支持透明传输的便携式数据存储器的制作方法

本实用新型涉及数据存储器，尤其涉及一种支持透明传输的便携式数据存储器。

背景技术：

目前国内便携式数据存储器以USB接口的闪存盘（包括U盘、SD卡、TF卡等）最为常见，偶尔可以见到RS232串口数据存储器和RS485数据存储器，但以上数据存储器只能收集接口传过来的数据，使用时必须占用设备上一个通信接口，但不能将接口传过来的数据再转发出去，所以不能对正在通信的设备实施在线、无干扰的数据监控存储。查阅国内外专利和文献资料，未见任何有关支持透明传输的数据存储器的描述。随着电子技术和智能控制技术的发展和成熟，装备中的控制单元功能划分越来越细，控制单元越来越多，交联越来越复杂，系统调试、测试难度越来越大，研制初期系统出现问题的概率越来越高，从监控终端所获取的数据来分析、定位问题越来越难，特别是当全系统试验次数有限，要分析、解决试验中出现的偶发问题，如依靠目前现有的便携式数据存储器不能完成对各单元无失真状态的监控，并且存储器一般使用SD卡或TF卡，不耐振动冲击，同时体积较大，使用受限。

技术实现要素：

本实用新型的目的，在于提供一种支持透明传输的便携式数据存储器，被监测设备和通信设备之间通过该数据存储器进行转发，在监控数据的同时又不影响数据的正常传输。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

提供一种支持透明传输的便携式数据存储器，包括电源电路和ARM控制器系统，其中ARM控制器系统包括ARM处理器，以及均与该ARM处理器连接的时钟电路、复位电路、ISP电路、双路RS232串口驱动芯片和高速大容量Flash芯片；其中一路RS232串口驱动芯片与外部被监控设备连接，另一路RS232串口驱动芯片与一通信设备连接。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，该便捷式数据存储器还包括双路RS422驱动芯片，该双路RS422驱动芯片的一路与外部被监控设备连接，另一路与一通信设备连接。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，RS232串口驱动芯片通过超微矩形电连接器与外部设备相连。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，其特征在于RS422驱动芯片通过超微矩形电连接器与外部设备相连。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，该ARM处理器内部自带一个USB设备控制器，该USB设备控制器通过MINI USB与外部设备相连。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，该便携式数据存储器还包括状态指示灯。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，ARM处理器的电源正极和电源负极之间连接一滤波电容。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，所述滤波电容为耐压值16V的瓷介电容。

本实用新型所述的便携式数据存储器中，电源电路采用LM2575-5将8V~40V的输入电压变换成5V的输出电压，电源地和数字电源地之间用磁珠连接，电源电路与外部供电电源之间通过超微矩形电连接器连接。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型支持透明传输的便携式数据存储器可以对正在通信的设备实施在线、无干扰的数据监控存储，事后可以通过USB设备接口读出Flash中存储的数据对各设备进行分析，它支持透明传输，不占用被监控设备接口；传输时延非常小；数据存储量大；数据存储器所选器件均为体积小重量轻，设计优化，可靠性高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例支持透明传输的便携式数据存储器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例ARM处理器的引脚图；

图3是本实用新型实施例复位电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例时钟电路的结构示意图；

图5是本实用新型实施例电源电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例支持透明传输的便携式数据存储器，如图1所示，包括电源电路8，时钟电路9，复位电路7、ISP电路6，ARM处理器5，双路RS232串口驱动芯片，双路RS422驱动芯片和高速大容量Flash芯片11。利用电源电路，时钟电路，复位和ISP电路和ARM处理器组成ARM最小开发系统，利用ARM处理器内部自带的一个USB设备控制器，外部增加双路RS232串口电平芯片，还可以增加2片RS422电平芯片设计出ARM处理器与外界通信所需的1路USB设备接口，2路RS232串口，2路RS422接口，利用高速大容量Flash芯片设计出存储ARM处理器接口数据所需的存储器。RS232和RS422接口采用超微矩形电连接器与外部设备相连，USB设备接口采用MINI USB与外部设备相连。

