可提高存儲量的儲存裝置的製作方法
2023-05-12 14:09:51
專利名稱：可提高存儲量的儲存裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種可提高存儲量的儲存裝置，特別涉及一種利用壓縮技術將欲儲存數據加以壓縮，以提高數據存儲量的儲存裝置。
背景技術：
目前由矽晶片記憶體作為固態儲存媒體(如快閃記憶體)已日漸普及，由於矽晶片記憶體具有耗電低、可靠度高、容量大與存取速度快等優點，而被廣泛應用於如記憶卡與USB隨身碟等儲存裝置，這些儲存裝置內部除配置固態儲存媒體外，還設有一控制器，該控制器具有一與外部系統端連接的系統介面、一處理系統指令的微處理器以及一與固態儲存媒體連通的記憶體介面，進而由系統端將待儲存數據寫入該固態儲存媒體或自該固態儲存媒體讀取所需的已儲存數據。
其中，記憶卡與USB隨身碟在應用領域上各有不同；記憶卡應用於如數位相機、數字隨身聽、PDA等目前最流行的可攜式數字產品，由於各產品應用廠商不同所支持推出的記憶卡也不相同，故衍生出多種記憶卡類型，如CF、MS、SD、MMC、SM等小型記憶卡；而上述USB隨身碟可輕易通過本體具備的USB介面應用在如桌上型或筆記本型計算機等個人計算機應用領域中，具有便捷使用的特性而成為近年來備受歡迎的儲存產品。
但不管是記憶卡或是USB隨身碟等儲存裝置，決定其生產成本及銷售價格的關鍵仍在於其內建固態儲存媒體的容量多少，以目前固態儲存媒體的儲存量來看，有具備64MB、128MB以及256MB等級數的儲存裝置，其成本與售價與其內含的固態儲存媒體的儲存容量成正比，亦即固態儲存媒體的儲存容量越大，則儲存裝置相應售出的價格越高，反之則越低；但當硬體製程技術達到一定程度時，固態儲存媒體在相同的尺寸規格中，也面臨與目前CD-R光碟片相同的困境，即其儲存容量無法再向上提高，雖然目前已有納米科技可將儲存空間微小化而提高其儲存容量，但此技術目前仍處於萌芽階段，還無法應付儲存量無法提高的困境。
為此，即有一種可解決上述儲存容量無法提高的做法，即在上述儲存裝置本體(記憶卡、USB隨身碟)上適當處設置一插槽，使該插槽可再另行插接外部記憶卡，以達到擴充記憶儲存容量的目的，其難以解決儲存容量不足的問題，但卻衍生出必須另行設置外部記憶卡的成本增加的缺點。
因此，若能有一儲存裝置，其是否可在不另行增添固態儲存媒體或外部儲存裝置的條件下，通過提高內部控制器的數據處理功能，使控制器利用適當的壓縮機制將欲儲存的數據予以微化其數據量再進行儲存，即可在不擴充儲存裝置的硬體資源的情況下，提高其儲存數據量。
發明內容
有鑑於此，本實用新型主要目的在於提供一種可提高存儲量的儲存裝置；該儲存裝置主要由一控制器及至少一固態儲存媒體構成；其中，該控制器內具有一與外部系統端連接的系統介面、一處理系統指令的微處理器以及一與這些固態儲存媒體連通的記憶體介面，其特徵在於該控制器可通過適當的壓縮機制，將欲儲存的原始數據以1/N的壓縮比例予以壓縮成為極微量化數據以記錄儲存於固態儲存媒體；由此，通過該壓縮機制，可大幅壓縮原始數據的數據量而使固態儲存媒體儲存空間能存放更多儲存數據，達到提高數據儲存量的目的，同時也具有降低產品成本與提高存取速度的特性。
為讓本實用新型的上述和其它目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文將特舉較佳實施例，並配合附圖作詳細說明如下
圖1所示為本實用新型可提高存儲量的儲存裝置的一較佳實施例的電路概略圖；以及圖2所示為本實用新型依據圖1所提出壓縮與未壓縮狀態下的差異比較圖。
1儲存裝置10控制器101系統介面102微處理器103記憶體介面104數據壓縮模塊105數據解壓縮模塊106第一數據緩衝區107第二數據緩衝區20固態儲存媒體2外部系統端
具體實施方式
