专利名称：以dram为存储介质的数据安全存储转移方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据存储和转移的方法及装置，特别是涉及一种以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法及装置。
背景技术：
目前的U盘采用FLASH ROM (Read Only Memory,只读存储器)，例如NorFlash或者NandFlash，属于非易失的存储器，其中保存的数据、信息在掉电后仍然会被保存，所以容易 被窃取，为失泄密创造了条件。另外，基于USB (Universal Serial Bus，通用串行总线)技术的移动存储设备采用硬盘或者FLASH ROM为存储介质。这两种存储介质都有使用寿命限制，同时有各自的缺点(1)硬盘的存取需要机械部件，硬盘在频繁的写入过程中会造成磁盘的坏道存在。硬盘不同的数据记录在不同的位置，存取不同位置数据时需要在不同的盘面、磁道进行切换，这些操作需要耗费必要时间。同时由于硬盘内部有电机、盘片等机械结构，所以使用过程中震动会对硬盘造成不可恢复的伤害。(2)基于FLASH ROM (包括Nor Flash和Nand Flash)的存储设备，一是读写速度都比较慢；二是基于闪存技术，写次数有上限，频繁的读写极易造成存储空间失效，而一旦失效则不能再恢复数据，发生丢失数据、损坏数据的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种设计独特、使用方便、使用寿命长且保密效果卓越的以DRAM (Dynamic Random Access Memory,动态随机存取存储器)为存储介质的数据安全存储转移方法及装置。本发明的技术方案是一种以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法，包括以下步骤
a、设置移动数据存储装置，所述装置包括DRAM存储模块、微控制器模块、电池、电源管理模块和USB接口电路；
b、将USB接口与主机互连，打开电源管理模块的电源开关给所述装置供电，所述装置与主机之间能进行数据交互，在数据交互过程中，如果关闭所述电源开关，所述装置中的数据完全、彻底丢失，且所述装置与所述主机之间不能进行数据交互；
C、使用完毕，从所述主机取下所述装置，关闭所述电源开关，所述装置中的数据完全、彻底丢失，不会造成失密，从而能实现真正意义上的数据安全。事先设置一段预定时间，当使用完毕从所述主机取下所述装置，而未及时关闭该电源开关时，所述装置在预设的时间后自动关闭电源，所述装置中的数据完全、彻底丢失。事先设置一段预定时间，所述装置打开电源开关后，若在预设的时间内没有接入所述主机的USB接口，则所述装置自动关闭电源。在关闭所述电源开关的情况下，通过USB接口与所述主机或者直流电源连接后，向所述电源管理模块中的电池模块充电。一种以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，含有微控制器模块和电源管理模块，所述电源管理模块上设置有电池模块，所述微控制器模块分别与DRAM模块、USB接口模块、电源管理模块、电源开关电路和状态指示电路连接，所述电池模块分别为所述微控制器模块、DRAM模块、USB接口模块、电源开关电路和状态指示电路提供工作电源，并且，所述电源管理模块和所述微控制器模块之间设置有电源开关电路。所述电源管理模块和所述微控制器模块之间设置有状态指示电路。所述DRAM包括DRAM、SDRAM、DDR SDRAM,DDR2 SDRAM ,DDR3 SDRAM以及各种具有掉电后丢失数据特性的随机存取存储器。所述USB接口模块为标准的USB接口，或为非标准的USB接口 ；所述USB接口模块集成在所述微控制器模块内部，或作为单独的模块独立于微控制器模块之外。所述电源开关电路为按钮、薄膜开关、触摸按钮中的任一种，或为其它可以用作开关功能的器件。所述状态指示电路为LCD、LED、发声器件或者震动器件。本发明的有益效果是
I、本发明采用DRAM作为存储介质，工作时处于加电状态，可以被拷贝进数据、信息并保存，也能将数据、信息拷贝出去，从而可以实现主机之间文件等数据信息的交换；一旦不需要转移数据时，关闭电源，DRAM中的数据彻底丢失，从而完全彻底杜绝了失泄密的可能，从而实现了在主机之间真正安全地交换数据、文件等。2、本发明因为DRAM的物理特性以及与微控制器的连接方式，其(I)没有机械结构，不会出现因震动而造成的不可恢复的物理损坏；(2)没有读写次数限制，不会出现因存储空间失效造成的数据丢失；(3)读写速度快，尤其是比FLASH ROM的写速度快很多。3、本发明使用方便、使用寿命长且保密效果好，其适用范围广，易于推广实施，具有良好的经济效益。
图I是本发明的通用功能框 图2是本发明电源开关电路及电源供电电路的原理 图3是本发明USB接口电路的原理 图4是本发明指示灯电路的原理 图5是本发明电池及电量检测部分的原理 图6是本发明电池管理部分的原理 图7是本发明DRAM存储模块的原理 图8是本发明装置状态迁移图。
