专利名称：具供电功能的非挥发性存储装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种非挥发性存储装置，且特别是有关于一种具供电功能的非挥发性存储装置。
为了提供方便携带而又可以不受限于需要特殊装置才能使用的可携带式储存设备，就有厂商开发出以非挥发性内存，如闪存，为储存主体的非挥发性存储装置。这种非挥发性存储装置可以各种外部总线接口，例如通用序列总线(USB)接口、RS232接口或1394接口等，连接于主机上。非挥发性存储装置不但由这些外部总线与主机间进行数据交换，而且还由这些外部总线而由主机取得电力的供应。由于其便于携带以及易于和各种主机相连结的特性，非挥发性存储装置很快就受到使用者的喜爱而广为流行。但是，也由于其通过外部总线与主机相接，所以当使用者不当抽拔时，其内部的数据有可能因为尚未完全写入而成为无法读取的档案，更甚者，还有可能因为在更新档案配置表(File Allocation Table，FAT)时被不当抽拔而因为电力中断造成FAT更新不完全的结果。
因此，这种外接式的非挥发性存储装置在遭遇到不当抽拔的时候，有可能会造成正在传输的数据完全消失，甚至更严重的，会由于FAT的损毁而造成其内部的所有数据都无法读取。
为达成上述和其它目的，本实用新型提供一种具供电功能的非挥发性存储装置，其具有连接端口、电力供应装置与内存系统。其中，主机将数据与主机电源经由连结连接端口的外部总线提供至此具供电功能的非挥发性存储装置。内存系统暂存由连接端口所接收的数据，再进一步将暂存的数据写入至非挥发性内存中。电力供应装置则在主机电源消失时，提供后备电力以供应内存系统将目前暂存的数据写入至非挥发性内存中，以使此数据为可读。
此外，本实用新型还提供一种具供电功能的非挥发性存储装置，其具有连接端口、缓冲区、非挥发性内存、电池与内存控制器。其中，连接端口电连结至主机，主机则将数据与主机电源经由连结连接端口的外部总线提供至此一具供电功能的非挥发性存储装置中。缓冲区暂存由连接端口所接收的数据，而内存控制器则控制数据由缓冲区写入至非挥发性内存的操作，并监控主机电源存在与否。当主机电源消失时，若有写入操作尚未执行完毕，即以电池所提供的后备电力供应写入操作使用，以使写入操作可完整结束。
其中，连接端口可包括适用于连结通用序列总线(USB)接口、1394接口、RS232接口、并行传输接口、PCMCIA接口、CF接口、SD接口、MMC接口与存储棒(memory stick)接口其中之一的接口连接装置。
本实用新型所提供的具供电功能的非挥发性存储装置，由于可以侦测由主机所传来电源的变化，因此在储存数据的操作尚未完成前却突然断电的状况下，可以利用本身所具有的电力来确保已经传送到此非挥发性存储装置中的数据可以继续写入至非挥发性内存中。因此，本实用新型可以确保已经传输到非挥发性存储装置中的数据都可以被写入到非挥发性内存中，而不会因为数据没有完全传输完毕就造成数据遗失的结果。
此外，本实用新型还可以在非挥发性内存更新其档案配置表(FileAllocation Table，FAT)期间却遭遇断电的情况下，由本身所提供的电力来完成FAT的更新，而不会因此使得整体的储存数据受到伤害。
在非挥发性存储装置10内部，由连接端口100由外部总线15从主机12所接收到的数据，会通过数据讯号线102传送给内存系统120以进行数据写入的操作。相反的，在进行读取的操作时，数据会从内存系统120经过数据讯号线102，由连接端口100通过外部总线15传送给主机12。而由于读取数据的操作在本实用新型所考虑的范围内并不会有造成内存系统120内部数据损毁的可能，因此在后续的讨论中仅讨论数据写入的部分，不再对数据读取的操作做进一步的说明。
一般而言，内存系统120在储存数据时所进行的写入操作可以分为三个部分。第一个部分是逐笔的将数据写入内存中，第二个部分是当某个档案的所有数据全部写完后，就将此档案的信息写入档案记要(File Description Block)中，最后，第三个部分就是更新档案配置表(FileAllocation Table)以使使用者得以存取此一档案。由于档案记要中包括了主扩展名、属性、保留、时间、日期、指示器、大小等与档案有关的信息，若缺少任何一样都将导致档案无法完整的储存，而这些档案记要中的信息又必须在档案的所有数据全部写完后才会被加进来，所以一旦某个档案的数据还没完全写入完毕就遭遇电力中断的意外，则在这前所有写入此档案中的数据都将无法被使用者存取使用。
