双信道数据储存系统的制作方法

本发明有关于一种数据储存系统，尤指一种具备高速信道及低速信道的数据储存系统。

背景技术：

请参阅图1，为习用数据储存系统的架构图。如图1所示，数据储存系统100包括有一主机10，主机10包括一主板11。主板11上设置有一主机端控制单元111，例如：中央处理单元(cpu)、sata控制器或pcie控制器。为了数据储存上的需求，一般主机10通常会设置多个数据储存装置13。主机端控制单元111分别通过一高速信道12连接各个数据储存装置13，且利用高速信道12对于数据储存装置13进行数据存取。高速信道12亦可为一sata总线或pcie总线。

高速信道12为一价格较高的组件，在主机10中设置多个高速通道12将增加不少硬件的成本。再者，主机端控制单元111为一主机10的核心单元，其负责执行许多的重要命令。以往主机10中的数据储存装置13与另一数据储存装置13之间的数据交换都需要通过主机端控制单元111进行，例如：数据储存装置13将欲交换的数据通过高速信道12传送至主机端控制单元111，主机端控制单元111在收到欲交换的数据后再利用另一高速通道12传输至另一数据储存装置13。主机端控制单元111执行重要命令的同时，还要执行多个数据储存装置13之间的数据交换，将会加重主机端控制单元111的运作负担，进而造成主机10的运作效能降低。

技术实现要素：

本发明的一目的，在于提出一种双信道数据储存系统，其数据储存系统包括一主机，主机包括一主机端控制单元、一第一数据储存装置及至少一第二数据储存装置，主机端控制单元通过一高速信道存取第一数据储存装置的数据，第一数据储存装置与第二数据储存装置之间通过一低速信道进行数据的交换、搬移或复制，则第一数据储存装置在不需要主机端控制单元及高速信道的协助下，也能通过低速信道与第二数据储存装置进行数据的交换、搬移或复制，以便降低主机端控制单元的运作负荷。

本发明又一目的，在于提出一种双信道数据储存系统，其数据储存系统包括一第一主机及至少一第二主机，第一主机包括一第一主机端控制单元及一第一数据储存装置，第一主机端控制单元通过一第一高速通到连接第一数据储存装置，第二主机包括一第二主机端控制单元及一第二数据储存装置，第二主机端控制单元通过一第二高速通到连接第二数据储存装置，第一主机的第一数据储存装置通过一低速信道连接第二主机的第二数据储存装置，第一主机作为一执行特定操作的主要主机，第二主机为一执行特定操作的备援主机；当第一主机的第一主机端控制单元执行特定操作时，将产生一操作数据及参数且操作数据及参数通过低速通道交换或复制至第二数据储存装置；若第二主机的第二主机端控制单元监控到第一主机当机时，第二主机的第二主机端控制单元启动备援的动作以取代第一主机的第一主机端控制单元执行特定操作，且根据于从第一主机所获得的操作数据及参数继续执行特定操作。

本发明又一目的，在于提出一种双信道数据储存系统，其数据储存系统包括一主机，主机包括一主板及一数据储存装置，主板包括有一第一主机端控制单元及一第二主机端控制单元，数据储存装置包括有一装置端控制器及复数个数据储存单元，第一主机端控制单元通过一高速信道与数据储存装置进行一高速数据率的数据传输，第二主机端控制单元通过一低速信道与数据储存装置进行一低速数据率的数据传输，则数据储存系统的主机能够以双信道全双工的方式传输两种类型的数据，以便提升主机在数据传输上的效率。

为达成上述目的，本发明提供一种双信道数据储存系统，包括一主机，主机包括：一主机端控制单元；一第一数据储存装置，包括一第一数据端控制器，主机端控制单元通过一高速信道连接第一数据储存装置以及通过高速信道存取第一数据储存装置的数据；及至少一第二数据储存装置，第一数据储存装置经由一低速通道连接每一第二数据储存装置；其中，低速信道为一广播型的总线，第一数据储存装置的第一数据端控制器通过低速信道以管理第一数据储存装置与第二数据储存装置之间的数据交换、复制或搬移。