具体实施例方式 实施例参见图I-图8，以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法，包括以下步骤
a、设置移动数据存储装置，装置包括DRAM存储模块、微控制器模块、电池、电源管理模块和USB接口电路；
b、将USB接口与主机互连，打开电源管理模块的电源开关给装置供电，装置与主机之间能进行数据交互，在数据交互过程中，如果关闭电源开关，装置中的数据完全丢失，且装置与主机之间不能进行数据交互；
C、使用完毕从主机取下装置，关闭电源开关，装置中的数据完全丢失，不会造成失密。事先设置一段预定时间，当使用完毕从主机取下装置，而未及时关闭该电源开关时，装置在预设的时间后自动关闭电源，装置中的数据完全丢失。事先设置一段预定时间，装置打开电源开关后，若在预设的时间内没有接入主机的USB接口，则装置自动关闭电源。在关闭电源开关的情况下，通过USB接口与主机或者直流电源连接后，向电源管理模块中的电池模块充电。以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置由以下模块和电路单元组成
可存储数据的动态随机存储器40、微控制器模块20及其周边电路；微控
制器模块20协调各模块的工作；整个装置由电源管理模块50及其内部的电池模块55统一进行供电。通过USB接口模块60，连接具有相应标准接口的主机系统。建立DRAM·
与主机之间基于USB总线的信息交换通道。移动数据存储装置借助信息交换通道与主机交换数据，并把移动数据存储装置需要存储的数据存储在DRAM 40内；移动数据存储装置可以从DRAM 40中读取存储的数据。电源开关电路70向用户提供打开和关闭电池供电电源的开关，并与微控制 器模块20交互，触发相应固件运行；状态指示电路80用于指示当前设备的工作状态，
包括系统开始工作、数据传输和电源充电等。装置内包含实现数据存储管理、通信交互、电源管理、状态指示等功能的固件。微控制器模块20既可以是单独的一个模块，也可以包括两个或两个以上的子模块，各子控制模块分别控制访问DRAM模块40、状态指示电路80，控制电源管理模块50是否供电，接受电源开关电路70的输入，通过USB接口模块与主机进行数据双向交互。微控制器模块20通过USB接口模块60及USB总线实现与主机系统的连接，并解释、转换、控制和传输USB接口协议；完成对USB接口的初始化和控制，接受从主机发送来的命令和数据，解释并执行主机发送过来的命令，通过DRAM模块40将数据存储到DRAM中，或者将执行结果通过USB接口返回给主机。在移动数据存储装置与主机断开连接后，所存储的数据能保存在移动数据存储装置内直至装置的电池供电电源开关被关闭。USB总线连接时电源管理模块50使用USB总线对整个装置进行供电同时对电池模块55进行充电，可充电电池在USB断开但电源开关没有关闭时为装置供电，以保证存储在DRAM模块中的数据不被丢失。电源开关电路如图2所示。按下电源按钮SI后，连接到VDDEN信号的电源芯片U3使能引脚RUN，在电阻R33与R32及4. IV电压信号VDD_SYS协同作用下获得一个大于2V的电压信号。这个信号将控制本实施例中电源芯片SP6669EK1-L对整个系统进行供电。整个装置被供电之后，本实施例中微控制器模块自动复位，并完成自身初始化、对DRAM模块的初始化、USB接口模块的初始化。同时控制引脚GPI0_P0_0输出3. 3V电压，VDD_EN在R32、R33、R34的协同作用下获得一个大于2V的电压信号。提供给电源U3芯片使能引脚RUN的信号同时连接到微控制器模块的AD转换引脚ADC_1。在SI被外力按下、GPI0_P0_0输出3. 3V电压的情况下，VDD_EN电压信号大于2. 7V ;在SI被外力按下、GPI0_P0_0输出3. 3V电压的情况下，VDD_EN电压信号小于2. 2V。本实施例中微控制器模块通过内置AD转换器将连接到ADC_1的电压转换成为数字量，如果电压大于2. 7V即可判断按键SI是按下状态，如果电压小于2. 2V即可判断按键SI是断开状态。
本实施例中，若装置被持续按下电源按钮超过5秒钟，微控制器模块控制GPI0_P0_0持续输出3. 3V电压信号，本实施例中移动数据存储装置将持续工作直至满足关闭电池供电电源开关的条件。移动数据存储装置在开机过程中控制状态指示电路指示开机，本实施例中微控制器模块通过控制状态指示灯电路，使指示灯以较快频率闪动。本实施例中，USB接口电路如图3所示，微控制器完成初始化工作后，控制USB_C0NNECT2输出OV电压信号，三极管Ql的控制引脚I在经过R3之后连接到上述OV电压信号，三极管Ql处于打开状态。此时连接到USB_D_D+2信号线的R5被连接到一个3. 3V的电压上，主机在USB_D_D+2状态发生变化之后，会发现与之连接的USB_D_D+2、USB_D_D-2信号线上面连接了一个设备。本实施例中，状态指示电路如图4所示，微控制器控制USB_UP_LED2输出OV电圧或者3. 