，不需要通過地址信號線連接；當(dāng)Flash存儲器為NorFlash存儲器時，F(xiàn)lash控制器通過控制信號線、數(shù)據(jù)信號線和地址信號線與NorFlash存儲器連接。3、上述方案中，為了方便配置模式信號，可以在三個用于配置模式的信號輸入端口分別配置一個開關(guān)，用于控制高電平或低電平輸入。本發(fā)明通用存儲裝置提供了數(shù)據(jù)存儲器Flash并提供了Flash管理，為裝置設(shè)計(jì)了多種常用接口，外部的數(shù)據(jù)訪問請求首先通過某種接口通知該裝置，該裝置通過對請求的解析訪問相應(yīng)地址的Flash。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果1、本發(fā)明通用存儲裝置支持USB接口、并行總線接口、SPI接口(串行設(shè)備接口)、I2C接口和SD接口，可以通過模式的配置靈活選擇所要使用的接口。2、本發(fā)明通用存儲裝置提供可管理的Flash存儲器以及多種訪問接口，使得電子設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲與訪問可以直接通過該裝置實(shí)現(xiàn)，而不需要額外的設(shè)計(jì)或者轉(zhuǎn)接器，給電子設(shè)備的設(shè)計(jì)使用帶來便利，并能夠節(jié)約成本。3、本發(fā)明通用存儲裝置以Nand/NorFlash存儲器作為存儲介質(zhì)，并且提供Flash管理，使用戶可以透明的線性訪問Flash的空間，并且通過ECC進(jìn)行數(shù)據(jù)糾錯，一定程度上保證了數(shù)據(jù)的可靠性。附圖1為本發(fā)明通用存儲裝置結(jié)構(gòu)原理圖；附圖2為本發(fā)明通用存儲裝置內(nèi)部工作流程圖；附圖3為本發(fā)明通用存儲裝置的外部訪問端控制流程圖；附圖4為本發(fā)明通用存儲裝置中的并行總線接口信號示意圖；附圖5為本發(fā)明通用存儲裝置中的SPI接口信號示意圖；附圖6為本發(fā)明通用存儲裝置中的I2C接口信號示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1一種支持五種存儲訪問接口的通用存儲裝置如圖1所示，該通用存儲裝置包括Flash存儲器、Flash控制器、CPU、配置模式寄存器以及存儲訪問接口電路。其中，F(xiàn)lash存儲器可以是NandFlash存儲器，也可是NorFlash存儲器。配置模式寄存器用來選擇所要使用的接口。存儲訪問接口電路有下列五種接口電路(I)USB接口以及USB接口控制器；(2)并行總線接口以及并行總線接口控制器；(3)SPI接口以及SPI接口控制器；(4)I2C接口以及I2C接口控制器；(5)SD接口以及SD接口控制器；CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線分別與Flash控制器、USB接口控制器、并行總線接口控制器、SPI接口控制器、I2C接口控制器和SD接口控制器雙向連接。當(dāng)Flash存儲器為NandFlash存儲器時，F(xiàn)lash控制器通過控制信號線和數(shù)據(jù)信號線與Flash存儲器連接；當(dāng)Flash存儲器為NorFlash存儲器時，F(xiàn)lash控制器通過控制信號線、數(shù)據(jù)信號線和地址信號線與NorFlash存儲器連接。USB接口控制器與USB接口連接。并行總線接口控制器與并行總線接口連接。SPI接口控制器與SPI接口連接。I2C接口控制器與I2C接口連接。SD接口控制器與SD接口連接。配置模式寄存器設(shè)有三個用于配置模式的信號輸入端口(M0DE0、MODEUM0DE2)，配置模式寄存器通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與CPU連接。三個用于配置模式的信號輸入端口(M0DE0、M0DE1、M0DE2)可以分別配置一個開關(guān)來控制高電平或低電平輸入，也可以直接連接控制信號。下面將重點(diǎn)本實(shí)施例通用存儲裝置控制方法和工作過程1、控制方式本裝置的控制核心為CPU處理器，它通過總線訪問各個控制器的內(nèi)部寄存器，從而實(shí)現(xiàn)對各個模塊的控制。