專利名稱：具供電功能的非揮發性存儲裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是有關于一種非揮發性存儲裝置，且特別是有關于一種具供電功能的非揮發性存儲裝置。
為了提供方便攜帶而又可以不受限于需要特殊裝置才能使用的可攜帶式儲存設備，就有廠商開發出以非揮發性內存，如閃存，為儲存主體的非揮發性存儲裝置。這種非揮發性存儲裝置可以各種外部總線接口，例如通用序列總線(USB)接口、RS232接口或1394接口等，連接于主機上。非揮發性存儲裝置不但由這些外部總線與主機間進行數據交換，而且還由這些外部總線而由主機取得電力的供應。由于其便于攜帶以及易于和各種主機相連結的特性，非揮發性存儲裝置很快就受到使用者的喜愛而廣為流行。但是，也由于其通過外部總線與主機相接，所以當使用者不當抽拔時，其內部的數據有可能因為尚未完全寫入而成為無法讀取的檔案，更甚者，還有可能因為在更新檔案配置表(File Allocation Table，FAT)時被不當抽拔而因為電力中斷造成FAT更新不完全的結果。
因此，這種外接式的非揮發性存儲裝置在遭遇到不當抽拔的時候，有可能會造成正在傳輸的數據完全消失，甚至更嚴重的，會由于FAT的損毀而造成其內部的所有數據都無法讀取。
為達成上述和其它目的，本實用新型提供一種具供電功能的非揮發性存儲裝置，其具有連接端口、電力供應裝置與內存系統。其中，主機將數據與主機電源經由連結連接端口的外部總線提供至此具供電功能的非揮發性存儲裝置。內存系統暫存由連接端口所接收的數據，再進一步將暫存的數據寫入至非揮發性內存中。電力供應裝置則在主機電源消失時，提供后備電力以供應內存系統將目前暫存的數據寫入至非揮發性內存中，以使此數據為可讀。
此外，本實用新型還提供一種具供電功能的非揮發性存儲裝置，其具有連接端口、緩沖區、非揮發性內存、電池與內存控制器。其中，連接端口電連結至主機，主機則將數據與主機電源經由連結連接端口的外部總線提供至此一具供電功能的非揮發性存儲裝置中。緩沖區暫存由連接端口所接收的數據，而內存控制器則控制數據由緩沖區寫入至非揮發性內存的操作，并監控主機電源存在與否。當主機電源消失時，若有寫入操作尚未執行完畢，即以電池所提供的后備電力供應寫入操作使用，以使寫入操作可完整結束。
其中，連接端口可包括適用于連結通用序列總線(USB)接口、1394接口、RS232接口、并行傳輸接口、PCMCIA接口、CF接口、SD接口、MMC接口與存儲棒(memory stick)接口其中之一的接口連接裝置。
本實用新型所提供的具供電功能的非揮發性存儲裝置，由于可以偵測由主機所傳來電源的變化，因此在儲存數據的操作尚未完成前卻突然斷電的狀況下，可以利用本身所具有的電力來確保已經傳送到此非揮發性存儲裝置中的數據可以繼續寫入至非揮發性內存中。因此，本實用新型可以確保已經傳輸到非揮發性存儲裝置中的數據都可以被寫入到非揮發性內存中，而不會因為數據沒有完全傳輸完畢就造成數據遺失的結果。
此外，本實用新型還可以在非揮發性內存更新其檔案配置表(FileAllocation Table，FAT)期間卻遭遇斷電的情況下，由本身所提供的電力來完成FAT的更新，而不會因此使得整體的儲存數據受到傷害。
在非揮發性存儲裝置10內部，由連接端口100由外部總線15從主機12所接收到的數據，會通過數據訊號線102傳送給內存系統120以進行數據寫入的操作。相反的，在進行讀取的操作時，數據會從內存系統120經過數據訊號線102，由連接端口100通過外部總線15傳送給主機12。而由于讀取數據的操作在本實用新型所考慮的范圍內并不會有造成內存系統120內部數據損毀的可能，因此在后續的討論中僅討論數據寫入的部分，不再對數據讀取的操作做進一步的說明。
一般而言，內存系統120在儲存數據時所進行的寫入操作可以分為三個部分。第一個部分是逐筆的將數據寫入內存中，第二個部分是當某個檔案的所有數據全部寫完后，就將此檔案的信息寫入檔案記要(File Description Block)中，最后，第三個部分就是更新檔案配置表(FileAllocation Table)以使使用者得以存取此一檔案。由于檔案記要中包括了主擴展名、屬性、保留、時間、日期、指示器、大小等與檔案有關的信息，若缺少任何一樣都將導致檔案無法完整的儲存，而這些檔案記要中的信息又必須在檔案的所有數據全部寫完后才會被加進來，所以一旦某個檔案的數據還沒完全寫入完畢就遭遇電力中斷的意外，則在這前所有寫入此檔案中的數據都將無法被使用者存取使用。
