变色存储设备壳体的制作方法

变色存储设备壳体


背景技术：
技术领域
1.本公开涉及数据存储设备。更具体地，本公开涉及用于指示数据存储设备的状态的设备和方法。
2.相关技术的描述
3.数据存储设备允许获得存储在设备上的数据。一些存储设备通过向主机设备发送信息以在屏幕上显示或通过使用发光二极管(led)向用户提供状态信息。
附图说明
4.在附图中示出了各种实施方案，以用于示例性目的，并且绝不应理解为限制本公开的范围。此外，可组合不同的所公开实施方案的各种特征以形成另外的实施方案，这是本公开的一部分。
5.图1是示出根据一些实施方案的具有以能够通信的方式地耦接到到一个或多个主机设备的变色表面的存储设备的图。
6.图2a示出根据一些实施方案的具有带有变色表面的外壳的存储设备的实施方案的透视图。
7.图2b示出根据一些实施方案的带有变色表面的另一存储设备的透视图。
8.图3示出根据一些实施方案的具有变色表面的外壳表面的侧面横截面。
9.图4a和图4b示出根据一些实施方案的具有变色表面的另一外壳表面的横向横截面。
10.图5示出根据一些实施方案的具有分段变色表面的外壳表面的纵向横截面。
具体实施方式
11.虽然描述了某些实施方案，但是这些实施方案仅作为示例呈现，并且不旨在限制保护范围。实际上，本文所述的新颖方法和设备可以各种其他形式体现。此外，在不脱离保护范围的情况下，可对本文所述的方法和设备的形式进行各种省略、替换和改变。
12.概述
13.本文公开了用于使用变色表面(例如，电致变色材料)指示存储设备的状态的设备和方法，该变色表面是存储设备的壳体的一部分，其中该表面在没有电力的情况下保留选定的颜色。一些存储设备不具有显示器和/或不具有其自身的电源。例如，通用串行总线(usb)拇指驱动器或直连式存储(das)设备(诸如western digital的便携式外部驱动器)不具有显示器，并且依赖于所连接的主机设备(例如，计算机或膝上型电脑)以获取电力。由于这些设备不具有显示器，因此它们无法使用显示器提供状态信息。即使他们具有显示器，在没有电力的情况下，也无法使用传统的液晶显示器(lcd)屏幕或led。虽然一些类型的显示器(如电子墨水显示器)不需要电力来显示保留的图像，但是将任何类型的显示器
并入到存储设备中会增加附加成本，这将会使产品在特定价位上缺乏竞争力。
14.因此，即使在没有电力可用并且不依赖于显示器的情况下，能够提供状态信息是一种有益效果。电致变色材料可在施加电压时以连续但可逆的方式控制光学特性，诸如光传输、吸收、反射和/或发射。例如，电致变色材料用于如智能玻璃和电致变色镜等应用。通过将电致变色材料结合到存储设备壳体中，这些设备可在与主机系统断开连接并且没有可用电源的情况下，通过改变颜色向用户提供有关它们的状态(例如，可用存储空间)的信息。
15.电致变色材料
16.电致变色是材料的颜色或不透明度随着电压的施加而变化的现象。颜色变化是持续的，并且仅需要能量引起颜色变化，而无需保留颜色。当施加电压时，电致变色材料(也称为发色团)影响表面的光学颜色或不透明度。电致变色材料可包括金属氧化物，诸如钨氧化物、钼氧化物、钛氧化物和铌氧化物。一些有机化合物(诸如紫精)和一些导电聚合物(诸如聚吡咯、pedot聚合物和聚苯胺)也可以显示电致变色特性。也可以工程化其他类型的合成材料以结合电致变色。
17.具有电致变色特性的材料有诸多用途。例如，在汽车工业中，电致变色玻璃用于在各种照明条件下自动地为后视镜着色。在另一示例中，电致变色窗可阻挡紫外光、可见光或(近)红外光。通过阻挡红外光，通过减少外壳中的热积聚，可增加结构或外壳的能量效率。
18.在一些实施方案中，电致变色材料与其他组分结合到电致变色设备(ecd)中。ecd在施加电压时以连续但可逆的方式控制光学特性，诸如光传输、吸收、反射和/或发射。ecd可用于智能玻璃、电致变色镜和电致变色显示设备等应用。在一个实施方案中，ecd由两个电致变色(ec)层组成，该两个电致变色层由电解层隔开。在两个ec层的任一侧上的导电电极用于提供外部电压并且影响颜色变化。为了便于解释，本公开涉及电子材料，该电子材料可以是指单个电致变色层、多层或与其他组分(例如，ecd)结合的电子层。