为了解决这样的问题，本实用新型特别以电力供应装置110来提供一个额外的后备电力，借着这个后备电力所提供的电力，内存系统120就可以将目前所有已经进入到内存系统120中的数据写入档案，并且修改档案记要的内容再加以储存。如此一来，就算档案传输到一半就遭遇断电，由本实用新型所提供的非挥发性存储装置10也可以尽量将已经传输过的部分保留下来。
而若是在第三部分更新档案配置表时突然断电，由于档案配置表中的数据还没完全更新完毕，所以很有可能会导致档案配置表的内容错乱，进而致使整个储存装置中所有原先存在的档案都无法取用。为了解决这个问题，本实用新型同样利用电力供应装置110所提供的后备电力，在主机电源突然消失的时候继续供应更新档案配置表所需的电力。
在一个较佳的情况下，内存系统120可以控制讯号线112来控制电力供应装置110的供电与否。一般而言，当主机电源正常运作的时候，电力供应装置110可以不供电，而一旦侦测到主机电源突然消失，而内存系统120还有数据尚未储存完毕，或是档案配置表的更新尚未完成，电力供应装置110就会提供电力直到上述的作业结束为止。
为了使熟悉此技术者对本实用新型有更清楚的了解，将在之后参照图2做更详尽地解说。
请参照图2，其是根据本实用新型的另一实施例的详细电路方框图。在主机22上的连接端口220由主机22内部的数据讯号线222(通常为内部总线)接收数据(D)，并由电源线224(+)与226(-)接收主机电压，而这些数据与主机电压就由外部总线(包括数据讯号线222a、电源线224a与226a)传送到具供电功能的非挥发性存储装置20的连接端口200。由连接端口200所接收到的主机电源由电源线234与236分别供应缓冲器202、内存控制器204与非挥发性内存206操作用。而连接端口200所接收到的数据则由数据讯号线232先暂存在缓冲器202内部，然后再由内存控制器204控制将缓冲器202内的数据写入到非挥发性内存206。
在本实用新型中，监控主机电源存在与否的机制可以是由内存控制器204内建的韧体来执行，或是以如图3所示的电压反馈模块310来执行，更甚者，还可以由电池208本身产生反应。在图2中，先以电池208本身产生反应的运作方式进行解说当主机突然断电，或是外部总线被不当插拔而导致主机电源无法供给非挥发性存储装置20的时候，由于电源线234与236上的电压会逐渐低于电池208所能提供的电位，因此电池208就会以其所提供的后备电力来取代原先操作时所用的主机电源。在这种状况下，内存控制器204就可以利用电池208所提供的后备电力来将缓冲器中所暂存的数据继续写入到非挥发性内存206中，并在数据写完后修改档案记要，并更新档案配置表。
而除了电池208本身产生反应外，若是能配合内存控制器204内建的韧体来一同侦测电压变化，则当内存控制器204将缓冲器202中的数据全部写入到非挥发性内存206中，并修改档案记要且更新档案配置表后，还可以根据先前侦测到主机电源消失的信息，通过控制讯号线252与254以控制缓冲器202、内存控制器204与非挥发性内存206停止从电源线234与236接受电力，进一步达到省电的功能。此外，熟悉此技术者当知，欲节省电力也可以直接切断电池208的供电路径，而这也仅需如图3B所示，在电池208的输出电路上加装可以由内存控制器204所控制的开关320即可达成。
接下来请参照图3A，其为另外利用一个电压反馈模块310来侦测主机电源是否存在的实施例。必须注意的是，在此实施例中虽然是通过充电模块300以在一般情况下将主机电源输入到电池208，但此充电模块并非本实用新型的必要组件，这一点可由图2所示的实施例得到明证。
在图3A中，充电模块300内部还包含了一个用以保护电池208不受突波或过高电压影响的电池保护模块302。在主机电源正常供电的时候，主机电源会经由充电模块300供应到电池208。而当主机电源逐渐变弱甚至消失的时候，电压反馈电路310就会因为侦测到电源线234与236上电位变化而开始将电池208所能提供的后备电力输出到电源线234与236上。而后的操作结果就如同解释图2与图3B时所陈述的，在此不予赘述。
由于前述的外部总线所传输的电压一般都在5V左右，因此在上述不具电压调节器(voltage regulator)的实施例中，其可适用的内存系统120、缓冲器202、内存控制器204与非挥发性内存206也应可操作于5V的环境下。然熟悉此技术者当知，本实用新型可由加入电压调节器而使得需在不同电压操作的内存组件适用于本实用新型中。