為了解決這樣的問題，本實用新型特別以電力供應裝置110來提供一個額外的后備電力，借著這個后備電力所提供的電力，內存系統120就可以將目前所有已經進入到內存系統120中的數據寫入檔案，并且修改檔案記要的內容再加以儲存。如此一來，就算檔案傳輸到一半就遭遇斷電，由本實用新型所提供的非揮發性存儲裝置10也可以盡量將已經傳輸過的部分保留下來。
而若是在第三部分更新檔案配置表時突然斷電，由于檔案配置表中的數據還沒完全更新完畢，所以很有可能會導致檔案配置表的內容錯亂，進而致使整個儲存裝置中所有原先存在的檔案都無法取用。為了解決這個問題，本實用新型同樣利用電力供應裝置110所提供的后備電力，在主機電源突然消失的時候繼續供應更新檔案配置表所需的電力。
在一個較佳的情況下，內存系統120可以控制訊號線112來控制電力供應裝置110的供電與否。一般而言，當主機電源正常運作的時候，電力供應裝置110可以不供電，而一旦偵測到主機電源突然消失，而內存系統120還有數據尚未儲存完畢，或是檔案配置表的更新尚未完成，電力供應裝置110就會提供電力直到上述的作業結束為止。
為了使熟悉此技術者對本實用新型有更清楚的了解，將在之后參照圖2做更詳盡地解說。
請參照圖2，其是根據本實用新型的另一實施例的詳細電路方框圖。在主機22上的連接端口220由主機22內部的數據訊號線222(通常為內部總線)接收數據(D)，并由電源線224(+)與226(-)接收主機電壓，而這些數據與主機電壓就由外部總線(包括數據訊號線222a、電源線224a與226a)傳送到具供電功能的非揮發性存儲裝置20的連接端口200。由連接端口200所接收到的主機電源由電源線234與236分別供應緩沖器202、內存控制器204與非揮發性內存206操作用。而連接端口200所接收到的數據則由數據訊號線232先暫存在緩沖器202內部，然后再由內存控制器204控制將緩沖器202內的數據寫入到非揮發性內存206。
在本實用新型中，監控主機電源存在與否的機制可以是由內存控制器204內建的韌體來執行，或是以如圖3所示的電壓反饋模塊310來執行，更甚者，還可以由電池208本身產生反應。在圖2中，先以電池208本身產生反應的運作方式進行解說當主機突然斷電，或是外部總線被不當插拔而導致主機電源無法供給非揮發性存儲裝置20的時候，由于電源線234與236上的電壓會逐漸低于電池208所能提供的電位，因此電池208就會以其所提供的后備電力來取代原先操作時所用的主機電源。在這種狀況下，內存控制器204就可以利用電池208所提供的后備電力來將緩沖器中所暫存的數據繼續寫入到非揮發性內存206中，并在數據寫完后修改檔案記要，并更新檔案配置表。
而除了電池208本身產生反應外，若是能配合內存控制器204內建的韌體來一同偵測電壓變化，則當內存控制器204將緩沖器202中的數據全部寫入到非揮發性內存206中，并修改檔案記要且更新檔案配置表后，還可以根據先前偵測到主機電源消失的信息，通過控制訊號線252與254以控制緩沖器202、內存控制器204與非揮發性內存206停止從電源線234與236接受電力，進一步達到省電的功能。此外，熟悉此技術者當知，欲節省電力也可以直接切斷電池208的供電路徑，而這也僅需如圖3B所示，在電池208的輸出電路上加裝可以由內存控制器204所控制的開關320即可達成。
接下來請參照圖3A，其為另外利用一個電壓反饋模塊310來偵測主機電源是否存在的實施例。必須注意的是，在此實施例中雖然是通過充電模塊300以在一般情況下將主機電源輸入到電池208，但此充電模塊并非本實用新型的必要組件，這一點可由圖2所示的實施例得到明證。
在圖3A中，充電模塊300內部還包含了一個用以保護電池208不受突波或過高電壓影響的電池保護模塊302。在主機電源正常供電的時候，主機電源會經由充電模塊300供應到電池208。而當主機電源逐漸變弱甚至消失的時候，電壓反饋電路310就會因為偵測到電源線234與236上電位變化而開始將電池208所能提供的后備電力輸出到電源線234與236上。而后的操作結果就如同解釋圖2與圖3B時所陳述的，在此不予贅述。
由于前述的外部總線所傳輸的電壓一般都在5V左右，因此在上述不具電壓調節器(voltage regulator)的實施例中，其可適用的內存系統120、緩沖器202、內存控制器204與非揮發性內存206也應可操作于5V的環境下。然熟悉此技術者當知，本實用新型可由加入電壓調節器而使得需在不同電壓操作的內存組件適用于本實用新型中。
舉例而言，請參照圖4A與圖4B，此兩圖分別顯示在本實用新型中加入電壓調節器的實施例的電路方框圖。其中，與圖2相類似的標號表示相類似的組件。而為了說明上的簡便，在這兩個實施例中將圖2中的緩沖器202、內存控制器204與非揮發性內存206合并為如