19.一些电致变色设备可分类为两种类型：使用液体凝胶的层压ecd，以及使用固体无机材料或有机材料的固体电解质ec设备。在一个实施方案中，电致变色设备的结构包括在一个基板上或被定位在层压构型中的两个基板之间的五个叠加层。例如，两个外层可以是透明导体，具有作为ec层的两个中间层以及用于传导离子和电子的离子存储层。中心层可以是用于将两个中间层隔开的电解质。当电子从透明导体移动进入两个中间层以及电荷平衡离子从中心层中的电解质进入时，就会发生光吸收。其他电致变色设备实施方案可使用更多或更少的层。
20.在存储设备中的应用
21.图1是示出带有变色表面的存储设备100的实施方案的图，其中存储设备100以能够通信的方式地耦接到一个或多个主机设备。存储设备100可向所连接的设备提供基于文件或基于对象的数据存储服务。通常，存储设备100一次连接到一个主机设备，但是一些实施方案可允许与多个主机同时连接。例如，一些实施方案可具有多个连接端口或使用网络接口。在典型的使用情况下，存储设备100物理地连接到主机设备上的端口(例如，usb或以太网供电(poe))，该端口允许数据传输并且向存储设备100供电。在大多数实施方案中，存储设备100不具有显示器或单独的电源，因此依赖于主机设备以获取电力。
22.一些存储设备被设计成放入系统中。例如，m.2或2.5英寸形状因数的固态驱动器(ssd)以及2.5英寸或3.5英寸形状因数的硬盘驱动器(hdd)或固态混合驱动器(ssd)被设计
成放入服务器、计算机、膝上型电脑等中。然而，一些存储设备被配置为从主机系统外部运行。例如，das设备被配置为以可移除方式连接(例如，通过usb)到主机系统并且易于断开。许多此类设备通常缺乏显示器和独立电源，诸如电池或功率源。相反，此类设备通过主机通信和获得电力。例如，此类设备可以发送用于在主机的显示屏幕上显示的主机的用户界面上显示的消息。此类设备还可通过能够供电，以及传输数据的接口(诸如usb)连接。
23.在一些实施方案中，存储设备100包括具有变色表面104的外壳102、用于控制存储设备100的操作的控制电路110、非易失性存储器和数据/电源接口118。此外，控制电路110可被配置为运行固件112和颜色驱动程序114。
24.变色表面104可包括电致变色材料以有利于颜色发生变化。通过使用电致变色材料，即使在不使用电力的情况下，也能够保留颜色变化。颜色变化可包括透明度和/或色调的变化。
25.在一些实施方案中，变色表面104是外壳102的一部分。对于不带有显示器的外壳，变色表面104可用于指示存储设备100的状态。在一些实施方案中，壳体的表面上的条带可包括变色表面104，而壳体的剩余部分由常规非变化性材料(诸如普通聚合物、塑料和/或金属)制成。普通材料的成本通常低于电化学材料，因此通过仅使外壳的一部分包括变色表面104，降低了外壳102的总体成本。
26.在一些实施方案中，变色表面104完全由电致变色材料或设备制成。在一些实施方案中，变色表面104包括与其他材料结合的电致变色材料。在其他实施方案中，外壳的表面可完全或主要由变色表面104制成。例如，小型设备(诸如usb记忆棒或闪存驱动器)可将变色表面104用于外壳，除了可能需要导电材料(诸如金属)的usb连接器之外。对于那些设备，整个设备可改变颜色以反映存储设备中的可用存储空间。
27.存储设备100的控制电路110可包括一个或多个中央处理单元(cpu)、控制器、存储器、输入/输出接口等。控制电路可被配置为执行特定软件应用程序、驱动程序或固件以实施本文所述的功能。在一个实施方案中，控制电路110被配置为运行用于存储设备的固件112以及用于控制电致变色材料的颜色驱动程序114。在一个实施方案中，颜色驱动程序114可以是固件112的一部分。在一些实施方案中，控制电路包括颜色表面接口，该接口可以是软件和/或硬件，用于将通过颜色驱动程序114发送的命令应用到变色表面104。例如，颜色表面接口可通过迹线或其他连接器将电压施加到变色表面104，从而改变表面104的颜色。在一个实施方案中，来自主机的电力可通过迹线或其他连接器从数据/电源接口118传输到颜色链接表面104，这些迹线或其他连接器根据来自控制电路110的命令在静止状态下被激活。