本发明一实施例中，第二数据储存装置作为一扩充用途的数据储存装置，当第一数据储存装置的一可储存空间低于一额定门坎值时，第一数据储存装置的第一数据端控制器通过低速通道将部分储存在第一数据储存装置中的数据搬移至第二数据储存装置。

本发明一实施例中，第一数据储存装置的第一数据端控制器通过低速通道将储存在第一数据储存装置中的数据备份至第二数据储存装置之中。

本发明一实施例中，第一数据储存装置及第二数据储存装置包括有复数个数据区块，第一数据储存装置的第一数据端控制器通过低速信道对于第一数据储存装置的数据区块与第二数据储存装置的数据区块执行一垃圾回收程序或一耗损平均程序以在第一数据储存单元的数据区块及第二数据储存单元的数据区块间进行数据的搬移。

本发明一实施例中，高速信道为一sata总线或一pcie总线，低速信道为一控制器局域网络总线、一串行式总线或其他具广播特性的总线。

本发明又提供一种双信道数据储存系统，包括一主机，主机包括：一主机端控制单元；一微控制器；一第一数据储存装置，主机端控制单元通过一高速信道连接第一数据储存装置，主机端控制单元通过高速信道存取第一数据储存装置的数据；及至少一第二数据储存装置，微控制器通过低速信道连接第一数据储存装置及第二数据储存装置；其中，低速信道为一广播型的总线，微控制器通过低速信道管理第一数据储存装置与第二数据储存装置之间的数据交换、复制或搬移。

本发明一实施例中，微控制器被建置在主机端控制单元中。

本发明一实施例中，第一数据储存装置为一内建式的数据储存装置，而第二数据储存装置为一内建式或外接式的数据储存装置。

本发明又提供一种双信道数据储存系统，包括：一第一主机，包括一第一主机端控制单元及一第一数据储存装置，第一数据储存装置包括一第一数据端控制器，第一主机端控制单元通过一第一高速信道连接第一数据储存装置以及通过第一高速信道存取第一数据储存装置的数据；及至少一第二主机，包括一第二主机端控制单元及一第二数据储存装置，第二数据储存装置包括一第二数据端控制器，第二主机端控制单元通过一第二高速信道连接第二数据储存装置以及通过第二高速信道存取第二数据储存装置的数据；其中，第一主机的第一数据储存装置通过一低速信道连接至第二主机的第二数据储存装置，低速信道为一广播型的总线，第一数据储存装置的第一数据端控制器或第二数据储存装置的第二数据端控制器通过低速信道执行第一数据储存装置及第一数据储存装置之间的数据交换或复制。

本发明一实施例中，双信道数据储存系统用以执行一特定操作，主机作为一执行特定操作的主要主机，第二主机作为一执行特定操作的备援主机，当第一主机的第一主机端控制单元执行特定操作时，将产生一操作数据及参数且通过第一高速信道将操作数据及参数写入至第一数据储存装置中，第一数据储存装置的第一数据端控制器通过低速信道将操作数据及参数交换或复制至第二数据储存装置；之后，当第二主机的第二主机端控制单元监控到第一主机当机时，第二主机的第二主机端控制单元启动一备援的动作以取代第一主机的第一主机端控制单元执行特定操作且根据于第二数据储存装置所储存的操作数据及参数执行特定操作。

本发明一实施例中，特定操作为一网络服务的操作、一软件运算的操作或一硬件控制的操作。

本发明又提供一种双信道数据储存系统，包括：一第一主机，包括一第一主机端控制单元及一第一数据储存装置，第一数据储存装置包括一第一数据端控制器，第一主机端控制单元通过一第一高速信道连接第一数据储存装置以及通过第一高速信道存取第一数据储存装置的数据；至少一第二主机，包括一第二主机端控制单元及一第二数据储存装置，第二数据储存装置包括一第二数据端控制器，第二主机端控制单元通过一第二高速信道连接第二数据储存装置以及通过第二高速信道存取第二数据储存装置的数据；及一外部控制装置，包括一微控制器，微控制器通过一低速信道分别连接第一主机的第一数据储存装置及第二主机的第二数据储存装置，低速信道为一广播型的总线，微控制器通过低速信道执行第一数据储存装置及第一数据储存装置之间的数据交换或复制。