举例而言，请参照图4A与图4B，此两图分别显示在本实用新型中加入电压调节器的实施例的电路方框图。其中，与图2相类似的标号表示相类似的组件。而为了说明上的简便，在这两个实施例中将图2中的缓冲器202、内存控制器204与非挥发性内存206合并为如
图1中的内存系统120。在图4A中，连接端口200所接收的主机电源会先被提供至电源调节器270a，电压调节器270a将主机电源转换为适合内部组件，如内存系统120或电力供应装置208a，操作所用的电压后，再将转换后的主机电源输出给这些内部组件。而在图4B中，连接端口200所接收的主机电源则分别被提供到电源调节器270b与电力供应装置208a，经过电压调节器270b转换后的主机电源被供应到内存系统120，而电力供应装置208a所提供的电力则另外通过电源线280与282在必要的时候供给内存系统120使用。
熟悉此技术者当可自上述概念中自行更动电路设计，例如，在图4B中，电力供应装置208a所提供的电力可同样经过电源调节器270b的转换才提供给内存系统120。因此，上述的实施例仅为举例用，并无限制本实用新型范围的含意。而在具有电源调节器存在的本实用新型的实施例中，其内存系统与电力供应装置就不会被限制成必须与外部总线所传入的主机电源的电位相同，而可以依各自的成本或电路考虑来更动。
在本实用新型中，较佳的是使用可充电电池以使能源有较佳的利用效率，但当然，如钮扣电池般的不可充电电池也同样可以运用于本实用新型中。此外，如电容、电容与电感的组合电路以及电容、电感与电阻的组合电路等可以暂时储存能量再于电压降低时将所储存的能量释放出来的电子组件或组合电路，也都可以用在本实用新型的电力供应装置中。
据上所述，现将本实用新型的优点与公知技术的缺陷比较如下表1，以使熟悉此技术者能清楚了解本实用新型的改良之处。
最后，请参照图5，其显示了可实施本实用新型一实施例的产品零件分解图。由此图，熟悉此技术者当可轻易实施本实用新型。表1
综上所述，本实用新型的特征在于利用本身所具有的电力来确保已经传送到此非挥发性存储装置中的数据可以继续写入至非挥发性内存中。因此，本实用新型可以确保已经传输到非挥发性存储装置中的数据都可以被写入到非挥发性内存中，而不会因为数据没有完全传输完毕就造成数据遗失的结果。
虽然本实用新型已以实施例说明如上，然其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求1.一种具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为包括一连接端口，电连结至一主机，该主机将一数据与一主机电源经由连结该连接端口的一外部总线提供至该具供电功能的非挥发性存储装置；一电池，提供一后备电力；一缓冲区，暂存该连接端口所接收的该数据；一非挥发性内存；以及一内存控制器，控制该数据由该缓冲区写入至该非挥发性内存的操作，并监控该主机电源。
2.如权利要求1所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该连接端口包括适用于连结通用序列总线接口、1394接口、串行传输接口、并行传输接口、个人计算机存储卡接口、快闪存储卡接口、安全数字存储卡接口、多媒体存储卡接口与存储棒接口其中之一的接口连接装置。
3.如权利要求1所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为还包括一电压反馈模块，该电压反馈模块侦测该主机电源是否存在，以在该主机电源消失时提供该后备电力。
4.如权利要求1所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为还包括一充电模块，该充电模块接收该主机电源，并以该主机电源对该电池进行充电操作。
5.如权利要求4所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该充电模块还包括一电池保护模块，该电池保护模块用以保护电池不受过高电压的伤害。
6.如权利要求1所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为还包括一电源调节器，该电源调节器将供应至该缓冲区、该非挥发性内存与该内存控制器的该主机电源调节为适用的电压。
7.如权利要求1-6中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电池包括不可充电电池。
8.如权利要求1-6中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电池包括可充电电池。
