可攜式無線數據儲存裝置的製作方法
2023-05-09 23:20:56
專利名稱：可攜式無線數據儲存裝置的製作方法
可攜式無線數據儲存裝置發明所屬之技術領域本發明大致是有關於可攜式數據儲存裝置與其對應的方法，且詳 言之，是有關於在非易失性存儲器中儲存數據。先前技術現今，在市場上可獲得各種不同快閃記憶卡或記憶棒(memory stick)以允許使用者儲存數據。快閃記憶體(快閃-可擦除可編程只讀存儲器， Flash Erasable Programmable Read Only Memory, 簡禾爾Flash-EPROM) 是固態、非易失性、可重複寫入的存儲器，且是持久的、在低電壓下 操作以及當電源關閉時仍能保留數據。在數字相機、行動電話(cell phone)、印表機、手提電腦或筆記型計算機、呼叫器、錄音機或其它 相似物中均使用快閃記憶體裝置。快閃記憶卡或記憶棒使用接口經由快閃磁碟控制器晶片連接快 閃集成電路(integrated circuit,簡稱IC)至主裝置(像是筆記型計算 機、照相機或其它相似物)，該接口需要快閃記憶棒或記憶卡插入至專 用槽或其它連接器。例如，快閃記憶體裝置可經由通用串行總線(Universal Serial Bus,簡稱USB)連接而連接至主裝置。若快閃裝置是安全數字 (Secure Digital,簡稱SD)記憶卡，則使用SD輸入輸出(SD Input Output,簡稱SDIO)接口完成至主裝置的連接。對於其它快閃記憶體裝置(像 是緊密快閃(Compact Flash,簡稱CF)裝置)，存在相似的專用接口。換言之，例如使用者想要使用數字相機照相併將照片傳輸到個人 計算機，傳統的技術需要使用者在照相之前插入快閃記憶卡至相機， 然後從相機移除記憶卡並將記憶卡插入至個人計算機的卡片閱讀機， 或將相機連接至計算機以使用相機的卡片閱讀機。這樣的處理通常是麻煩的。此外，因為可能需要時常的把卡插入 讀卡槽與之後取出卡，所以可能發生一些機械的耗損。另外，不可能 使用任何快閃記憶卡於任何卡片閱讀機，這有時造成從一臺主裝置傳 輸數據至另一臺主裝置的困難。
發明內容在實施例中，提供一種可攜式數據儲存裝置包括非易失性存儲器 及無線數據接口。該無線數據接口耦合至非易失性存儲器，從非易失 性存儲器讀取數據用以經由無線數據接口傳送該數據，和/或將從無線 數據接口所接收的數據寫入至非易失性存儲器。無線數據接口是高數據速率接口，適合傳送和/或接收數據速率高於100Mbps的數據。在另一個實施例中，一種可攜式數據儲存裝置包括非易失性存儲 器及無線數據接口，該無線數據接口耦合至非易失性存儲器，從非易 失性存儲器讀取數據用以經由無線數據接口傳送該數據，和/或將從無 線數據接口所接收的數據寫入至非易失性存儲器。無線數據接口是寬 頻帶接口，適合傳送和/或接收至少一個具有100MHz或更寬的頻帶的 數據。在進一步的實施例中，提供一種儲存數據的方法。該方法包括在 高數據速率和/或超寬頻帶經由無線鏈路傳送需儲存的數據至可攜式 數據儲存裝置。該方法還包括在可攜式數據儲存裝置接收數據，並儲 存該接收的數據於該可攜式數據儲存裝置的非易失性存儲器中。實施方式將參考圖式而描述本發明的實施例，其中相似的組件符號表示相 似組件與結構。接下來將更詳細地說明本發明，各實施例使用無線數據接口從便 攜式數據儲存裝置傳輸數據以及傳輸數據至該可攜式數據儲存裝置。 這避免了使用有線接口 (wired interface)以增加該裝置的可用性。再者，因為可攜式數據儲存裝置可以離開主裝置(像是筆記型計算機或相 機)之方式而攜帶，所以增加了裝置的可攜帶性。此外，即使是在讀取 與寫入操作期間，實施例的裝置仍是可攜帶的。