各個接口分別設(shè)有控制寄存器、數(shù)據(jù)寄存器等，用于對相應(yīng)模塊的控制和數(shù)據(jù)傳輸，例如SPI接口和I2C接口的寄存器定義如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>并行數(shù)據(jù)總線接口、SPI接口和I2C接口可以通過GPIO模擬。2、運(yùn)行模式選擇由于本裝置包含了多個存儲訪問接口，因此需要進(jìn)行模式配置，使能需要的接口與外部訪問端進(jìn)行通信。本裝置初始運(yùn)行時，通過外部的輸入信號(M0DE[2:0])配置模式寄存器，軟件通過檢測模式寄存器中相應(yīng)的位以確定本裝置工作在何種模式下，使用何種接口與外部通fn°外部信號MODE[20]模式配置如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>默認(rèn)情況下，該裝置將運(yùn)行在USB模式下。上表的外部信號模式配置也可以根據(jù)實(shí)際需要重新確定，上表的定義是為舉例說明。3、Nand/NorFlash管理本通用存儲裝置具有良好的Nand/NorFlash軟件管理系統(tǒng)，向用戶提供線性的Flash地址空間，用戶可以對Flash進(jìn)行透明的訪問，而不需要深入了解Flash的具體技術(shù)細(xì)節(jié)。為了提高Flash的可靠性，本裝置提供了ECC(EorrorCorrectionCode)糾錯碼模塊，同時，本裝置也提供用戶更新接口以便于用戶自行設(shè)計(jì)接口軟件。4、通信協(xié)議與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)外部訪問端對本通用存儲裝置的訪問，如果通過USB接口或者SD接口，則直接按照USB和SD協(xié)議實(shí)現(xiàn)，即本裝置作為USB的設(shè)備端或者SD的存儲卡端使用。如果通過并行總線接口或者SPI接口或者I2C接口，則本裝置作為從端，外部訪問端作為主端，并且遵循以下統(tǒng)一的通信協(xié)議和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。外部請求通過向本裝置發(fā)送控制命令的方式實(shí)現(xiàn)，控制命令共4個字段，分別為CmdID(命令I(lǐng)D)，address,length和checksum(校驗(yàn)和)，其中CmdID占一個字節(jié)，address，length和checksum各占四個字節(jié)，共13個字節(jié)(這是控制命令的格式)?？刂泼畹臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其中CmdID包括以下類型<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本裝置接收到控制命令后將返回確認(rèn)數(shù)據(jù)包。確認(rèn)數(shù)據(jù)包包含兩個字節(jié)，其中一個字節(jié)是命令標(biāo)示(CmdID)和第二個字節(jié)是錯誤類型，CmdID即為該裝置接收到的命令標(biāo)示，錯誤類型則取決于以下情況<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>外部訪問端需要根據(jù)接收到的命令確認(rèn)數(shù)據(jù)包決定是否進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。5、控制流程當(dāng)本通用存儲裝置工作在USB模式下，將遵循USB通信協(xié)議；當(dāng)本通用存儲裝置工作在SD模式下，將遵循SD協(xié)議。當(dāng)使用其他接口時，本裝置的內(nèi)部控制流程如圖2所示，本裝置上電后，首先需要進(jìn)行模式選擇，確定工作在何種通信模式下，從而調(diào)用相應(yīng)的軟件通信協(xié)議。模式配置完成以后，對Flash進(jìn)行初始化，以便在需要的時候訪問Flash。在Flash、通信接口等系統(tǒng)初始化完成以后，本裝置就進(jìn)入了工作狀態(tài)。本裝置的主要任務(wù)為接收外部訪問端的命令和傳輸數(shù)據(jù)。