圖1中的內存系統120。在圖4A中，連接端口200所接收的主機電源會先被提供至電源調節器270a，電壓調節器270a將主機電源轉換為適合內部組件，如內存系統120或電力供應裝置208a，操作所用的電壓后，再將轉換后的主機電源輸出給這些內部組件。而在圖4B中，連接端口200所接收的主機電源則分別被提供到電源調節器270b與電力供應裝置208a，經過電壓調節器270b轉換后的主機電源被供應到內存系統120，而電力供應裝置208a所提供的電力則另外通過電源線280與282在必要的時候供給內存系統120使用。
熟悉此技術者當可自上述概念中自行更動電路設計，例如，在圖4B中，電力供應裝置208a所提供的電力可同樣經過電源調節器270b的轉換才提供給內存系統120。因此，上述的實施例僅為舉例用，并無限制本實用新型范圍的含意。而在具有電源調節器存在的本實用新型的實施例中，其內存系統與電力供應裝置就不會被限制成必須與外部總線所傳入的主機電源的電位相同，而可以依各自的成本或電路考慮來更動。
在本實用新型中，較佳的是使用可充電電池以使能源有較佳的利用效率，但當然，如鈕扣電池般的不可充電電池也同樣可以運用于本實用新型中。此外，如電容、電容與電感的組合電路以及電容、電感與電阻的組合電路等可以暫時儲存能量再于電壓降低時將所儲存的能量釋放出來的電子組件或組合電路，也都可以用在本實用新型的電力供應裝置中。
據上所述，現將本實用新型的優點與公知技術的缺陷比較如下表1，以使熟悉此技術者能清楚了解本實用新型的改良之處。
最后，請參照圖5，其顯示了可實施本實用新型一實施例的產品零件分解圖。由此圖，熟悉此技術者當可輕易實施本實用新型。表1

綜上所述，本實用新型的特征在于利用本身所具有的電力來確保已經傳送到此非揮發性存儲裝置中的數據可以繼續寫入至非揮發性內存中。因此，本實用新型可以確保已經傳輸到非揮發性存儲裝置中的數據都可以被寫入到非揮發性內存中，而不會因為數據沒有完全傳輸完畢就造成數據遺失的結果。
雖然本實用新型已以實施例說明如上，然其并非用以限定本實用新型，任何熟悉此技術者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當以權利要求書為準。
權利要求1.一種具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為包括一連接端口，電連結至一主機，該主機將一數據與一主機電源經由連結該連接端口的一外部總線提供至該具供電功能的非揮發性存儲裝置；一電池，提供一后備電力；一緩沖區，暫存該連接端口所接收的該數據；一非揮發性內存；以及一內存控制器，控制該數據由該緩沖區寫入至該非揮發性內存的操作，并監控該主機電源。
2.如權利要求1所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該連接端口包括適用于連結通用序列總線接口、1394接口、串行傳輸接口、并行傳輸接口、個人計算機存儲卡接口、快閃存儲卡接口、安全數字存儲卡接口、多媒體存儲卡接口與存儲棒接口其中之一的接口連接裝置。
3.如權利要求1所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為還包括一電壓反饋模塊，該電壓反饋模塊偵測該主機電源是否存在，以在該主機電源消失時提供該后備電力。
4.如權利要求1所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為還包括一充電模塊，該充電模塊接收該主機電源，并以該主機電源對該電池進行充電操作。
5.如權利要求4所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該充電模塊還包括一電池保護模塊，該電池保護模塊用以保護電池不受過高電壓的傷害。
6.如權利要求1所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為還包括一電源調節器，該電源調節器將供應至該緩沖區、該非揮發性內存與該內存控制器的該主機電源調節為適用的電壓。
7.如權利要求1-6中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電池包括不可充電電池。
8.如權利要求1-6中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電池包括可充電電池。