不像己知的非接觸IC卡(contactless IC card)(像是IS0/IEC 10536緊耦合卡(close coupled card) 、 IS0/IEC 14443鄰近卡 (proximity card)與IS0/IEC 15693接近卡(vicinity card))都是識 別卡而不能使用在傳輸大量數據，各該實施例使用無線數據傳送技術， 即使要傳輸的數據量在兆字節(MB)之範圍或更大，仍能保持卡讀取與 寫入的時間在秒的等級(in the order of seconds)。為了達成這點，實施例使用高數據速率無線接口和/或在超寬頻帶(ultra wide band) 傳輸數據的無線接口。例如，高數據速率是高於100Mbps的數據速率， 而超寬頻帶具有500顧z (百萬赫茲)或更大的頻寬(根據同樣使用於 IEEE標準程序的FCC定義)。在一個實施例中，使用超寬頻帶(Ultra Wide Band,簡稱UWB) 技術。UWB實質上不同於傳統的窄頻帶射頻(narrow band radio frequency)與展頻(spread spectrum)技術，像是藍芽(Bluetooth )技 術與802. lla/g。 UWB發送器與接收器可使用從3. lGHz至10. 6GHz的頻 率，其系大於7GHz寬的頻帶。在頻帶中的每一個無線電波道(radio channel)可具有大於500MHz的頻寬。頻譜(spectrum)可以由多個UWB 裝置共享以獲得非常高的數據產量。另一個實施例使用基於UWB的高速無線通用串行總線(Wireless Universal Serial Bus,簡稱WUSB)連接技術。WUSB對每個次頻帶使 用正交步頁分復用(Orthogonal Frequency Divisional Multiplexing, 簡稱OFDM)。在多頻帶OFDM方法中，7. 5GHz的可利用頻譜被劃分成數 個528MHz頻帶。換言之，本實施例使用寬頻帶之高速數據速率的無線接口，該無 線接口允許以非接觸方式存取儲存在裝置的數據而完整的讀取/寫入 時間依然在秒的等級。因此，這技術不僅是容易了解且容易使用的， 而且與傳統技術相比進一步增加操作速度，以及提供新的功能。現在參考圖式，
圖1系顯示根據實施例之可攜式數據儲存裝置的 方塊圖。裝置100包括快閃記憶體單元110，其可為(在這個與其它實施例) 電氣式可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M)裝置或包含硬碟機之其它類 型的非易失性存儲器。進一步提供控制單元120，其連接至快閃記憶體110 以控制從該存儲器讀取和/或寫入至該存儲器。此外，設有高數據速率 無線接口單元130連接至控制單元120。高數據速率無線接口單元130 進一步連接至天線140以傳送和/或接收數據。如上所述，高數據速率無線接口單元130可以UWB、而SB或0FDM 為基礎。在其它的實施例，可使用任何高數據速率和/或超寬頻帶傳送 技術。從圖1明顯可知，本發明實施例的可攜式數據儲存裝置100進一步包括安全模塊150，其可連接至控制單元120和/或高數據速率無線 接口單元130。安全模塊150提供安全特徵像是認證、連結安全、數字 版權管理(Digital Rights Management,簡稱DRM)內容安全或其它相 似物。換言之，安全模塊150可保證存取、數據連結以及內容安全， 允許實現可攜式數據儲存裝置為可攜式安全記憶卡。顯示於圖1之實施例的裝置100不具有任何有線的方式連接至其 它裝置。亦即，裝置的外罩100在其外表面沒有電接點。在實施例中， 外罩是防水的。可從圖1進一步發現，可攜式數據儲存裝置100包括連接至能量 貯存器170之非接觸充電接口 160。能量貯存器170可以是電池、電容 器或任何其它能夠儲存(電、化學、機械或其它形式之)能量的組件。非接觸充電接口 160可以是任何可從裝置100外部接收任何形式 之能量(不需要電接點)並傳輸接收之能量或其部分至能量貯存器170 的單元。