圖1所示為本實用新型可提高存儲量的儲存裝置的內部電路示意圖；其中，儲存裝置1可以是目前被廣泛應用於各種可攜式數字產品的記憶卡型態或是應用於個人計算機領域的USB隨身碟產品，或是目前還在研發中具有固態儲存媒體(即Flash Memory)的其它儲存裝置。
其中，該儲存裝置1主要由一控制器10與至少一固態儲存媒體20構成；該控制器10內包含有系統介面101、微處理器102與記憶體介面103。系統介面101用來連通外部系統端2(即上述各種可攜式數字產品與計算機系統等應用設備)；記憶體介面103與該固態儲存媒體20連通；而微處理器102連接系統介面101與記憶體介面103。
請參考圖1所示，在本實用新型中，為提高固態儲存媒體20的儲存量所採用的設計，在儲存裝置1內設置一數據壓縮模塊104及一數據解壓縮模塊105；其中，數據壓縮模塊104與數據解壓縮模塊105分別電連接微處理器102以接收微處理器102的觸發而工作，其工作方式將在後文說明；另外為解決高、低速介面間傳輸速度不一，另設置有第一數據緩衝區106與第二數據緩衝區107，其中第一數據緩衝區106電連接數據壓縮模塊104、數據解壓縮模塊105與上述系統介面101；第二數據緩衝區107則電連接數據壓縮模塊104、數據解壓縮模塊105以及上述記憶體介面103，這些緩衝區106、107用於暫存數據，但個別暫存的數據類型不同，將在後續一併說明。
當外部數據欲記錄儲存於儲存裝置的固態儲存媒體時，系統介面會接收由外部系統端2傳送的原始數據，該微處理器102通過本實用新型專門設計的數據壓縮模塊104先對該原始數據予以適當地壓縮比例(如1/N比例，其中的N值由所採用的壓縮技術決定，壓縮程度可以是2倍、3倍、4倍等壓縮比例)進行壓縮作業使其成為極微量化數據，而後再經由記憶體介面103將它記錄儲存於固態儲存媒體20中，通過該壓縮機制使固態儲存媒體20獲得數倍於未壓縮前的數據存儲量。
在本實用新型所採用的設計中，系統介面101在傳送原始數據進行壓縮之前，會將原始數據先暫存於第一數據緩衝區106，再由數據壓縮模塊104依一定傳輸速率自第一數據緩衝區106擷取原始數據予以壓縮，並將壓縮後的微量化數據傳送至第二數據緩衝區107暫存，通過微處理器102的主導控制，將暫存於第二數據緩衝區107的微量化數據經由記憶體介面103記錄儲存於固態儲存媒體20。
當外部系統端2欲從儲存裝置1的固態儲存媒體20中擷取儲存數據時，則利用數據解壓縮模塊105，通過記憶體介面103將自固態儲存媒體20中讀取出的微量化數據以逆壓縮方式進行解壓縮處理，並通過系統介面101，將已完成解壓縮處理的還原數據傳至外部系統端2。
在實施過程中，記憶體介面103在傳送微量化數據進行解壓縮前，會先將微量化數據暫存於第二數據緩衝區107，通過數據解壓縮模塊105自第二數據緩衝區107擷取欲外傳的微量化數據予以解壓縮；數據解壓縮模塊105將完成解壓縮後的還原數據傳送至第一數據緩衝區106暫存，再由微處理器102偵測第一數據緩衝區106包含原始數據時，即控制將欲外傳的還原數據通過系統介面101而外傳至外部系統端2使用。
上述數據壓縮模塊104與數據解壓縮模塊105在本實用新型的實施過程中，可以硬體電路或以軟體4燒録成韌體的方式設計實施。
為讓實施者能充分明確了解本實用新型在未壓縮狀態與壓縮狀態下的差異，在圖2中配合圖1的電路圖針對二者進行對比說明，其中本實施例採用2∶1的壓縮比例作為實施說明以供實施者明了，但卻不是限制本實用新型的比例範圍。
當外部系統端2欲寫入原始數據檔案至本實用新型的儲存裝置1時，系統介面101將欲儲存的原始數據檔案(如圖2中的原始數據檔案1、2、3、4、5、6、7、8；其中，假設原始數據檔案經過處理後具有同樣的數據量)傳至第一數據緩衝區106，經微處理器102偵測到後隨即啟動數據壓縮模塊104，進而通過數據壓縮模塊104以1/2的壓縮比例依序將這些原始數據檔案壓縮成微量化數據檔案(如圖中的微量化數據檔案1』、2』、3』、4』、5』、6』、7』、8』)並輸出至第二數據緩衝區107進行暫存；此時，微處理器102可隨即傳入其它的欲儲存的原始數據檔案，以及通過記憶體介面103將暫存於第二數據緩衝區107內的微量化數據檔案寫入至固態儲存媒體20儲存。