9.一种具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为包括一连接端口，电连结至一主机，该主机将一数据与一主机电源经由连结该连接端口的一外部总线提供至该具供电功能的非挥发性存储装置；一内存系统，暂存由该连接端口所接收的该数据，再进一步将暂存的该数据写入至一非挥发性内存中；以及一电力供应装置，当该主机电源消失时，提供一后备电力供应该内存系统将目前暂存的该数据写入至该非挥发性内存中，以使该数据为可读。
10.如权利要求9所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该连接端口包括适用于连结通用序列总线接口、1394接口、串行传输接口、并行传输接口、个人计算机存储卡接口、快闪存储卡接口、安全数字存储卡接口、多媒体存储卡接口与存储棒接口其中之一的接口连接装置。
11.如权利要求9所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置还包括一充电模块，该充电模块接收该主机电源，并以该主机电源对该后备电力进行充电操作。
12.如权利要求9所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为还包括一电源调节器，该电源调节器将供应至该内存系统的该主机电源调节为适用的电压。
13.如权利要求9-12中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置包括不可充电电池。
14.如权利要求9-12中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置包括可充电电池。
15.如权利要求9-12中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置包括电容、电容与电感的组合及电容、电感与电阻的组合中的任一。
16.一种具供电功能的非挥发性存储装置，基特征为包括一边接端口，电连结至一主机，该主机将一数据与一主机电源经由连结该连接端口的一外部总线提供至该具供电功能的非挥发性存储装置；一内存系统，暂存由该连接端口所接收的该数据，再进一步将暂存的该数据写入至一非挥发性内存中；以及一电力供应装置，当该主机电源消失时，提供一后备电力至该内存系统。
17.如权利要求16所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该连接端口包括适用于连结通用序列总线接口、1394接口、串行传输接口、并行传输接口、个人计算机存储卡接口、快闪存储卡接口、安全数字存储卡接口、多媒体存储卡接口与存储棒接口其中之一的接口连接装置。
18.如权利要求16所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置还包括一充电模块，该充电模块接收该主机电源，并以该主机电源对该后备电力进行充电操作。
19.如权利要求16所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为还包括一电源调节器，该电源调节器将供应至该内存系统的该主机电源调节为适用的电压。
20.如权利要求16-19中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置包括不可充电电池。
21.如权利要求16-19中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置包括可充电电池。
22.如权利要求16-19中任一项所述的具供电功能的非挥发性存储装置，其特征为该电力供应装置包括电容、电容与电感的组合及电容、电感与电阻的组合中的任一。
专利摘要一种具供电功能的非挥发性存储装置，其具有连接端口、电力供应装置与内存系统。其中，主机将数据与主机电源经由连结连接端口的外部总线提供至此具供电功能的非挥发性存储装置。内存系统暂存由连接端口所接收的数据，再进一步将暂存的数据写入至非挥发性内存中。电力供应装置则在主机电源消失时，提供后备电力以供应内存系统将目前暂存的数据写入至非挥发性内存中，以使此数据为可读。
文档编号G06F1/30GK2575753SQ0223651
公开日2003年9月24日 申请日期2002年5月24日 优先权日2002年5月24日
发明者林育川, 陈俊杰, 沈鸿儒, 吴建桦, 邱胜琳, 王焕东, 洪新智 申请人:铼德科技股份有限公司