在實施例中，非接觸充電接口 160是感應耦合接口。在另一 個實施例中，非接觸充電接口 160可包括光伏打(photovoltaic)組件 以實現光學接口以轉換進入的光能成為可以之後儲存在能量貯存器 170的電能。在實施例中，控制單元120控制高數據速率無線接口單元130 (與 可能地亦控制裝置的其它單元)以操作於至少兩個操作模式的其中任 何一個。這些模式可從睡眠模式(sle印mode)、聆聽模式(listen mode) 與收發模式(transceiver mode)選擇。在睡眠模式中，可攜式數據儲存裝置100是處於某種待命狀況 (standby),沒有存取非易失性存儲器，也沒有傳送任何數據。在這樣 的模式，裝置100實質上沒做太多事只必須決定是否需要存儲器存取 或數據傳送。為了做到這一點，控制單元120可決定是否藉由高數據 速率無線接面單元130接收數據，該數據指示存儲器存取的要求。這 要求可以預先定義的方式被指示，例如在預先定義的頻率使用預先定 義的數據型樣(data pattern)。然而要注意的是，其它方法也是可能 的。在聆聽模式中，可攜式數據儲存裝置100完全可操作以經由無線 接口在整個超寬頻帶和/或高數據速率接收數據，以及將接收的數據寫入至存儲器。在收發模式中，可以接收與傳送數據。在這個模式，可以寫入至 與讀取非易失性存儲器。例如，可攜式數據儲存裝置ioo具有高數據速率無線接口單元 130，其使用在3. 1至4. 8GHz範圍之480Mbps之高速率UWB 802. 15. 3a 兼容的0F畫。此外，使用快閃記憶體110，其在待命與讀取操作時分別消耗 0. 4ii W與45mW，在1. 8V，允許在80至200Mbps讀取數據。於此例中， 可攜式數據儲存裝置100的功率消耗在睡眠模式下可為2mW或更低， 在傾聽模式下可為85mW，而在收發模式下可為195mW。現在參考圖2，給予說明如何使用如上述實施例的可攜式數據儲 存裝置100的範例。如圖所示，裝置100已建立了連結至主機200的 無線鏈路，該主機200可能是筆記型計算機、數字相機、個人數字助 理(Personal Digital Assistant,簡稱PDA)或其它相似物。例如，主 機裝置200可能具有一些合適的內建無線接口電路，使得其不需要具 有用來插入記憶卡的槽。例如，若主機裝置200是相機，則在照相完 後，照片可儲存於可攜式數據儲存裝置IOO(雖然裝置100沒有插入至 相機)。例如，裝置100可能放在口袋或袋子中。若主機裝置200是個 人計算機，則可攜式數據儲存裝置100可以在桌子上、抽屜裡甚至在 書架上的某個地方。圖3描述兩個主機裝置300、 310存取可攜式數據儲存裝置100 的範例。主機裝置300、 310可能(實質上)同時或先後執行該存取。此 外，每個主機裝置300、 310可具有單向或雙向的存取。例如，主機裝置300可能是攝影機，其在可攜式數據儲存裝置 100的非揮發存儲器中實時儲存視頻數據。主機裝置310可能是下載該 視頻數據或部分該數據的計算機。在圖2與圖3顯示之配置中的主機裝置的其它範例可能是公開或 商業的終端機，其允許可攜式數據儲存裝置100的使用者獲得音樂、 視頻或軟體。例如，可攜式數據儲存裝置IOO(如圖1的裝置)的擁有者 可購買音樂歌曲，系藉由接近音樂商店的終端機、選擇一首或多首歌 曲、執行一些認證程序以使得終端機識別並存取裝置100以及或許進 行一些付款程序。終端機將會下載被購買的歌曲而不需讓使用者將裝置100放進終端機的槽內。
在那裡使用本實施例的可攜式數據儲存裝置100的另一個有用 的範例可為終端機，其接收來自可攜式數據儲存裝置100之照片數據
以列印照片。
要了解，除了上述的範例之外，也存在許多其它的應用。
如上所述，本實施例的可攜式數據儲存裝置100可具有完整地非
接觸外罩。於此情況，以非接觸的方式供應電源給可攜式數據儲存裝