28.在一些实施方案中，固件112包括状态(例如，可用存储空间)到颜色的映射。例如，一个潜在映射如下：
29.可用存储空间颜色0％至25％红色26％至50％琥珀色51％至75％黄色76％至100％绿色
30.将显而易见，也可以采用映射的许多其他实施方案。例如，范围可能不同，其中一
些范围比其他范围宽。在另一个示例中，可使用四个以上的颜色和范围。在一些实施方案中，可能存在更少的范围。例如，仅使用两种颜色。第一颜色可用于指示可用存储空间降低至低于特定阈值的时间，而第二颜色用于所有其他时间。
31.也可以在变色表面104上指示其他类型的状态。例如，可指示存储设备100的健康状况。在一个实施方案中，在存储设备上发现的错误数量被映射到颜色，当错误的数量超过特定阈值时，选择不同的颜色。许多类型的存储设备随着时间的推移和使用而变得更容易发生故障或错误。变色表面104可向用户提供存储设备100正在越来越接近发生故障并且应该尽快更换的指示。
32.存储设备100可利用各种类型的非易失性存储器116，诸如hdd、nand存储器(例如ssd)及其变型形式，如slc(单层单元)、emlc(企业多层单元)、mlc(多层单元)、tlc(三层单元)和qlc(四层单元)，以及上述器件的组合(诸如sshd)。也可以使用新类型的新兴非易失性存储器，诸如就地程序或存储类存储器(scm)，诸如reram、pcm和mram。
33.可访问存储设备100的主机设备的类型可包括电话137(诸如智能手机)、有线机顶盒136、智能电视135、视频游戏机134、膝上型计算机133、平板计算机132、台式计算机131、可穿戴计算机(未示出)和/或其他连接网络的计算设备。代表性主机系统150在图1中示出，该主机系统包括设备驱动程序152和数据和/或电源接口154。
34.主机系统150可包括设备驱动程序152以及用于与存储设备100通信并且向其供电的数据/电源接口154。通常，数据和电源接口154被组合成单个物理端口，诸如某种形式的usb端口(例如，usb-a、usb-b、usb-c、迷你usb、微型usb等)、thunderbolt端口、poe等。然而，一些设备可具有用于获取数据(例如，esata、以太网)和电力的单独端口。在一些实施方案中，在存储设备100上找到对应的数据和电源接口118。
35.在一些实施方案中，当连接到主机系统150时，存储设备100与设备驱动程序152通信。存储设备100可通过设备驱动程序152从主机系统150获得信息。一些信息在主机系统150处比在存储设备100处更容易获得。例如，虽然文件系统数据可存储在存储设备100上，但是存储设备100通常不使用文件系统数据，因为存储设备100不运行能够解码文件系统数据的文件系统。相反，文件系统在主机系统150上运行，并且存储设备100可使用设备驱动程序152从主机系统150获得文件系统信息，诸如存储设备100上的文件数量或可用存储空间的量。
36.虽然上文已经描述了带有变色表面104的存储设备100的特定实施方案，但是也可以采用其他实施方案。例如，随着具有与电致变色材料类似特征的新材料被开发出来，那些新材料可被取代以提供期望的颜色变化功能，该功能可在没有电力的情况下保持不变。另外，虽然上文已经提供了das设备的示例，诸如usb棒和usb驱动器，但是可将变色功能添加到其他类型的存储设备100。例如，放置在带有透明窗口的定制电脑机箱中的内部驱动器(例如，ssd、hdd、sshd等)可使用变色功能以达到装饰的目的。在另一个实施方案中，可将变色功能添加到不带有显示器的附网存储(nas)设备中。家用nas设备通常处于低功耗状态，因为它们只是偶尔使用。变色功能可使用户能够轻松地查看nas驱动器的状态(例如，可用存储空间)，而无需要求附加电力来运行状态灯或其他类型的运行指示器，诸如led。
37.图2a示出具有带有变色表面104的外壳102的存储设备100的实施方案的透视图。在例示的实施方案中，存储设备100是usb外部驱动器，其中数据/电源接口118是用于连接
