專利名稱：一種電腦硬盤仿真卡的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電腦硬盤仿真卡，屬計算機外部設備領域。
現有技術采用普通SSD電子盤卡來進行電腦硬盤仿真，這種方法雖然可以在功能上達到硬盤仿真的要求，但結構復雜，成本很高，無法普及和擴大應用領域。特別是現有技術在結構上還另外包括一個單獨的指令產生電路和一個指令存貯器，更進一步地增加了結構上的復雜程度。參見中國實用新型專利［專利號90206931.4和91217241.X］。
本實用新型的目的在于提供一種與現有技術相比結構更為簡單、成本更低、可靠性更高更便于普及應用的電腦硬盤仿真卡。
本實用新型的目的是這樣實現的一種由數字邏輯控制器和存貯器所組成的電腦硬盤仿真卡，數字邏輯控制器包括總線接口控制電路、分頁共享式存貯器控制電路和頁地址電阻群三部分。
總線接口控制電路與微機總線上的地址總線和控制總線相連，其作用是利用地址總線和控制總線對地址進行譯碼，產生存貯器控制信號和分頁共享式存貯器控制電路的時序控制信號。分頁共享式存貯器控制電路與微機地址總線、數據總線和總線接口控制電路所產生的時序控制線相連，微機地址總線作用于分頁共享式存貯器控制電路，將存貯器在微機地址空間內以分頁共享的形式分成兩個存貯器窗口映象，微機數據總線和總線接口控制電路所產生的時序控制線作用于分頁共享式存貯器控制電路，使上述兩個存貯器窗口映象共享同一塊存貯器，其中一個窗口映象是BIOS，另一個窗口映象是硬盤仿真存貯體，卡上所固化的操作系統、常用命令程序、漢字系統和其它程序就保存在這個存貯體當中。分頁共享式存貯器控制電路所產生的頁地址總線，可將存貯器分成多個頁面，利用頁尋址的方式透過較小的存貯器窗口映象尋址很大的存貯器空間，上述硬盤仿真存貯體便工作于這一模式下，因此這種控制體制一方面使存貯器共享成為可能，另一方面又使存貯器的控制與尋址成為現實，很好地實現了存貯器的分頁共享功能，所帶來的積極效果就是省去了傳統的BIOS專用控制程序存貯器和相應的控制電路，不但降低了成本而且簡化了電路。存貯器與微機總線上的地址總線和數據總線相連，同時還與總線接口控制電路所產生的存貯器控制線以及分頁共享式存貯器控制電路所產生的頁地址總線相連，總線接口控制電路所產生的控制線其作用是控制存貯器的讀寫。微機地址總線和分頁共享式存貯器控制電路所產生的頁地址總線共同加載于存貯器，產生存貯器物理地址，BIOS的程序指令以及硬盤仿真存貯體內的數據均通過微機數據總線傳送至微機。連接至存貯器的地址總線的寬度限定了存貯器窗口映象的大小；頁地址總線的寬度限定了頁面的數量。頁地址總線電阻群與分頁共享式存貯器控制電路所產生的頁地址總線相連，每一根頁地址線均與相應的一支電阻相連接，頁地址總線電阻群的作用是在頁地址總線浮空的情況下，仍能保證頁地址總線上出現特定的頁地址，避免了該總線出現數據不確定狀態，為分頁共享的控制創造條件，頁地址總線電阻群可由電阻排或多個分立電阻構成。存貯器由非易失性半導體存貯器構成，這類存貯器包括EPROM、EEPROM、MASKROM、FLASHMEMORY、PROM等，采用非易失性存貯器的作用是保證數據的長年保存以及斷電后不丟失數據，因此也提高了可靠性。存貯器可由一片大容量半導體存貯器芯片構成也可由多片構成。總線接口控制電路還可與一個地址選擇器相迷連，地址選擇器采用數位拔動開關結構，其作用是設定存貯器窗口映象在微機地址空間的起始位置，并提供若干種選擇以滿足在電腦不同配置情況下工作的需要，提高適用性。總線接口控制電路與分頁共享式存貯器控制電路可分別由門陣列芯片或ASIC芯片構成，從而提高了集成度，進一步簡化以電路結構，減少了PCB板的面積，也更進一步降低了成本，同時還提高了硬盤仿真卡的保密程度。整個硬盤仿真卡被制成標準的微機插卡，可插入微機標準總線插口并固定于機箱之上。
本實用新型具有以下突出特點(1)采用分頁共享式存貯器控制方式工作，使程序和數據共享同一存貯器，不但節省了程序存貯器和相應的控制電路，而且還可以透過較小的窗口映象管理較大的存貯器空間，簡化了結構，降低了成本，提高了可靠性；(2)數字邏輯控制器的獨有結構有利于采用門陣列和其他超大規模集成電路設計實現，因此提高了集成度，進一步簡化了電路設計、提高了保密性，同時由于元器件總數的降低、PCB板面積的減少，更進一步降低了成本，提高了可靠性；(3)能夠管理大容量內存，仿真大容量磁盤，因此功能較強；(4)采用微機標準總線接口，兼容性、適用性較強；(5)由于材料和制造成本的降低，使該卡的價格降低，有利于推廣和普及。
附圖共有2張
圖1是本實用新型的原理框圖；圖2是本實用新型優選實施例的電路原理圖。