9.一種具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為包括一連接端口，電連結至一主機，該主機將一數據與一主機電源經由連結該連接端口的一外部總線提供至該具供電功能的非揮發性存儲裝置；一內存系統，暫存由該連接端口所接收的該數據，再進一步將暫存的該數據寫入至一非揮發性內存中；以及一電力供應裝置，當該主機電源消失時，提供一后備電力供應該內存系統將目前暫存的該數據寫入至該非揮發性內存中，以使該數據為可讀。
10.如權利要求9所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該連接端口包括適用于連結通用序列總線接口、1394接口、串行傳輸接口、并行傳輸接口、個人計算機存儲卡接口、快閃存儲卡接口、安全數字存儲卡接口、多媒體存儲卡接口與存儲棒接口其中之一的接口連接裝置。
11.如權利要求9所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置還包括一充電模塊，該充電模塊接收該主機電源，并以該主機電源對該后備電力進行充電操作。
12.如權利要求9所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為還包括一電源調節器，該電源調節器將供應至該內存系統的該主機電源調節為適用的電壓。
13.如權利要求9-12中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置包括不可充電電池。
14.如權利要求9-12中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置包括可充電電池。
15.如權利要求9-12中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置包括電容、電容與電感的組合及電容、電感與電阻的組合中的任一。
16.一種具供電功能的非揮發性存儲裝置，基特征為包括一邊接端口，電連結至一主機，該主機將一數據與一主機電源經由連結該連接端口的一外部總線提供至該具供電功能的非揮發性存儲裝置；一內存系統，暫存由該連接端口所接收的該數據，再進一步將暫存的該數據寫入至一非揮發性內存中；以及一電力供應裝置，當該主機電源消失時，提供一后備電力至該內存系統。
17.如權利要求16所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該連接端口包括適用于連結通用序列總線接口、1394接口、串行傳輸接口、并行傳輸接口、個人計算機存儲卡接口、快閃存儲卡接口、安全數字存儲卡接口、多媒體存儲卡接口與存儲棒接口其中之一的接口連接裝置。
18.如權利要求16所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置還包括一充電模塊，該充電模塊接收該主機電源，并以該主機電源對該后備電力進行充電操作。
19.如權利要求16所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為還包括一電源調節器，該電源調節器將供應至該內存系統的該主機電源調節為適用的電壓。
20.如權利要求16-19中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置包括不可充電電池。
21.如權利要求16-19中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置包括可充電電池。
22.如權利要求16-19中任一項所述的具供電功能的非揮發性存儲裝置，其特征為該電力供應裝置包括電容、電容與電感的組合及電容、電感與電阻的組合中的任一。
專利摘要一種具供電功能的非揮發性存儲裝置，其具有連接端口、電力供應裝置與內存系統。其中，主機將數據與主機電源經由連結連接端口的外部總線提供至此具供電功能的非揮發性存儲裝置。內存系統暫存由連接端口所接收的數據，再進一步將暫存的數據寫入至非揮發性內存中。電力供應裝置則在主機電源消失時，提供后備電力以供應內存系統將目前暫存的數據寫入至非揮發性內存中，以使此數據為可讀。
文檔編號G06F1/30GK2575753SQ0223651
公開日2003年9月24日 申請日期2002年5月24日 優先權日2002年5月24日
發明者林育川, 陳俊杰, 沈鴻儒, 吳建樺, 邱勝琳, 王煥東, 洪新智 申請人:錸德科技股份有限公司