到主机系统的usb连接器。外壳102内部可以是用于存储数据的ssd驱动器、sshd驱动器或hdd驱动器。usb外部驱动器缺乏其自身的电源和显示器。相反，当连接到主机系统150(未示出)时，它通过usb连接器获得电力。
38.如图所示，变色表面104包括形成在usb驱动器的一个表面上的小片或带。在其他实施方案中，变色表面104可以更大。例如，变色表面104可包括usb驱动器的一个完整表面，或者带可围绕usb驱动器的多个侧面(或所有四个侧面)延伸。
39.图2b示出具有带有变色表面104的外壳102的存储设备100的另一个实施方案的透视图。在例示的实施方案中，存储设备100是带有usb连接器的usb闪存驱动器，该usb连接器作为用于连接到主机系统的数据/电源接口118，其中变色表面104是外壳的顶部表面的很大一部分。外壳102内部是用于存储数据的闪存存储器芯片。通常，usb闪存驱动器使用显著小于usb外部驱动器的形状因数，因为它们不包封2.5英寸或3.5英寸的形状因数驱动器。usb闪存驱动器缺乏其自身的电源和显示器。相反，当连接到主机系统150(未示出)时，它通过usb连接器获得电力。
40.如图所示，变色表面104包括形成在usb驱动器的一个表面上的区域。在其他实施方案中，变色表面104可以更大。例如，变色表面104可包括usb闪存驱动器的整个外壳或外壳的顶部侧面或底部侧面。
41.虽然图2a和图2b已经示出存储设备的特定示例，但是也可以使用其他形状因数。例如，可利用除usb之外的连接器。在另一示例中，nas设备可构建有变色表面。
42.图3示出具有变色表面104的存储设备外壳102的表面的侧面横截面。例如，表面可以是图2a的usb外部驱动器的顶部侧面或底部侧面。在例示的实施方案中，变色表面包括可改变色调的电致变色材料302。因此，电致变色材料302可改变为两个或更多个不同的色调以代表存储设备的状态。
43.图4a和图4b示出了具有变色表面104的存储设备外壳102的表面的侧面横截面，该变色表面使用改变透明度的电致变色材料402。例如，表面可以是图2a的usb外部驱动器的顶部侧面或底部侧面。
44.在例示的实施方案中，变色表面包括可改变透明度的电致变色材料402。一些电致变色材料只能改变透明度而不是色调。电致变色材料402的下面是代表特定状态的彩色层404(例如，红色、蓝色、绿色、黄色等)。通过变成透明，可显示在电致变色材料下方的表面。通过变成不透明，可覆盖下方的表面。例如，彩色层404可以是红色，并且电致变色材料402变成透明，以通过允许看到彩色层404而将变色表面104转化为红色。
45.图4a示出处于透明状态的电致变色材料402，允许通过变色表面104看到彩色层404。图4b示出处于不透明状态的电致变色材料402，防止看到彩色层404。变色表面104可保留电致变色材料402的默认颜色，在一些实施方案中，该默认颜色可与外壳102的颜色匹配。
46.图5示出具有分段变色表面104的存储设备外壳102的表面的纵向横截面，该分段变色表面使用改变透明度的电致变色材料带504、506、508、510。例如，表面可以是图2a的usb外部驱动器的顶部侧面或底部侧面。
47.电致变色材料带504、506、508、510的下面是代表特定状态的彩色带512、514、516、518。每条彩色带可以是不同的颜色。取决于期望的颜色，对应的电致变色带将变成透明，而其他电致变色带保持不透明。例如，如果彩色带512对应于当前状态(例如，低存储空间)，则
将电压施加到电致变色材料带504以将它变为透明并且显示彩色带512，而剩余的电致变色带506、508、510保持不透明以隐藏其他彩色带。
48.虽然上文提及电致变色材料，但是电致变色材料不一定是单一材料并且除了电致变色层之外还可包含其他材料。在一些实施方案中，电致变色材料可以是包括若干层的电致变色设备，该若干层一起提供变色能力。
49.图6示出用于将存储设备连接到主机系统的过程600。过程600的步骤中的至少一些步骤可至少部分地由存储设备100或其部件(诸如控制电路110)实现。为了便于解释，下文提及图1中所示的部件。然而，过程600不限于那些部件，并且存储设备100的其他实施方案可使用不同的部件来运行过程。