請參考圖2，為本實用新型的一實施例，左下角是未壓縮狀態前，原始數據檔案佔據固態儲存媒體20內的8個儲存空間，而由右下角的壓縮狀態下可知，本實用新型所採取以1/2的壓縮比例下壓縮而成的微量化數據檔案，其在固態儲存媒體20內僅佔據4個儲存空間，換言之，通過本實用新型的壓縮技術以及在傳輸過程中持續不斷的充分利用控制器10的功能與系統介面101、記憶體介面103的通信頻寬，使本實用新型的固態儲存媒體20在未改變其硬體的儲存容量而僅通過壓縮機制改變欲儲存數據的數據容量下，即可使固態儲存媒體20獲得N倍於未壓縮前的數據存儲量，以圖2中的8個儲存空間為例，在其滿載的情況下，可儲存16筆經壓縮後的微量化數據檔案，該數量為未壓縮前的兩倍數據存儲量。另外，本實用新型由於將數據大幅壓低其數據量，使其在傳輸或儲存的速度上皆較原本未壓縮前快，進而提高儲存裝置整體的存取速度；再者，本實用新型設計的儲存裝置除上述特點外，在成本考量上也因壓縮設計而使消費者僅需購買儲存等級較小的儲存裝置，即可與等級較高的儲存裝置具有相同的儲存效果。
綜合上述，本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而並非用來限制本實用新型，任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和範圍的情況下，可作各種更動與潤飾，因此，本實用新型的保護範圍應當視後附的權利要求為準；若依本實用新型的構想所作的改變，如僅將上述數據壓縮模塊、數據解壓縮模塊等獨立於控制器外，但其所產生的功能作用仍未超出說明書與附圖所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的範圍內。
權利要求1.一種可提高存儲量的儲存裝置，由一控制器與至少一固態儲存媒體構成，該控制器內具有一與外部預設系統端連接的系統介面、一處理系統指令的微處理器以及一與這些固態儲存媒體連通的記憶體介面，其特徵在於該控制器內配置有一設於系統介面與記憶體介面間的數據壓縮模塊，其可在微處理器的觸發下，針對系統介面所傳送的原始數據予以1/N的比例，將它壓縮成微量化數據，並通過該記憶體介面的傳輸，將該微量化數據記錄儲存於固態儲存媒體。
2.如權利要求1所述的可提高存儲量的儲存裝置，其特徵在於儲存裝置具有一數據解壓縮模塊，也設置於系統介面與記憶體介面之間，可通過微處理器的觸發，使其將儲存於固態儲存媒體內的微量化數據予以解壓縮還原成原始數據而向外部傳輸。
3.如權利要求1或2所述的可提高存儲量的儲存裝置，其特徵在於儲存裝置具有一第一數據緩衝區，電連接該系統介面、該微處理器、該數據壓縮模塊與該數據解壓縮模塊。
4.如權利要求1或2所述的可提高存儲量的儲存裝置，其特徵在於控制器內具有一第二數據緩衝區，電連接該記憶體介面、該微處理器、該數據壓縮模塊與該數據解壓縮模塊。
專利摘要一種可提高存儲量的儲存裝置，主要由一控制器與至少一固態儲存媒體構成；其中，控制器內至少具有一與外部系統端連接的系統介面、一處理系統指令的微處理器以及一與這些固態儲存媒體連通的記憶體介面；該控制器通過適當的壓縮及/或解壓縮機制，可將由外部系統端所傳送待儲存的原始數據以1/N的比例壓縮成極微量化數據寫入固態儲存媒體，由此使固態儲存媒體獲得更大的存儲量。
文檔編號G06F12/08GK2636325SQ03208778
公開日2004年8月25日 申請日期2003年8月29日 優先權日2003年8月29日
發明者謝祥安, 陳加立 申請人:萬國電腦股份有限公司