专利名称：闪存卡数码驱动器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及存储器与电脑主机进行数据交换的一种驱动装置，特别是闪存卡数码驱动器。
闪存半导体集成技术的不断提升，推动了数码产品的更进一步发展，再加上家用和商用电脑的广泛普及，这就为具备大容量储存数据能力的闪存卡拓展了日益广阔的发展空间和需求市场。当然，人们也对闪存卡的读写提出了更高的要求，闪存卡作为便携式存储器应该实现真正意义上的可移动存储，充分利用并发挥其内在优势。为此，闪存卡数码驱动器一直是本公司致力于研究开发的重点领域。但是，闪存卡并无统一标准，不同数码产品厂商各自有自己的闪存卡规格，使得各种闪存卡的接口不一样，互不兼容。目前市场上流行的有六种闪存卡Compact Flash卡、Smart Media卡、Memory Stick卡、Multimedia Card卡、Secure Digital卡和Microdriver卡，分别简称为CF卡、SM卡、MS卡、MMC卡、SD卡和MD卡。从电脑操作系统来看，微软新的操作系统如WINDOWS ME、WINDOWS 2000、WINDOWS XP系统均支持USB大容量存储设备(USB MassStorage)，即直接将这些大容量存储设备的驱动程序内置到操作系统中。但是，微软的NT操作系统却不支持USB接口，因此NT操作系统的用户只能通过IDE接口或PCI接口来扩充所需求的各种闪存卡数据交换接口。这些都对闪存卡数码驱动器提出了技术上的要求。现有的闪存卡驱动器控制软件所采用的存储器是只能读而不能写的存储器，如EPROM或ROM存储器，来存储固件程序(Firmware)，存在着不便于做到随时升级或更新固件以保持向后兼容的缺陷，因而不能很好地顺应数码技术和数码产品的发展潮流。
本实用新型的技术方案如下闪存卡数码驱动器，包括微处理器，与该微处理器相连接的数据暂存器、带插接槽的电脑通用接口控制器、带插卡槽的各种闪存卡接口控制器，以及电源稳压电路和固件存储单元，其特征在于所述固件存储单元内设置有可通过USB/IDE/IEEE1394接口直接烧写固件程序的闪存存储器，该闪存存储器与所述微处理器相连接。
所述闪存存储器可内置或者外接于所述微处理器。
所述闪存卡接口控制器的插卡槽为二合一插卡槽或四合一插卡槽。
所述闪存卡接口控制器的插卡槽为两个，其一为二合一插卡槽，其二为四合一插卡槽。
所述二合一插卡槽相配于CF卡和MD卡，所述四合一插卡槽相配于SM卡、MS卡、MMC卡和SD卡。
所述电脑通用接口控制器适配于USB接口、IEEE1394接口或IDE接口。
所述电脑通用接口控制器的插接槽与标准USB线、标准IEEE1394线或标准IDE线的接线端子相适配。
所述电源稳压电路与所述电脑通用接口的接口界面供应电源相匹配。本实用新型的技术效果如下本实用新型由于采用了与所述微处理器相连接的可通过USB/IDE/IEEE1394接口直接烧写固件程序的闪存存储器这一核心技术，使得固件存储单元内的存储器满足了即能读又能写的功能要求，从而为本实用新型闪存卡数码驱动器做到随时升级或更新固件以保持向后兼容带来了极大的便利，也为本实用新型支持未来更大容量的闪存卡提供了充分的条件。本实用新型由于设置了与微处理器相连接的接口控制器并且带相应的插槽，而且可以采用USB界面或IDE界面或IEEE1394界面，这就可对多种电脑及其操作系统提供支持，再加上接口控制器，特别是各种闪存卡接口控制器及其内含的相应电路的设置，使得本实用新型能够很方便地对各种闪存卡的存储数据进行读写控制。