附图说明

图1是习用数据储存系统的架构图。

图2是本发明双信道数据储存系统一实施例的架构图。

图3是本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。

图4是本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。

图5是本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。

图6是本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。

主要组件符号说明：

100数据储存系统10主机

11主板111主机端控制单元

12高速信道13数据储存装置

200双信道数据储存系统20主机

21主板211主机端控制单元

213微控制器22高速通道

23第一数据储存装置231第一数据端控制器

233第一数据储存单元24低速通道

25第二数据储存装置251第二数据端控制器

253第二数据储存单元27第二数据储存装置

271第二数据端控制器273第二数据储存单元

300双信道数据储存系统30第一主机

31第一主板311第一主机端控制单元

32第一高速通道33第一数据储存装置

331第一数据端控制器333第一数据储存单元

34低速信道40第二主机

41第二主板411第二主机端控制单元

42第二高速通道43第二数据储存装置

431第二数据端控制器433第-二数据储存单元

50第二主机51第二主板

511第二主机端控制单元52第二高速通道

53第二数据储存装置531第二数据端控制器

533第-二数据储存单元60外部控制装置

61微控制器62低速通道

700双信道数据储存系统70主机

71主板711第一主机端控制单元

713第二主机端控制单元72高速通道

73数据储存装置731数据端控制器

733数据储存单元735数据转换器

74低速通道

具体实施方式

请参阅图2，为本发明双信道数据储存系统一实施例的架构图。如图2所示，本实施例双信道数据储存系统200包括一主机20。主机20包括一主板21、一第一数据储存装置23及一或多个第二数据储存装置25、27。一主机端控制单元211设置在主板21之上。主机端控制单元211亦可为中央处理单元(cpu)、sata控制器、pcie控制器或用以处理高速率数据的控制器。第一数据储存装置23包括一第一数据端控制器231及复数个第一数据储存单元233，第一数据端控制器231连接第一数据储存单元233。第二数据储存装置25/27包括一第二数据端控制器251/271及复数个第二数据储存单元253/273，第二数据端控制器251/271连接第二数据储存单元253/273。在本发明一实施例中，第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27亦可为固态硬盘(solid-statedisk，ssd)或记忆卡，如cf卡、sd卡等等，第一数据储存单元233及第二数据储存单元253、273亦可为闪存。

再者，主机端控制单元211通过一高速信道22连接第一数据储存装置23。在本发明中，高速信道22为一sata总线、一pcie总线或符合其他高速数据传输规格的总线。第一数据储存装置23通过一低速信道24连接第二数据储存装置25、27。在本发明中，低速信道24以广播方式传输数据，其亦可为一控制器局域网络(controllerareanetwork，can)总线、一串行式总线(universalserialbus，usb)或其他具广播特性的总线。主机端控制单元211能够通过高速信道22对于第一数据储存装置23的第一数据储存单元233执行数据的存取，而第一数据储存装置23通过低速信道24与第二数据储存装置25、27进行数据的交换、复制或搬移。

本发明一实施例中，第一数据储存装置23为主机20的系统硬盘，其第一数据储存单元233储存有一操作系统，而第二数据储存装置25、27为主机20的扩充硬盘。当第一数据储存装置23的第一数据端控制器231检测出第一数据储存单元233的可储存空间低于一额定门坎值时，第一数据端控制器231将原本储存在第一数据储存装置23的第一数据储存单元233中的部分数据通过低速信道24搬移至第二数据储存装置25、27的第二数据储存单元253、273且储存在第二数据储存装置25、27的第二数据储存单元253、273之中。则第一数据储存装置23的第一数据端控制器231能够控管第一数据储存单元233的可储存空间，以便后续系统运作所产生的系统数据能够顺利写入至第一数据储存单元233之中。