ARM处理器在嵌入式软件的控制下中断接收RS232串口1的数据，将数据暂存于ARM处理器的RAM的指定数组中，在检测到RS232串口2无中断的条件下立即将最近收到的串口1的1字节数据通过RS232串口2向外部设备发送，在一个数据帧转发完成后，将指定数组中的数据转存于串行Flash的指定块中；ARM处理器在嵌入式软件的控制下同理接收处理RS232串口2的数据。RS422接口数据处理方法与RS232串口数据处理方法类似。数组中的数据转存于串行Flash时按照时间计数加上帧编号同数据一起存储到Flash中，存储数据时从指定地址开始存储。串行Flash中数据可以通过USB设备接口读出分析，同时可以通过USB设备接口设置关键的通信参数，如帧长度和波特率。

ARM处理器5具有4路UART，RS232串口1和RS232串口2，分别与ARM处理器5的UART0和UART1相连；RS422接口3和RS422接口4，分别与ARM处理器5的UART2和UART3相连；ARM处理器5还具有1路USB Device接口；6是ISP下载控制电路；复位电路7与ARM处理器5的相连； 5V和3.3V电源电路8给整个数据存储器供电；时钟电路9与ARM处理器5的XTAL1、XTAL2相连； USB接口电路10与ARM处理器5的USB_D+、USB_D-、V_BUS、USB_CONNECT相连；串行SPI Flash芯片11与ARM处理器5的SPI通信口相连；状态指示灯12与ARM处理器5已定义的端口相连，用于指示通信状态。

如图2所示，ARM处理器5可选用LPC1768，具有4路异步串行口和1路USB Device接口，2路CAN接口，1路SPI，512kB Flash，64kB SRAM，JTAG调试接口。5-ARM处理器的电源正极和电源负极之间增加滤波电容，采用耐压值16V的瓷介电容。

如图3所示，复位电路7可采用CAT811S，电源电压低于2.93V时，给ARM处理器5的nRST提供低电平复位信号。

如图5所示，电源电路8可采用LM2575-5将8V~40V的输入电压变换成5V的输出电压，最大输出电流1A；采用NCP5661DTADJRKG将5V的输入电压变换成3.3V的输出电压，最大输出电流1A，调节电阻的阻值精度不低于1%。同时将电源地POWER_GND和数字电源地DGND用磁珠GPB4516-300/6A连接。外部供电电源通过超微矩形电连接器J70A-222-009-261-TH连接。

如图4所示，时钟电路9可采用12MHz的晶振作为ARM处理器5的时钟源，采用32.768kHz晶振作为ARM处理器5的RTC振动器。

本实用新型一种支持透明传输的便携式数据存储器外围接口单元包含1&2-RS232串口， 3&4-RS422接口，6-ISP接口，10-USB接口，11-Flash芯片，12-状态指示。

1-RS232串口和2-RS232串口采用双路RS232电平转换芯片MAX232AESE实现，其中1-RS232串口的TTL电平的收发分别经过22Ω电阻与5-ARM处理器的第一路串口的收发相连，2-RS232串口的TTL电平的收发分别经过22Ω电阻与5-ARM处理器的第二路串口的收发相连；1-RS232串口和2-RS232串口2通过一个9芯超微矩形电连接器J70A-222-009-261-TH与外部需监控的设备相连。

RS422接口3和RS422接口4采用2片RS422差分电平转换芯片MAX488ESA实现，其中第一个MAX488ESA的TTL电平串口的收发分别经过1kΩ电阻与5-ARM处理器的第三路串口的收发相连，第二个MAX488ESA的TTL电平串口的收发分别经过1kΩ电阻与5-ARM处理器的第四路串口的收发相连。3-RS422接口的2根差分接收线、2根差分发送线和4-RS422接口的2根差分接收线、2根差分发送线都通过一个9芯超微矩形电连接器J70A-222-009-261-TH与外部需监控的设备相连。3-RS422接口的2根差分接收线和4-RS422接口的2根差分接收线之间均需跨接120Ω的电阻。