置100，亦即不使用電接點，而是例如基於太陽能或藉由感應耦合方式。 感應耦合方式的範例顯示於圖4，其中可攜式數據儲存裝置100具有內 建的線圈(coil)(未圖標)，該線圈放置在感應電源供應器400頂端或 附近合適的位置。感應電源供應器400可為可攜式或是內建於主機的 裝置或任何其它外部之周邊裝置(像是擴充基座(docking station))。
在上述之範例中，描述主機裝置包含一些無線接口電路，其允許 主機與可攜式數據儲存裝置100通訊。在另一個範例中，藉由無線配 接器500將無線接口功能加到主機裝置，該配接器500可以卡(card) 或棒(stick)實現，但也可以採取其它形式，包含在外部之周邊裝置的 形式。圖5顯示無線配接器500的範例。
由圖中可以發現，本發明實施例的無線配接器500具有主機接口 510、控制單元520、及具有天線540的高數據速率無線接口單元530。 主機接口 510可以是USB接口、火線(Firewire)接口、串行(serial) 或並列(parallel)的數據接口、或各種快閃記憶卡接口的其中一種。
一旦將無線配接器500裝附至主機裝置，藉由將配接器放進專用 槽或使用有彈性或堅硬的纜線，提供主機裝置有需要的無線通訊功能 以與可攜式數據儲存裝置100通訊。這描述在圖6的範例。
現在參考圖7，顯示根據實施例的無線配接器存儲器裝置。相似 於圖5的無線配接器500，圖7的無線配接器存儲器裝置700具有主機 接口710、控制單元720、高數據速率無線接口單元730、及天線740。 此外，具有可為快閃記憶體的非易失性存儲器750。
這允許無線配接器存儲器裝置700在第一功能模式(functional mode)作為相似於圖5所示者的無線配接器，且在第二功能模式作為相 似於圖l所示者的可攜式數據儲存裝置。此外，可能有第三功能模式，其中使高數據速率無線接口單元730無效(deactivated)，則使得裝置 700可像任何傳統快閃記憶體裝置一樣運作。
圖8至10顯示一些示範的配置。圖8具有圖7的無線配接器存 儲器裝置700，其連接至第一主機800以允許主機800在非易失性存儲 器中儲存數據而不需要使用無線接口。然後，第二主機810可經由無 線鏈路存取儲存的數據。上述的動作是仍可完成，即使無線配接器存 儲器裝置700仍然連接至第一主機800 (如圖8所示)，或是在己從主機 800移除無線配接存儲器裝置700之後(如圖9所示)。在許多其它可能 的應用(包括上述的參考圖2與圖3的應用)中使用圖9的配置。
最後，圖10更一般地顯示兩個主機1000、 1010使用無線配接器 500或無線存儲器配接器裝置700彼此通訊的情況。許多配置可以存在 於圖IO，包括具有兩個無線配接器500、兩個無線配接器存儲器裝置 700、或具有在左邊或在右邊的無線配接器存儲器裝置700。
雖然本發明已以據其所建構的具體實施例而作了說明，但是很明 顯的，對於熟知本技術領域的人來說，按照上述的教示與在附加的權 利要求書的範圍內而沒有離開本發明之精神與預期的範圍下，本發明 可作各種的修改、變化與改進。此外，本技術中公認相似的普通技術 並沒有在這裡描述，這是為了不要無須的模糊了此處說明的本發明。 因此，應了解，本發明不受特定例示具體實施例之限制，而是受所附 權利要求書之範圍的限制。圖式簡單說明
為了解釋本發明原理的目的，加入伴隨的圖式並形成說明書的一 部分。圖式不能解釋為僅限制本發明於所示如何製造與使用本發明的 說明與描述範例。從本發明上述與其它更詳細的描述並顯示於伴隨的 圖式，本發明進一步的特徵與優點將會變得明顯，其中
圖1系顯示根據實施例之可攜式數據儲存裝置之組件的方塊圖2系顯示如何使用圖1之可攜式數據儲存裝置之範例的示意
圖3系顯示如何使用圖1之裝置之另一個範例的示意圖4系顯示在實施例中如何供應電源至圖1之裝置的圖5系顯示無線配接器卡之組件的方塊圖，該無線配接器卡可與圖1之可攜式數據儲存裝置一起使用；