本发明又一实施例中，第一数据储存装置23为一主硬盘，而第二数据储存装置25、27为镜像硬盘。当第一数据储存装置23收到主机端控制单元211所传输而来的数据时，第一数据储存装置23的第一数据端控制器231将主机端控制单元211所传输而来的数据写入至第一数据储存单元233且通过低速信道24将主机端控制单元211所传输而来的数据备份至第二数据储存装置25、27的第二数据储存单元253、273。于是，第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27将会写入一样的数据。则当主硬盘23损坏时，仍可从镜像硬盘25、27中取得重要的数据。

再者，第一数据储存装置23的第一数据储存单元233及第二数据储存装置25、27的第二数据储存单元253、273分别包括有复数个数据区块。本发明又一实施例中，第一数据储存装置23的第一数据端控制器231通过低速信道24对于第一数据储存单元233及第二数据储存单元253、273的数据区块执行一垃圾回收程序或一耗损平均程序，以在第一数据储存单元233的数据区块及第二数据储存单元253、273的数据区块间进行数据的搬移。则通过第一数据端控制器231执行垃圾回收程序及耗损平均程序，第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27的数据存取效率将会提高以及第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27中的部分特定数据区块提前损坏的机率将会降低。

于是，第一数据储存装置23在不需要主机端控制单元211及高速信道22的协助下，也能通过低速信道24与第二数据储存装置25、27进行数据的交换、搬移或复制，以便降低主机端控制单元211的运作负荷。

请参阅图3，为本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。如图3所示，本实施例双信道数据储存系统201的主机20的主板21上尚设置有一微控制器213。微控制器213通过低速通道24分别连接第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27。

上述图2实施例的双信道数据储存系统200中，第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27之间的数据交换、复制或搬移将由第一数据储存装置23的第一数据端控制器231通过低速通道24进行管理，而在本实施例的双信道数据储存系统201中，第一数据储存装置23及第二数据储存装置25、27之间的数据交换、复制或搬移将由主板20上的微控制器213通过低速通道24进行管理。于是，当微控制器213检测出第一数据储存单元233的可储存空间低于一额定门坎值时，微控制器213将原本储存在第一数据储存装置23的第一数据储存单元233中的部分数据通过低速信道24搬移至第二数据储存装置25、27的第二数据储存单元253、273。或者，微控制器213将第一数据储存装置23中所储存的数据完全复制至第二数据储存装置25、27，以便在第一数据储存装置23损坏时仍可从第二数据储存装置25、27之中读取到重要数据。或者，微控制器213能够通过低速信道24对于第一数据储存单元233及第二数据储存单元253、273的数据区块执行一垃圾回收程序或一耗损平均程序，以在第一数据储存单元233的数据区块及第二数据储存单元253、273的数据区块间进行数据的搬移。则第一数据储存装置23与第二数据储存装置25、27间的数据交换、搬移或复制交由微控制器213通过低速通道24进行管理，以便降低主机端控制单元211的运作负荷。

主机端控制单元211与微控制器213各自设置在主板20上；或者，微控制器213被建置在主机端控制单元211中，其与主机端控制单元211组成一整合型的芯片。在本实施例中，第一数据储存装置23为一内建式的数据储存装置，而第二数据储存装置25、27为内建式及/或外接式的数据储存装置。

请参阅图4，为本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。如图4所示，本实施例双信道数据储存系统300包括有一第一主机30及一或多个第二主机40、50。第一主机30包括一第一主板31及第一数据储存装置33，第一主板31上设置有一第一主机端控制单元311，第一数据储存装置33包括一第一数据端控制器331及复数个第一数据储存单元333，第一数据端控制器331连接第一数据储存单元333。第二主机40/50包括一第二主板41/51及第二数据储存装置43/53，第二主板41/51上设置有一第二主机端控制单元411/511，第二数据储存装置43/53包括一第二数据端控制器431/531及复数个第二数据储存单元433/533，第二数据端控制器431/531连接第二数据储存单元433/533。

