板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路的製作方法
2023-08-09 07:47:21 1
專利名稱：板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到固態硬碟存儲防數據丟失技術，具體涉及板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路。
背景技術：
在計算機快速發展過程中各行各業對功耗、環境適應性等要求越來越苛刻。作為計算機行業中核心之一存儲也悄然發生了變化，常規的機械盤已經逐步地被電子盤(通常又稱固態硬碟或SSD)所替代。固態硬碟以超低的功耗及良好的抗震性可以適應於目前各種嚴酷的應用環境。但是由於固態硬碟的控制器需要兼容不同的Flash，所以通常固態硬碟的控制器在出廠時並沒有做任何配置。通常需要在後期的固態硬碟生產時進行在線開卡或直接對Flash進行開卡在進行焊接組裝後才能正常使用。所謂的開卡過程實際上就是在Flash中的指定區域寫入廠家要求的特定數據及 Flash的相關信息。該區塊通常是要求嚴格被保護的，一旦該區域的數據被破壞則該固態盤可能就成了磚塊無法使用，只有重新進行開卡才可以正常使用。例如這類現象就通常存在於大家日常使用的U盤中，可能就是由於某次誤操作或者在寫數據過程中強制拔插U盤，導致U盤壞死。在行業計算機應用中很多時候由於特殊的要求，會把固態硬碟部分的電路設定到嵌入式主板上。另一方面在某些特定的應用中系統外部供電電源可能會非常不穩定隨時可能會出現掉電。外部掉電時，可能系統正在通過固態硬碟控制器往Flash中寫入數據，系統並沒有預知寫入過程中會出現異常。同樣固態硬碟控制器也無法預知系統電源已經出現異常，仍然在正常往Flash中寫入相關的數據。由於Flash的數據寫入通常都是按照地址段及數據段的區塊來寫入的，這樣極可能再寫入過程中由於電源的異常突變，引起地址查詢出錯寫入到開卡時才能寫入的保護空間。直接導致整個固態盤直接掛死，無法正常使用。只能重新運行開卡工具對其開卡後才能正常工作，但開卡後原有數據將全部被清除掉。這是一個隨機性較大，但是非常致命的問題。
實用新型內容為了解決上述問題，本實用新型提出板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，可在瞬間掉電時，保護固態硬碟的固件不會丟失。為實現上述目的，本實用新型提供的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，包括精準電壓源提供模塊、比較器和邏輯控制器件，所述精準電壓源提供模塊的輸入端與電源電連接，精準電壓源提供模塊的輸出端與比較器的輸入端I電連接，比較器的輸入端II與外部電源電連接，比較器的輸出端與邏輯控制器件的輸入端I電連接，所述邏輯控制器件的輸出端與快閃記憶體晶片的防寫控制接口電連接，所述邏輯控制器件的輸入端II與固態硬碟控制器的主復位信號接口電連接。所述精準電壓源提供模塊包括一可編程並聯穩壓器，所述可編程並聯穩壓器的輸入端連接電源，輸出端連接比較器的輸入端I。所述可編程並聯穩壓器型號為LM431A。所述比較器的輸入端I還連接由分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述分壓電阻R4串聯於比較器的輸入端I與可編程並聯穩壓器的輸出端之間，分壓電阻R5串聯於比較器的輸入端I與地之間。所述比較器的輸入端II通過分壓電阻R2連接外部電源，並通過分壓電阻R3接地。所述邏輯控制器件為邏輯與器件。本實用新型提出板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，可在瞬間掉電時，保護固態硬碟的固件不會丟失，在較低的成本下徹底解決由於電力系統不穩定而導致的板載固態硬碟固件丟失的問題。
為了使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述圖1示出了通常SSD固態硬碟上電及防寫原理示意圖；圖2示出了本實用新型板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路的原理示意圖；圖3示出了本實用新型中精準電壓源提供模塊的電路連接結構示意圖；圖4示出了本實用新型中比較器的電路連接結構示意圖；圖5示出了本實用新型中邏輯控制器件的電路連接結構示意圖；圖6示出了本實用新型中固態硬碟控制器的電路連接結構示意圖。
具體實施方式
以下將參照附圖，對本實用新型的優選實施例進行詳細的描述。通常的SSD固態硬碟控制器的主復位信號是否正常穩定。是判斷控制器電源準備好無異常的依據。Flash的WP#信號是告知Flash是否可以寫入的重要依據。參見圖1，常規的SSD固態硬碟為了節省成本會利用RC延時電路來實現晶片供電 OK並延時RC設定的延時時間後初始化控制器。WP#信號會直接上拉至VCC供電電源保證 Flash能夠有效地被寫入。部分廠家也會增加一個開關來實現對Flash的防寫，但是一旦防寫即意味著會一直無法寫入數據直到解除防寫功能。該種電路方法在外部電源異常掉電時根本無法迅速地響應掉電事件第一時間保護數據。參見圖2，本實用新型提供的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，包括精準電壓源提供模塊、比較器和邏輯控制器件，所述精準電壓源提供模塊的輸入端與電源電連接，精準電壓源提供模塊的輸出端與比較器UlA的輸入端I電連接，比較器UlA的輸入端II與外部電源電連接，比較器UlA的輸出端與邏輯控制器件U2的輸入端I電連接。