首先，通過通信接口接收外部訪問端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，并對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解析。如果識別出有效的命令，并且沒有校驗(yàn)錯誤出現(xiàn)則發(fā)送命令正確確認(rèn)數(shù)據(jù)包，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。如果命令識別錯誤或者校驗(yàn)出錯，則發(fā)送命令錯誤確認(rèn)包，并返回重新等待接收命令。命令確認(rèn)成功以后，本裝置開始處理外部訪問端的數(shù)據(jù)請求。如果外部訪問端讀取數(shù)據(jù)，則從Flash相應(yīng)地址讀取數(shù)據(jù)并通過通信接口發(fā)送給外部訪問端。如果外部訪問端要發(fā)送數(shù)據(jù)，則接收其發(fā)送的數(shù)據(jù)并將其寫入Flash相應(yīng)的地址。完成上述數(shù)據(jù)傳輸和Flash讀寫操作以后，本裝置回到等待外部訪問端命令的狀態(tài)，以進(jìn)行下一次操作。外部訪問端流程如圖3所示，外部訪問端在與本裝置進(jìn)行通信之前，需要首先對指定的通信接口進(jìn)行初始化。初始化完成以后，外部訪問端開始向本裝置發(fā)送控制命令數(shù)據(jù)包，并等待接收命令確認(rèn)信息。如果命令確認(rèn)損失，則繼續(xù)發(fā)送命令。如果命令確認(rèn)成功，則進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸，即要讀取數(shù)據(jù)則接收本裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)，要寫入數(shù)據(jù)則向本裝置發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸完成以后，繼續(xù)發(fā)送下一條命令。由以上的控制流程，可以看出本裝置與外部訪問端之間的通信以命令開始，數(shù)據(jù)結(jié)束，即必須先由外部訪問端發(fā)送命令，本裝置對命令進(jìn)行驗(yàn)證確認(rèn)，并返回確認(rèn)數(shù)據(jù)包，兩端確認(rèn)命令傳輸無誤后再進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。6、存儲訪問接口(I)USB接口和SD接口本實(shí)施例通用存儲裝置默認(rèn)工作在USB模式下。當(dāng)本裝置工作在USB模式下時，USB接口遵循通用USB協(xié)議(如USB2.0或USB1.0協(xié)議)，可以如同U盤一樣訪問本裝置。當(dāng)本裝置工作在SD模式下時，遵循SD協(xié)議，可以如同SD卡一樣訪問本裝置。(2)并行總線接口并行總線接口信號連接如圖4所示。本通用存儲裝置的并行總線接口在控制過程中為從端模式，即在總線控制信號的控制下，通過數(shù)據(jù)線接收外部訪問端發(fā)送的數(shù)據(jù)、命令等信息，再通過對這些信息的解析從而進(jìn)行相應(yīng)的操作。并行總線接口工作時本裝置內(nèi)部及外部訪問端遵循圖2、圖3所示的工作流程。(3)SPI接口(串行設(shè)備接口)SPI接口信號如圖5所示。SPI接口包括四根信號線，分別為MIS0、M0SI、SCK和SS0本通用存儲裝置作為SPI接口的從端工作，而外部訪問端作為主端。MISO表示主端輸入，從端輸出(主入從出)；MOSI表示主端輸出，從端輸入(主出從入)；SCK表示時鐘信號；SS相當(dāng)于使能信號。本裝置的內(nèi)部控制流程如圖2所示，外部訪問端工作流程如圖3所示。其中，外部訪問端向本設(shè)備發(fā)送命令和數(shù)據(jù)的過程機(jī)制相同，即主端發(fā)送從端接收，其區(qū)分通過從端即本裝置對命令的解析確認(rèn)實(shí)現(xiàn)(本裝置作為從端通過對命令數(shù)據(jù)格式的解析來確認(rèn)是到底是命令還是數(shù)據(jù))。本裝置向外部訪問端發(fā)送數(shù)據(jù)的過程為從端發(fā)送主端接收。(4)I2C接口I2C接口信號如圖6所示。I2C接口包括兩根信號線，一根是SCL表示控制線，另一根是SDL表示數(shù)據(jù)線。本通用存儲裝置在使用I2C接口通信的過程中作為從端，外部訪問端作為主端，工作流程如圖2、3所示。