6-ISP接口与ARM处理器5对应端口相接，实现ARM处理器5重新上电或者复位后， ARM处理器5进入ISP状态。

USB接口10均经过22Ω的电阻后分别与ARM处理器5的对应端口相连， USB接口10的GND与数字电源地之间连接一个磁珠GPB4516-300/6A。

Flash芯片11可采用32Mb的串行（SPI）接口的MX25L3208D。

状态指灯12可用于对应指示RS232串口1的收发、RS232串口2的收发、RS422接口3的收发、RS422接口4的收发和USB通信指示，电源电路5V和3.3V输出均有指示。

本实用新型实施例支持透明传输的便携式数据存储器可将RS232串口1、RS232串口2、RS422接口3、RS422接口4和USB接口10的中断级别从高到低设置。

本实用新型实施例支持透明传输的便携式数据存储器通过超微矩形电连接器与外部设备连接进行RS232串口通信， ARM处理器5中断接收到RS232串口1的数据暂存于RAM中，在检测到RS232串口2无中断的条件下立即将最近收到的RS232串口1的1字节通过串口2向外部设备发送，在一个数据帧转发完成后，将暂存于RAM中的数据转存于串行Flash的1~31块中；ARM处理器5中断接收到RS232串口2的数据暂存于RAM中，在检测到RS232串口1无中断的条件下立即将最近收到的RS232串口2的1字节通过RS232串口1向外部设备发送，在一个数据帧转发完成后，将暂存于RAM中的数据转存于串行Flash的32~62块中。

本实用新型实施例支持透明传输的便携式数据存储器通过超微矩形电连接器与外部设备连接进行RS422通信， ARM处理器5中断接收到RS422接口3的数据暂存于RAM中，在检测到RS422接口4无中断的条件下立即将最近收到的RS422接口3的1字节通过RS422接口4向外部设备发送，在一个数据帧转发完成后，将暂存于RAM中的数据转存于串行Flash的1~31块中； ARM处理器5中断接收到RS422接口4的数据暂存于RAM中，在检测到串口3无中断的条件下立即将最近收到的RS422接口4的1字节通过RS422接口3向外部设备发送，在一个数据帧转发完成后，将暂存于RAM中的数据转存于串行Flash的32~62块中。

本实用新型一种支持透明传输的便携式数据存储器可通过USB接口10读取储存的通信数据，同时可以通过USB接口10设定通信的关键参数，包括数据帧长度和通信波特率。

本实用新型实施例的支持透明传输的便携式数据存储器透明传输接口数据最大延时为（12×1/Baudrate）秒，最高支持448kbps波特率，支持100Hz通信频率；当数据帧长度100Byte，通信频率10Hz时，存储器支持通信存储时间超过30min。

本实用新型实施例的支持透明传输的便携式数据存储器也可以设置成监测敏感数据段，输出触发信号，用作关键动作的备份控制。

本实用新型实施例的支持透明传输的便携式数据存储器可通过ISP控制1-RS232串口下载更新程序。

综上，本实用新型的支持透明传输的便携式数据存储器可以对正在通信的设备实施在线、无干扰的数据监控存储，事后可以通过USB设备接口读出Flash中存储的数据对各设备进行分析，它支持透明传输，不占用被监控设备接口；传输时延非常小；数据存储量大；指定地址存储，方便读回查看；存储数据带有时间戳和序号便于分析；数据存储器所选器件均为表贴汽车工业级器件，体积小重量轻，设计优化，可靠性高。此种数据存储器可用于众多的军用、民用装备的调试、测试，特别是复杂度较高的系统在进行大型试验、关键性试验时用以记录系统中各设备的通信数据，以便于事后分析。一种支持透明传输的便携式数据存储器也可以设置成监测敏感数据段，输出触发信号，用作关键动作的备份控制。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。