本实用新型技术方案的提出基于如下理由因各种闪存卡的接口不同，微处理器操作存在差异，CF卡和MD卡提供的是ATAPI接口，微处理器实际上是完成USB/IDE/1394接口到ATAPI的桥接功能，把主机的读写命令和数据发送到快闪存储卡上，并将快闪存储卡返回的状态和数据发送回主机；SM卡、MMC卡、SD卡和MS卡，这些卡有各自特殊的接口总线，微处理器通过内部的微控制器的系统总线及通过I/O线与闪存设备连接，微处理器除了实现与主机之间的数据/命令传输外，还需要根据主机的命令对闪存卡进行读/写/格式化操作，实现闪存卡逻辑扇区与物理扇区之间的转换以及数据错误校正的操作。
根据各种闪存卡不同的规格与卡体结构，本实用新型采用了多合一插卡槽技术，即多种闪存卡能够共用一个插入槽口，但闪存卡各自的触点仍然电连接于各自的接口控制电路。这样的设计使得本实用新型闪存卡数码驱动器的外形结构更加紧凑，轻巧易带，使用方便，为闪存卡作为便携式存储器实现真正意义上的可移动存储提供了技术支持。
由于本实用新型可以采用IDE接口，能够支持微软的NT操作系统，以实现相互之间的数据传输。
由于本实用新型可以通过其电源稳压电路直接接入电脑接口界面供应的电源，如USB界面供应电源，所以无须外接电源供应器。这极大地方便了使用者，符合用户的需求和促进技术进步的趋势。
图1为本实用新型的电路方框图；图2为本实用新型的软件原理方框图；图3为本实用新型USB接口的通用硬件电路原理图。
图中标记列示如下1-微处理器；2-数据暂存器；3-各种闪存卡接口控制器；4-四合一插卡槽；5-二合一插卡槽；6-电源稳压电路；7-电脑通用接口；8-电脑通用接口控制器；9-闪存存储器。
如图1所示的电路结构方框图表明，本实用新型以微处理器1为核心，与微处理器1相连接的有数据暂存器2、各种闪存卡接口控制器3、电脑通用接口控制器8和含固件程序的闪存存储器9，电脑通用接口控制器8连接有电脑通用接口7即PC标准接口，各种闪存卡接口控制器3连接有四合一插卡槽4和二合一插卡槽5，四合一插卡槽4相配于SM卡、MS卡、MMC卡和SD卡，二合一插卡槽5相配于CF卡和MD卡。另外，图1中所示的电源稳压电路6用来将从电脑通用接口的接口界面获得的5伏电源电压调变成适合于闪存卡的3.3伏电压。
结合图2所示的本实用新型的软件原理方框图，将通过电脑与本实用新型对闪存卡具体实现读写功能的步骤详述如下对闪存卡读的操作步骤为上层操作系统接受用户的读命令；其命令格式为现今熟悉的磁盘操作命令；上层操作系统将所述读命令发送给驱动程序(Driver)；驱动程序将磁盘操作使用的读命令转换成驱动固件能理解并执行的特定的读操作指令，并传送给底层操作系统；底层操作系统将转换后的特定的读操作指令经通用通道控制电路传送给所述驱动固件；该驱动固件执行读操作，读取相应闪存卡存储的数据，并将结果及状态传送回驱动程序。
对闪存卡写操作步骤为
上层操作系统接受用户的写命令；其命令格式为现今熟悉的磁盘操作命令；上层操作系统将所述写命令发送给驱动程序；驱动程序将磁盘操作使用的写命令转换为驱动固件能理解并执行的多个特定的操作指令，并逐个传送给底层操作系统；底层操作系统将转换后的特定的操作指令经通用通道控制电路传送给所述驱动固件，由驱动固件将数据写入相应闪存卡的存储区域，并将写入后的结果与状态经固件控制程序(Firmware)传送回驱动程序(DRIVER)。
具体电气方面，如图3所示的本实用新型的通用硬件电路原理图，从该图中可以看出，本实用新型支持CF卡、MD卡、SM卡、MS卡、MMC卡和SD卡的读写J1插槽支持CF卡和MD卡的读写操作；J2支持SM卡、MS卡、MMC卡、SD卡读写操作；U1为微处理控制CPU，内置各种接口控制电路、固件，控制各种卡的读写；J3通用串行总线插槽，与主机连接；U2为直流电源转换芯片。
对各种卡具体实现读写功能叙述如下U2为直流电源转换器，通过J3第一脚从USB口接入5V电源，转换成3.3V输出，为U1及各种卡提供操作电源。
CF、MD卡本身是标准的ATAPI的接口，通过U1 62接脚CF CD来判定是否有卡插入，当侦测到有CF卡或MD卡插入，U1调用固件中相应的程序，通过CF_D0～CF_D3线控制卡中的16个寄存器的读写状态，最终用CF_D0～CF_D15来并行读写数据，并反馈读写信息。