圖6系顯示在實施例中如何使用圖5之無線配接器卡之範例的示
意圖7系顯示根據另一個實施例之可攜式數據儲存裝置之組件的 方塊圖8系顯示在實施例中如何使用圖7之裝置之範例的示意圖； 圖9系顯示如何使用圖7之可攜式數據儲存裝置之另一個範例的 示意圖；以及
圖10系顯示根據實施例使用可攜式數據儲存裝置的另一個範例。
主要組件符號說明
100 可攜式數據儲存裝置
110 快閃記憶體
120 控制單元
130 高數據速率無線接口單元
140 天線
150 安全模塊
160 非接觸充電接口
170 能量貯存器
200主機、主機裝置
300、 310主機裝置
400 感應電源供應器
500 無線配接器
510 主機接口
520 控制單元
530 高數據速率無線接口單元
540 天線
600 主機裝置
700 無線配接器存儲器裝置
710 主機接口
720 控制單元730 高數據速率無線接口單元740 天線750 非易失性存儲器(快閃記憶體)800 第一主機810 第二主機900 主機 1000、 1010 主機
權利要求
1.一種可攜式數據儲存裝置，包括非易失性存儲器(110，750)；以及無線數據接口(130，140；730，740)，該接口耦合至該非易失性存儲器，從該非易失性存儲器讀取數據用以經由該無線數據接口傳送該數據，和/或將從該無線數據接口接收的數據寫入至該非易失性存儲器，其中該無線數據接口是高數據速率接口，適合傳送和/或接收高於100Mbps的數據速率的數據。
2. 如權利要求1所述的可攜式數據儲存裝置，其中該無線數據接口 是寬頻帶接口，適合傳送和/或接收在至少一個具有100MHz或更 寬的頻帶的數據。
3. 如權利要求l所述的可攜式數據儲存裝置，其中該無線數據接口 是超寬頻帶接口。
4. 如權利要求1所述的可攜式數據儲存裝置，其中該無線數據接口 是無線通用串行總線接口。
5. 如權利要求1所述的可攜式數據儲存裝置，其中該無線數據接口 是正交頻分復用接口。
6. 如權利要求1所述的可攜式數據儲存裝置，其中該非易失性存儲 器是基於可擦除可編程只讀存儲器的快閃記憶體。
7. —種可攜式數據儲存裝置，包括非易失性存儲器(110， 750);以及無線數據接口 (130， 140; 730， 740)，該接口耦合至該非易失性存儲器，從該非易失性存儲器讀取數據用以經由該無線數 據接口傳送該數據，和/或將從該無線數據接口接收的數據寫入至 該非易失性存儲器，其中該無線數據接口是寬頻帶接口，適合在至少一個具有 100腿Z或更寬的頻帶傳送和/或接收數據。
8. 如權利要求7所述的可攜式數據儲存裝置，其中該無線數據接口 是高數據速率接口，適合傳送和/或接收高於100Mbps數據速率的 數據。
9. 如權利要求7所述的可攜式數據儲存裝置，其中該無線數據接口 是超寬頻帶接口。
10. —種儲存數據的方法，包括在高數據速率和/或超寬頻帶經由無線鏈路傳送要儲存的數據至可攜式數據儲存裝置；在該可攜式數據儲存裝置接收該數據；以及 在該可攜式數據儲存裝置的非易失性存儲器中，儲存該接收的數據。
全文摘要
本發明揭露了一種可攜式數據儲存裝置，其具有非易失性存儲器與無線數據接口。無線數據接口耦合至非易失性存儲器以從非易失性存儲器讀取數據以經由無線數據接口傳送該數據，和/或將從無線數據接口接收的數據寫入至非易失性存儲器。無線數據接口是高數據速率接口和/或寬頻帶(broad band)接口。數據速率可以高於100Mbps，而頻寬可以在100MHz或更大。此外，進一步提供對應的數據儲存方法。
文檔編號G06F3/06GK101273339SQ200680014505
公開日2008年9月24日 申請日期2006年4月21日 優先權日2005年4月29日
發明者G·米納西安, J·博羅夫斯基, J·湯姆 申請人:先進微裝置公司