50.在框602处，过程开始于将存储设备100连接到主机系统150并且从主机系统150接收电力。如上所论述，存储设备100的一些实施方案缺乏独立的电源并且依赖于主机系统150以获取电力。
51.在框604处，存储设备100获得存储设备的可用存储空间。在一些实施方案中，存储设备100与主机系统150上的设备驱动程序152通信以获得存储设备的可用存储空间。设备驱动程序152可访问在主机系统上运行的文件系统以获得可用存储空间信息，并且然后可向存储设备100提供该信息。存储设备的其他状态信息(诸如存储设备健康状况、数据错误等)也可以从设备驱动程序152获得。
52.在一些实施方案中，存储设备100包括监控系统。例如，自我监控、分析和报告技术(smart)是一种监控系统，可在hdd、ssd、ssd和嵌入式多媒体卡(emmc)驱动器中找到。smart可检测和报告驱动器可靠性的各种指标，以预测即将发生的硬件故障。存储设备100可从监控系统获得存储设备的可用存储空间。例如，smart包括写入的总逻辑块地址(lba)的属性。通过获取写入的总lba与总lba的比率，存储设备100可确定存储设备100的可用存储空间。
53.在框606处，存储设备100确定对应于可用存储空间的颜色。在一些实施方案中，存储设备100保留颜色到可用存储空间范围的映射，以确定颜色。该映射可存储在存储设备的固件112中或存储设备的另一部件中。
54.在框608处，存储设备将电压施加到存储设备的变色表面104，以将变色表面104改变为所确定的颜色。如上所述，变色表面104可以是外壳102的一部分，也可以是整个外壳。例如，变色表面104可以是外壳的小片、带或一个或多个侧面。
55.在一些实施方案中，变色表面104包括能够改变色调的电致变色材料，如图3中所示。在那些实施方案中，变色表面直接变为所确定的颜色。在一些实施方案中，变色表面104包括能够改变透明度的电致变色材料，如图4a、图4b和图5中所示。在那些实施方案中，电子材料或材料的一部分改变透明度以显示嵌入在电子材料下方的外壳102中的对应颜色。电子材料的其他部分可变成不透明以覆盖其他颜色。例如，通过使电子材料的第一部分在嵌入式绿色上变成不透明，而电子材料的第二部分在嵌入式红色上变成透明，使得所显示的颜色可从绿色变为红色。
56.在框610处，存储设备100与主机系统150断开并且无法从主机系统获取电力。例如，存储设备100可由usb缆线或usb连接器连接，并且与主机系统150上的usb端口断开。由于电力不再可用，因此，电致变色材料不再发生改变。然而，变色表面104仍然保留所确定的颜色。
57.附加实施方案
58.本领域技术人员将理解，在一些实施方案中，可实现带有变色表面系统的其他类型的存储设备100的同时保持在本公开的范围内。此外，本文所述的过程中采取的实际步骤可不同于附图中所描述或所示的那些。根据实施方案，可移除上述步骤中的某些步骤，可添加其他步骤。
59.虽然已经描述了某些实施方案，但是这些实施方案仅作为示例呈现，并且不旨在限制保护范围。实际上，本文描述的新颖方法和系统可以各种其他形式体现。此外，可以对本文描述的方法和系统的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求书以及其等同物旨在涵盖落入保护范围和实质内的这些形式或修改。例如，图中所示的各种部件可实现为处理器、asic/fpga或专用硬件上的软件和/或固件。而且，上文公开的特定实施方案的特征和属性可以不同方式组合以形成另外的实施方案，所有这些都落入本公开的范围内。尽管本公开提供了某些优选的实施方案和应用，但是对于本领域普通技术人员显而易见的其他实施方案，包括不提供本文所述的所有特征和优点的实施方案，也在本公开的范围内。因此，本公开的范围旨在仅通过参考所附权利要求书来限定。
60.上述所有过程可通过由一个或多个通用或专用计算机或处理器执行的软件代码模块来体现，并且完全自动化。代码模块可存储在任何类型的计算机可读介质或其他计算机存储设备或存储设备的集合上。所述方法中的一些或全部可另选地体现在专用计算机硬件中。