實(shí)施例2—種支持四種存儲訪問接口的通用存儲裝置由實(shí)施例1內(nèi)容可知，去掉圖1中五種存儲訪問接口中的任何一種均可以構(gòu)成本實(shí)施例支持四種存儲訪問接口的通用存儲裝置。由于本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀實(shí)施例1可以輕松得到本實(shí)施例內(nèi)容，因此不再重復(fù)描述。以此類推，可以得到實(shí)施例3支持三種存儲訪問接口的通用存儲裝置和實(shí)施例4支持兩種存儲訪問接口的通用存儲裝置。上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種通用存儲裝置，包括Flash存儲器、Flash控制器、CPU以及存儲訪問接口電路，CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與Flash控制器雙向連接，F(xiàn)lash控制器至少通過控制信號線和數(shù)據(jù)信號線與Flash存儲器連接，其特征在于所述存儲訪問接口電路至少包含下列五種接口電路中的兩種(1)USB接口以及USB接口控制器；(2)并行總線接口以及并行總線接口控制器；(3)SPI接口以及SPI接口控制器；(4)I2C接口以及I2C接口控制器；(5)SD接口以及SD接口控制器；CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線分別與USB接口控制器、并行總線接口控制器、SPI接口控制器、I2C接口控制器和SD接口控制器雙向連接；USB接口控制器與USB接口連接；并行總線接口控制器與并行總線接口連接；SPI接口控制器與SPI接口連接；I2C接口控制器與I2C接口連接；SD接口控制器與SD接口連接；所述通用存儲裝置還設(shè)有一個配置模式寄存器，該配置模式寄存器設(shè)有三個用于配置模式的信號輸入端口，配置模式寄存器通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與CPU連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用存儲裝置，其特征在于所述Flash存儲器為NandFlash存儲器，F(xiàn)lash控制器通過控制信號線和數(shù)據(jù)信號線與NandFlash存儲器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用存儲裝置，其特征在于所述Flash存儲器為NorFlash存儲器，F(xiàn)lash控制器通過控制信號線、數(shù)據(jù)信號線和地址信號線與NorFlash存儲器連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用存儲裝置，其特征在于所述三個用于配置模式的信號輸入端口分別配置一個開關(guān)，用于控制高電平或低電平輸入。全文摘要一種通用存儲裝置，包括Flash存儲器、Flash控制器、CPU，其特征在于存儲訪問接口電路至少包含下列五種中的兩種1.USB接口及其控制器；2.并行總線接口及其控制器；3.SPI接口及其控制器；4.I2C接口及其控制器；5.SD接口及其控制器，CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線分別與各接口的控制器雙向連接；通用存儲裝置還設(shè)有一個配置模式寄存器，該寄存器設(shè)有三個用于配置模式的信號輸入端口，配置模式寄存器通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與CPU連接。本方案支持多種訪問接口，觖決了存儲裝置與不同接口連接的通用性問題。使得電子設(shè)備的數(shù)據(jù)存儲與訪問可以直接通過該裝置實(shí)現(xiàn)，而不需要額外的設(shè)計(jì)或者轉(zhuǎn)接器，給電子設(shè)備的設(shè)計(jì)使用帶來便利，并能夠節(jié)約成本。文檔編號G06F13/16GK101814058SQ20101013274公開日2010年8月25日申請日期2010年3月17日優(yōu)先權(quán)日2010年3月17日發(fā)明者匡啟和,王廷平,肖佐楠,鄭茳,陳萬瑤申請人:蘇州國芯科技有限公司