參見圖3，所述精準電壓源提供模塊包括一可編程並聯穩壓器Q1，所述可編程並聯穩壓器Ql的輸入端通過電阻Rl連接電源VCC，輸出端連接比較器UlA的輸入端I，可編程並聯穩壓器Ql的另一端接地。所述可編程並聯穩壓器可選用LM431A或同等型號的穩壓轉換器件。參見圖4，所述比較器UlA的輸入端I還連接由分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述分壓電阻R4串聯於比較器UlA的輸入端I與可編程並聯穩壓器的輸出端之間，分壓電阻R5 串聯於比較器UlA的輸入端I與地之間。所述比較器UlA的輸入端II通過分壓電阻R2連接外部電源，並通過分壓電阻R3接地。參見圖5、圖6，所述邏輯控制器件為邏輯與器件U2，所述邏輯與器件U2的輸出端與快閃記憶體晶片的防寫控制接口 WP#電連接，所述邏輯與器件U2的輸入端II與固態硬碟控制器的主復位信號接口電連接。本實用新型的工作原理如下LM431A可轉換出一個穩定可靠的電壓源，該電壓能夠保證在前級電源降至接近VREF參考點之前仍能保持正常的電平輸出。並經過R4和R5 電阻做分壓設定好預設的定值作為比較器UlA的輸入端I的參考電平，外部輸入的主電源電源通過調整R2和R3設定系統需求外部電源的最小電壓點並接入UlA的輸入端II。UlA 的輸出端和邏輯與器件U2的輸入端I連接，邏輯與晶片U2的輸入端II和系統平臺提供的 PLTRST#信號相連。U2的輸出端和快閃記憶體晶片的防寫控制接口 WP#進行相連。系統平臺的 PLTRST#和固態硬碟控制器的主復位信號相連。在正常上電過程中PLTRST#未穩定輸出前固態硬碟控制器同步處於RESET狀態和快閃記憶體晶片防寫同樣也被允許。該過程中固態硬碟控制器不會發送任何指令給到快閃記憶體晶片，快閃記憶體晶片也不會接受任何的寫操作。主機正常運行過程中，UlA會實時地偵測外部輸入的電壓是否在正常工作範圍內一旦發生異常則會馬上通知快閃記憶體晶片第一時間保護快閃記憶體晶片中已存的數據。例如主機系統輸入電壓正常值為+12V，而外部電源電壓一旦低於IlV系統將不能正常工作，則需要按照 IlV的輸入電壓值調整R2和R3的值來實現UlA的輸入端II電平在正常工作是應該高於 UlA的輸入端I設定的參考值，一旦低於外部電源電壓低於IlV則UlA的輸入端II電平將低於UlA的輸入端I的值。在外部電源正常時UlA的輸出端輸出為高電平，一旦電壓偵測到異常立即輸出低電平。並通過邏輯與器件U2和PLTRST#信號進行邏輯與後將快閃記憶體晶片的WP#信號拉低，直接使快閃記憶體晶片進入防寫模式。從而實現快速地保護功能。本實用新型同樣適用於所以採用快閃記憶體晶片等電子存儲設備的其它嵌入式應用。
權利要求1.板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，其特徵在於包括精準電壓源提供模塊、比較器和邏輯控制器件，所述精準電壓源提供模塊的輸入端與電源電連接，精準電壓源提供模塊的輸出端與比較器的輸入端I電連接，比較器的輸入端II與外部電源電連接， 比較器的輸出端與邏輯控制器件的輸入端I電連接，所述邏輯控制器件的輸出端與快閃記憶體晶片的防寫控制接口電連接，所述邏輯控制器件的輸入端II與固態硬碟控制器的主復位信號接口電連接。
2.根據權利要求1所述的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，其特徵在於所述精準電壓源提供模塊包括一可編程並聯穩壓器，所述可編程並聯穩壓器的輸入端連接電源，輸出端連接比較器的輸入端I。
3.根據權利要求2所述的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，其特徵在於所述可編程並聯穩壓器型號為LM431A。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，其特徵在於所述比較器的輸入端I還連接由分壓電阻R4和分壓電阻R5，所述分壓電阻R4串聯於比較器的輸入端I與可編程並聯穩壓器的輸出端之間，分壓電阻R5串聯於比較器的輸入端I與地之間。
5.根據權利要求4所述的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，其特徵在於所述比較器的輸入端II通過分壓電阻R2連接外部電源，並通過分壓電阻R3接地。
6.根據權利要求4所述的板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，其特徵在於所述邏輯控制器件為邏輯與器件。
專利摘要本實用新型涉及到固態硬碟存儲防數據丟失技術，具體涉及板載固態硬碟防瞬間掉電造成固件丟失的電路，包括精準電壓源提供模塊、比較器和邏輯控制器件，所述精準電壓源提供模塊的輸入端與電源電連接，精準電壓源提供模塊的輸出端與比較器的輸入端I電連接，比較器的輸入端II與外部電源電連接，比較器的輸出端與邏輯控制器件的輸入端I電連接，所述邏輯控制器件的輸出端與快閃記憶體晶片的防寫控制接口電連接，所述邏輯控制器件的輸入端II與固態硬碟控制器的主復位信號接口電連接。所述邏輯控制器件為邏輯與器件。本實用新型可在瞬間掉電時，保護固態硬碟的固件不會丟失，在較低的成本下徹底解決由於電力系統不穩定而導致的板載固態硬碟固件丟失的問題。
文檔編號G11C14/00GK202150272SQ20112024386
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月12日 優先權日2011年7月12日
發明者劉建成 申請人:惠州大亞灣華北工控實業有限公司