第一主机端控制单元311通过一第一高速信道32连接第一数据储存装置33以及通过第一高速通道32存取第一数据储存装置33的数据，第二主机端控制单元411/511通过一第二高速通道42/52连接第二数据储存装置43/53以及通过第二高速通道42/52存取第二数据储存装置43/53的数据。另外，第一主机30的第一数据储存装置33与第二主机40、50的第二数据储存装置43、53通过一低速通道34连接一起。第一数据储存装置33的第一数据端控制器331及第二数据储存装置43、53的第二数据端控制器431、531通过低速通道34交换或复制储存在第一数据储存单元333与第二数据储存单元433、533中的数据。在本发明中，第一高速通道32及第二高速通道42、52分别为一sata总线、一pcie总线或符合其他高速数据传输规格的总线，而低速信道34为一控制器局域网络(controllerareanetwork，can)总线、一串行式(serial)总线或其他具广播特性的总线，低速信道34以广播方式传输数据。

本实施例双信道数据储存系统300能够用以执行一特定的操作，第一主机30作为一执行特定操作的主要主机，而第二主机40为一执行特定操作的备援主机。当第一主机30的第一主机端控制单元311执行特定操作时，将产生一操作数据及参数，且通过第一高速信道32将操作数据及参数写入至第一数据储存装置33的第一数据储存单元333中。之后，第一数据储存装置33的第一数据端控制器331通过低速信道34将操作数据及参数交换或复制至第二数据储存装置43。第二数据储存装置35的第二数据端控制器351经由低速信道34从第一数据储存装置33接收到操作数据及参数后，将操作数据及参数写入至第二数据储存单元433。

再者，当第一主机30的第一主机端控制单元311执行特定操作时，第二主机40的第二主机端控制单元411同时监控第一主机30的运作。当第二主机40的第二主机端控制单元411监控到第一主机30当机时，第二主机40的第二主机端控制单元411启动备援的动作以取代第一主机30的第一主机端控制单元311执行特定操作，且根据于从第一主机30所获得的操作数据及参数继续执行特定操作。同样地，第二主机40的第二主机端控制单元411在执行特定操作时，另一第二主机50的第二主机端控制单元511也会监控第二主机40的运作，以在第二主机40当机时备援执行特定操作。

举例来说，本实施例双信道数据储存系统300亦可为一网络服务的平台系统，第一主机30为一执行网络服务的主要主机，而第二主机40、50为执行网络服务的备援主机。当第一主机30的第一主机端控制单元311执行网络服务时，将产生一些关联于网络服务的操作数据及参数，且通过第一高速信道32将操作数据及参数写入至第一数据储存装置33的第一数据储存单元333中。之后，第一数据储存装置33的第一数据端控制器331通过低速信道34将操作数据及参数交换或复制至第二数据储存装置43、53。第二数据储存装置43、53的第二数据端控制器431、531将从第一数据储存装置33所接收到操作数据及参数写入至第二数据储存单元433、533。再者，当第一主机30的第一主机端控制单元311执行网络服务时，第二主机40/50的第二主机端控制单元411/511同时监控第一主机30的运作。当第二主机40/50的第二主机端控制单元411/511监控到第一主机30当机时，第二主机40/50的第二主机端控制单元411/511启动备援的动作以取代第一主机30的第一主机端控制单元311执行网络服务，且根据于从第一主机30所获得的操作数据及参数继续执行网络服务。

于是，第一主机30及第二主机40、50经由低速通道34交换或复制执行特定操作所需的操作数据及参数，以在第一主机30当机时，第二主机40/50能够利用从第一主机30所获得的操作数据及参数继续执行特定操作。承上所述，双信道数据储存系统300应用在一网络服务上，仅是一具体实施例而已，双信道数据储存系统300也可应用在软件运算或硬件控制上，在此，不再一一阐述。

请参阅图5，为本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。如图5所示，相较于图4实施例双信道数据储存系统300，本实施例双信道数据储存系统301进一步包括有一外部控制装置60。外部控制装置60包括有一微控制器61。外部控制装置60分别通过一低速信道62连接第一主机30的第一数据储存装置33及第二主机40、50的第二数据储存装置43、53。低速信道62为一控制器局域网络(controllerareanetwork，can)总线、一串行式(serial)总线或其他具广播特性的总线。