SM卡内因无控制芯片，为并行数据读写格式，通过U193脚来侦测卡的插入状况，当有SM卡插入时，U1先通过SM_D0～SM_D7读取存储在SM的身份资料，包括容量、存储结构等，并调用固件相应的控制程序，控制U1对SM进行读写操作。并通过U1第36脚高低电平，来实现SM的写保护功能。
SD卡、MMC卡和MS卡为串行数据读写方式，当卡插入J2后，U1先通过取存储在卡内的身份资料，包括容量、存储结构等，并调用固件相应的控制程序，控制U1对这些进行读写操作。U1第34脚MS_SCLK、第43脚SD_CLK送出时钟信号，当时钟电平有效时，进行数据的读、写、删除操作。
以上所述，仅为本实用新型的优选实施方式。应当指出，对于本领域的技术人员来说，基于本实用新型同样的发明创造原理，还可以做出若干变型和改进，以及本技术方案在其他相似领域的应用，但这些均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.闪存卡数码驱动器，包括微处理器，与该微处理器相连接的数据暂存器、带插接槽的电脑通用接口控制器、带插卡槽的各种闪存卡接口控制器，以及电源稳压电路和固件存储单元，其特征在于所述固件存储单元内设置有可通过USB/IDE/IEEE1394接口直接烧写固件程序的闪存存储器，该闪存存储器与所述微处理器相连接。
2.根据权利要求1所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述闪存存储器可内置或者外接于所述微处理器。
3.根据权利要求2所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述各种闪存卡接口控制器的插卡槽为二合一插卡槽或四合一插卡槽。
4.根据权利要求1所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述各种闪存卡接口控制器的插卡槽为两个，其一为二合一插卡槽，其二为四合一插卡槽。
5.根据权利要求4所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述二合一插卡槽相配于CF卡和MD卡，所述四合一插卡槽相配于SM卡、MS卡、MMC卡和SD卡。
6.根据权利要求5所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述电脑通用接口控制器适配于USB接口、IEEE1394接口或IDE接口。
7.根据权利要求6所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述电脑通用接口控制器的插接槽与标准USB线、标准IEEE1394线或标准IDE线的接线端子相适配。
8.根据权利要求1-7中之一所述的闪存卡数码驱动器，其特征在于所述电源稳压电路与所述电脑通用接口的接口界面供应电源相匹配。
专利摘要本实用新型提供一种能够对各种闪存卡的存储数据进行读写控制的、并便于做到随时升级或更新固件以保持向后兼容的闪存卡数码驱动器。技术方案为闪存卡数码驱动器，包括微处理器和与该微处理器相连接的数据暂存器、带插接槽的电脑通用接口控制器、带插卡槽的闪存卡接口控制器，以及电源稳压电路和固件存储单元，其特征在于所述固件存储单元内设置有可通过USB/IDE/IEEE1394接口直接烧写固件程序的闪存存储器，该闪存存储器与所述微处理器相连接。本实用新型支持现有的多种电脑操作系统，能够读取现有的6种闪存卡，并能够支持未来更大容量的闪存卡。
文档编号G06F9/30GK2604723SQ0320465
公开日2004年2月25日 申请日期2003年2月26日 优先权日2003年2月26日
发明者何文, 林辉 申请人:北京金盛怡科技有限公司