3V电圧信号,控制三极管Q2打开或者关闭，并使指示灯LED3处于点亮或者熄灭的状态。本实施例中，电池及电量检测电路如图5所示，在USB连接断开情况下，由连接到Pl的电池模块持续为本实施例中整个装置提供电源。电池电压通过R26、R29经过分压后，通过ADC_0引脚连接到微控制器，微控制器通过AD转换器转换连接到ADC_0引脚的电压监测电池电量，微控制器在电池电压过低时控制状态指示电路80发出警告信息。本实施例中，电池管理部分电路如图6所示，VDD_5V电源由USB连接取得，VDD_BAT电源由电池取得，通过电源芯片Ul对电源转换为VDD_SYS后为整个装置进行供电。在USB连接的情况下，当打开装置的电源开关后，本装置由USB连接提供电源，并使用多余电量对电池进行充电；在旧8断开的情况下，若装置的电源开关仍然是打开状态，则本装置由电池通过VDD_SYS对整个系统供电。本实施例中，DRAM存储模块如图7所示，DRAM模块40由8片SDRAM芯片组成，四片SDRAM共用地址信号ADDR0 ADDR14、时钟信号EMC_CLK0、时钟使能信号EMC_CKE0、芯片片选信号EMC_nDYCS0、列使能信号EMC_nRAS、行使能信号EMC_nCAS、写使能信号EMC_nWE，通过EMC_DQM(T3区别存储对各个芯片的操作。上述芯片分别连接32位数据总线的4个紧邻的8位数据，构成一个32位的数字存储系统。本实施例中微控制器模块20对DRAM模块40的数据读写操作被分配到四片SDRAM芯片上。本实施例中，本发明的装置状态迁移图如图8所示
状态I :未打开电池供电的电源开关的状态；
状态2 :打开电池供电的电源开关后，装置运转工作的状态；
状态3 :装置接入主机的USB接口工作一段时间后又取下(卸载)的状态。条件I :连续在预设的一段时间内按下电源开关按键；
条件2 :装置接入主机USB接口工作一段时间后又被取下(卸载)；
条件3 :装置在预设的一段时间内没有再次接入主机的USB接口；
条件4 :装置在预设的一段时间内没有接入主机USB接口(B卩，装置加电后一直没有被接入主机的USB接口以使用)；
条件5 :装置在预设的一段时间内再次接入主机(可能是任何一台)的USB接口来运转工作；
条件6 :在装置加电工作的情况下，连续在预设的一段时间内按下电源开关按键。
微控制器模块20可以由但不限于嵌入式微控制器、嵌入式微处理器、FPGA (FieldProgrammable Gate Array)>ASIC (Application Specific Integrated Circuit)构成。DRAM模块40可以由以下类型或者其它具有掉电后丢失数据特性的存储器组成同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory,简称SDRAM)，双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SynchronousDynamic Random Access Memory,简称DDR SDRAM),第二代双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double-Data-Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory,简称DDR2 SDRAM)，第三代双倍数据率同步动态随机存取存储器(Double-Data-Rate ThreeSynchronous Dynamic Random Access Memory,简称 DDR3 SDRAM)。本实施例中 DRAM 扩展电路中使用8片SDRAM芯片组成32位存储器；RAM芯片可以由单片芯片或者多片芯片组成，组成存储阵列数据宽度可以是8位、16位、32位或者64位，但不限于此，亦可包括其它总线览度。USB接口模块60可以为标准的USB接口，例如微型USB接口(Mini USB, OTG标准)、Micro USB接口，也可以是非标准的USB接口。即，本实施例的USB接口可以是电气信 号、物理结构和尺寸均符合USB标准，也可以是只有电气信号符合USB标准但其物理结构和尺寸为非标准。USB接口模块可以集成在微控制器内部，也可以作为单独的模块独立于微控制器之外。本实施例中，移动数据存储装置通过Mini-USB接口转USB接口的连接转换器或者连接线与主机的USB接口连接。电源开关电路70，可以是按钮、薄膜开关、触摸按钮中的一种，也包括其它可以用作开关功能的器件。状态指示电路80，可以是LCD、LED、发声器件或者震动器件，本实施实例使用了 LED器件。本实施例中，使用微控制器自带AD检测电池电压的方法检测电池电量，但所使用AD并不局限于微控制器内部，亦可使用外扩的方式。本实施例中，可以使用专用IC管理电池充放电，亦可以使用分离元件搭建充放电电路。本实施例中使用MCP73871管理电池的充放电，亦可使用其它类型的电源管理芯片。本实施例中，装置一旦与主机互连后，即可通过USB总线进行数据交互。本实施例中，装置被自动识别为 USB Mass Storage 设备，支持 USB-IF (USB Implementers Forum)推荐的USB Mass Storage协议。从而使该装置自动被主机操作系统识别。如果所选操作系统没有内置相应的驱动程序，可安装为该装置开发的驱动程序。本实施例中主机指的是带有处理器的电子装置，包括但不限于服务器、小型计算机、工作站计算机、个人计算机、台式计算机、笔记本电脑、平板电脑、手持电脑、掌上电脑、数码照相机、数码摄像机、MP3、MP4、游戏机，以及各种嵌入式计算机系统。