在圖1給出的原理框圖中，(1)表示數字邏輯控制器，(2)表示存貯器，(3)表示總線接口控制電路，(4)表示分頁共享式存貯器控制電路，(5)表示頁地址總線電阻群，(6)表示地址選擇器，(7)表示微機總線，(8)表示總線接口控制電路和地址選擇器，(9)表示頁地址總線，(10)表示存貯器控制線，(11)表示時序控制線。
在圖2給出的優選實施例中，U1為總線接口控制電路，由門陣列構成，型號為16V8；U2為分頁共享式存貯器控制電路，由門陣列芯片構成，型號為18CV8；U3為存貯器，型號為27C010、27C020或27C040。容量為1兆位至4兆位；P1為微機總線；PR1為頁地址總線電阻群，采用標準電阻排；S1為地址選擇器，由4位撥動開關構成。
在本優選實施例中，總線接口控制電路U1與微機總線P1上的地址總線A13～A19、控制總線／MEMR／MEMW相連，并產生存貯器控制信號／OE／CE與存貯器U3相連，還在17腳和18腳上產生兩個時序控制線與分頁共享式存貯器控制電路U2相連；地址選擇器S1有四條信號線與U1相連；U2與微機總線上的數據總線及A12地址總線相連，同時還與U1所產生的兩條時序控制線相連，產生一組頁地址總線；頁地址總線電阻群PR1與頁地址總線的每一條地址線相連，使該總線在任意工作狀態下都有確定的輸出信號；存貯器U3與P1上的地址總線A0～A11以及U2產生的7條頁地址總線相連，上述兩條地址總線相加構成存貯器U3的物理地址，存貯器中的數據通過與P1相連的總線D0～D7傳送給微電腦，U3的讀取操作是在與之相連的由U1所產生的存貯器控制信號的作用下完成的；U1完成對微機總線P1的譯碼，將存貯體在地址空間內分成相連的兩個窗口映象，每個窗口的大小為4K；BIOS和硬盤仿真存貯體分別占據這兩個窗口；U2又將整個存貯器U3的全部空間通過分頁的方式映射到其中的一個窗口上，這個窗口就是硬盤仿真存貯器所占據的窗口，總的頁數為128頁；BIOS和硬盤仿真存貯體就是通過上述機制共享同一塊存貯器空間；本硬盤仿真卡在與電腦一起工作時，一個窗口內的BIOS獲取系統的控制權，并完成初始化操作，在這之后，對于硬盤的一切操作都由這個窗口內的BIOS轉換為對另一個窗口內分頁尋址的硬盤仿真存貯體的操作，從而達到了仿真硬盤的目的；S1為上述存貯器窗口地址的起始位置提供了最多達8種或16種的選擇。
本優選實施例的電腦硬盤仿真卡僅由二片門陣列芯片、一片存貯器芯片、一個電阻排和一個四位撥動開關以及其它少量分立元件構成，結構簡單，可靠性高，并且成本較低。其物理結構為標準的微機插卡，可插入微機總線擴展槽內，并可用螺絲將其固定于電腦機箱之上。
權利要求1.一種微電腦硬盤仿真卡，由數字邏輯控制器(1)和存貯器(2)組成，其特征在于數字邏輯控制器(1)包括總線接口控制電路(3)、分頁共享式存貯器控制電路(4)和頁地址總線電阻群(5)三部分；總線接口控制電路(3)與微機總線(7)上的地址總線和控制總線相連；分頁共享式存貯控制電路(4)與微機總線(7)上的地址總線和數據總線相連，同時與總線接口控制電路(3)產生的時序控制線(11)相連；存貯器(2)與微機總線(7)上的地址總線和數據總線相連，同時與總線接口控制電路(3)所產生的存貯控制線(10)以及分頁共享式存貯器控制電路(4)所產生的頁地址總線(9)相連；頁地址總線電阻群(5)與分頁共享式存貯器控制電路(4)所產生的頁地址總線(9)相連；存貯器在微機地址的空間內以分頁共享的形式構成兩個窗口映象，其中一個是BIOS，另一個是工作于頁模式的硬盤仿真存貯體；存貯器(2)由非易失性半導體存貯器構成。
2.根據權利要求1所述的電腦硬盤仿真卡，其特征是還有一個地址選擇器(6)與總線接口控制電路(3)相連。
3.根據權利要求1或2所述的電腦硬盤仿真卡，其特征是總線接口控制電路(3)與分頁共享式存貯器控制電路(4)分別由門陣列芯片或ASIC芯片構成。
4.根據權利要求1、2或3所述的電腦硬盤仿真卡，其特征是全部硬件是一個可插入微機標準總線插口并可固定于微機機箱之上的插卡。
專利摘要一種電腦硬盤仿真卡，由存貯器和數字邏輯控制器組成，可插入微機標準總線插槽，適用于無硬盤電腦，替代硬盤由硬件直接開機啟動。卡上還可固化常用DOS命令、應用程序、漢字系統、排版系統等。該卡具有結構簡單、集成度高、可靠耐用、價格低、適用性好、功能強、保密度高、便于普及等特點，廣泛應用于家用電腦、工業控制、智能化終端、微機化儀器儀表和機電一體化產品等領域。
文檔編號G06F3/06GK2194526SQ9421137
公開日1995年4月12日 申請日期1994年5月23日 優先權日1994年5月23日
發明者靳奕 申請人:靳奕