上述图4实施例的双信道数据储存系统300中，第一数据储存装置33及第二数据储存装置43、53之间的数据交换或复制将由第一数据储存装置33的第一数据端控制器331或第二数据储存装置43/53的第二数据端控制器431/531通过低速通道34进行管理；相对的，本实施例双信道数据储存系统301中，第一数据储存装置33及第二数据储存装置43、53之间的数据交换或复制将由外部控制装置60的微控制器61通过低速通道62进行管理。

同样地，本实施例双信道数据储存系统301也可以用以执行一特定的操作，第一主机30作为一执行特定操作的主要主机，而第二主机40、50为执行特定操作的备援主机。当第一主机30的第一主机端控制单元311执行特定操作时，将产生一操作数据及参数，且通过第一高速信道32将操作数据及参数写入至第一数据储存装置33的第一数据储存单元333中。之后，微控制器61通过低速信道62读取第一数据储存装置33所储存的操作数据及参数且通过另一低速信道62传输操作数据及参数至第二数据储存装置43、53。第二数据储存装置43、53的第二数据端控制器431、531将从微控制器61接收到操作数据及参数写入至第二数据储存单元433、533。

再者，当第一主机30的第一主机端控制单元311执行特定操作时，第二主机40/50的第二主机端控制单元411/511同时监控第一主机30的运作。当第二主机40/50的第二主机端控制单元411/511监控到第一主机30当机时，第二主机40/50的第二主机端控制单元411/511启动备援的动作以取代第一主机30的第一主机端控制单元311执行特定操作，且根据于从第一主机30所获得的操作数据及参数继续执行特定操作。

于是，第一数据储存装置33及第二数据储存装置43、53之间的数据交换或复制将由外部控制装置60的微控制器61通过低速通道62进行管理，以在第一主机30当机时，第二主机40/50能够利用从第一主机30所获得的操作数据及参数而继续执行特定操作。

请参阅图6，为本发明双信道数据储存系统又一实施例的架构图。如图6所示，本实施例双信道数据储存系统700包括有一主机70。主机70包括一主板71及一数据储存装置73。主板71设置有一第一主机端控制单元711及一第二主机控制单元713。数据储存装置73包括一数据端控制器731及复数个数据储存单元733，数据端控制器731连接数据储存单元733。第一主机端控制单元711通过一高速信道72连接数据储存装置73的数据端控制器731，而第二主机控制单元713通过一低速信道74连接数据储存装置73的数据端控制器731。第一主机端控制单元711亦可为一中央处理单元(cpu)、一sata控制器、一pcie控制器或一用以处理高速率数据的控制器，而第二主机端控制单元713亦可为一用以处理低速率数据的控制器。高速信道72为一sata总线、一pcie总线或符合其他高速数据传输规格的总线，而低速信道74为一控制器局域网络(can)总线、一串行式总线(usb)或其他具广播特性的总线。

在本实施例中，第一主机端控制单元711与数据储存装置73的数据端控制器731之间通过高速通道72进行一高速数据率(highdatarate，hdr)的数据传输，例如：第一主机端控制单元711与数据储存装置73的数据端控制器731之间通过高速信道72传输录像或视讯的数据，而第二主机端控制单元713与数据储存装置73之间通过低速通道74进行一低速数据率(lowdatarate，ldr)的数据传输，例如：第二主机端控制单元713与数据储存装置73之间通过低速通道74传输一些检测的参数(如数据储存装置73的系统温度、电压、电流)或控制讯号。

此外，数据储存装置73更包括有一数据转换器735，数据转换器735设置在低速信道74与数据端控制器731间。数据转换器735用以将低速通道74上所传输的数据进行一低速通讯协议与一高速通讯协议的转换，例如：数据转换器735将低速通道74上所传输的符合于低速通讯协议(can或usb)的数据转换为符合于高速通讯协议(sata或pcie)的数据或将低速信道74上所传输的符合于高速通讯协议(sata或pcie)的数据转换为符合于低速通讯协议(can或usb)的数据。

于是，在本实施例数据储存系统700的主机70中，能够以双信道全双工的方式传输两种类型的数据，以便提升主机70在数据传输上的效率。

以上所述是本发明的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。