权利要求
1.一种以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法，包括以下步骤 a、设置移动数据存储装置，所述装置包括DRAM存储模块、微控制器模块、电池、电源管理模块和USB接口电路； b、将USB接口与主机互连，打开电源管理模块的电源开关给所述装置供电，所述装置与主机之间能进行数据交互，在数据交互过程中，如果关闭所述电源开关，所述装置中的数据完全、彻底丢失，且所述装置与所述主机之间不能进行数据交互； C、使用完毕，从所述主机取下所述装置，关闭所述电源开关，所述装置中的数据完全、彻底丢失，不会造成失密，从而能实现真正意义上的数据安全。
2.根据权利要求I所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法，其特征是事先设置一段预定时间，当使用完毕从所述主机取下所述装置，而未及时关闭该电源开关时，所述装置在预设的时间后自动关闭电源，所述装置中的数据完全、彻底丢失。
3.根据权利要求I所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法，其特征是事先设置一段预定时间，所述装置打开电源开关后，若在预设的时间内没有接入所述主机的USB接口，则所述装置自动关闭电源。
4.根据权利要求I所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法，其特征是在关闭所述电源开关的情况下，通过USB接口与所述主机或者直流电源连接后，向所述电源管理模块中的电池模块充电。
5.一种以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，含有微控制器模块和电源管理模块，所述电源管理模块上设置有电池模块，其特征是所述微控制器模块分别与DRAM模块、USB接口模块、电源管理模块、电源开关电路和状态指示电路连接，所述电池模块分别为所述微控制器模块、DRAM模块、USB接口模块、电源开关电路和状态指示电路提供工作电源，并且，所述电源管理模块和所述微控制器模块之间设置有电源开关电路。
6.根据权利要求5所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，其特征是所述电源管理模块和所述微控制器模块之间设置有状态指示电路。
7.根据权利要求5或6所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，其特征是所述 DRAM 包括 DRAM、SDRAM、DDR SDRAM,DDR2 SDRAM,DDR3 SDRAM 以及各种具有掉电后丢失数据特性的随机存取存储器。
8.根据权利要求5或6所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，其特征是所述USB接口模块为标准的USB接口，或为非标准的USB接口 ；所述USB接口模块集成在所述微控制器模块内部，或作为单独的模块独立于微控制器模块之外。
9.根据权利要求5或6所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，其特征是所述电源开关电路为按钮、薄膜开关、触摸按钮中的任一种，或为其它可以用作开关功能的器件。
10.根据权利要求5或6所述的以DRAM为存储介质的数据安全存储转移装置，其特征是所述状态指示电路为LCD、LED、发声器件或者震动器件。
全文摘要
本发明公开了一种以DRAM为存储介质的数据安全存储转移方法及装置，该方法是以DRAM为存储介质，通过电池供电，实现数据的存储和转移，并能根据需要通过关闭电源实现主动丢失、损毁数据，以真正保证数据不失密。该装置含有微控制器模块和电源管理模块，所述电源管理模块上设置有电池模块，所述微控制器模块分别与DRAM模块和USB接口模块连接，所述电池模块分别为所述微控制器模块、DRAM模块和USB接口模块提供工作电源，并且，所述电源管理模块和所述微控制器模块之间设置有电源开关电路和状态指示电路。本发明通过开启和关闭电源，来实现数据的交换和销毁，彻底杜绝了泄密的可能，从而实现了真正意义的安全交换数据。
文档编号G06F12/16GK102890659SQ201210342149
公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者王保进, 龙应斌 申请人:王保进