專利名稱：無線數據存儲裝置及方法
技術領域：
本發明涉及數據信息的傳輸及處理，尤其是涉及一種數據處理系統的外存儲裝置及方法。
背景技術：
電腦等各類數據處理系統均采用各種外存儲設備以保存大容量的數據、擴展系統的處理能力、備份重要文件和/或共享數據。隨著信息技術的發展，目前已有軟盤、可移動硬盤、MO、CD-RW、ZIP盤以及FLASH(閃存)存儲設備等產品面世。
但是，現有的外存儲設備均具有一定的缺陷。其中，軟盤的容量較小，已無法適應目前大量的圖形數據、音頻數據的存儲和交換；而且，軟盤在操作時需要采用具有機械動作配合的軟盤驅動器，從而產生速度慢、能耗高和可靠性相對較差的缺點。可移動硬盤容易損壞，而MO、CD-RW、ZIP盤等均需要額外的驅動設備支持，體積較大，價格也比較貴。
FLASH存儲設備采用閃存介質，具有體積小、重量輕、便攜、安全可靠、等優點，代表了存儲設備的一種主要發展趨勢。
FLASH存儲設備包括USB(通用串行總線)閃存盤和各種FLASH移動存儲卡(如壓縮閃存卡(CompactFlash卡)、小型智能介質存儲卡(SmartFlash卡)、多媒體卡(Multimedia Card)、安全數字卡(Secure Digital Card)和記憶棒(Memory Stick)等)。
其中，FLASH移動存儲卡目前廣泛應用于數碼相機、MP3播放器等消費類電子產品，缺點在于首先，都需要電子產品提供一些硬件接口才能完成數據的存取，而硬件接口的增加將占用電子產品的空間，增加其成本；其次，無法直接與電腦交換數據，需要通過專門的讀卡器與電腦交換數據，使用復雜且增加額外的開支，并且讀卡器通常難以兼容所有的移動存儲卡；另外，讀卡器的使用對于對便攜性要求較高的人士而言也較為不便。
現有技術的USB閃存盤采用通用串行總線接口作為與電腦交換數據的接口，可直接與電腦交換數據，但是其同樣具有缺陷首先，具有對外部設備硬件的依賴性，即如果某數據處理系統需要采用USB閃存盤作為外存儲設備，則在外存儲設備較多時必須配備USB接口，對于小型的無線便攜設備來說，將導致占據過多空間且增加成本；其次，USB閃存盤在使用便利性方面還有待于提升，因為在使用USB閃存盤時總還不能避免頻繁插拔，而不規范的操作很可能破壞USB閃存盤內的數據甚至影響到USB閃存盤硬件。
發明內容
本發明解決的技術問題在于提供一種無線數據存儲裝置及方法，其可以利用數據處理系統的無線資源，節約數據處理系統的空間且降低成本。
為此，本發明解決技術問題的技術方案是提供一種無線數據存儲裝置，其特征在于包括無線傳輸單元、數據存儲控制單元和數據存儲單元；其中，所述無線傳輸單元用于建立所述裝置與外部數據處理系統之間的連接及數據通道；所述數據存儲單元用于存儲數據以實現外部數據處理系統的外存儲功能；所述數據存儲控制單元與無線傳輸單元和數據存儲單元相連，用于與無線傳輸單元進行通訊并控制數據存儲單元的讀寫操作。
其中，所述無線傳輸單元采用HiperLAN、藍牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB_OTG、UWB、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.75G和/或3G無線傳輸協議與外部數據處理系統通信。
其中，所述無線傳輸單元包括無線接收器和無線發射器。
其中，所述無線傳輸單元還包括協議處理單元，用于解析來自外部數據處理系統的數據包。
其中，所述數據存儲控制單元包括與無線傳輸單元交換數據的第一接口、與數據存儲單元通信的第二接口。
其中，所述數據存儲控制單元還包括與外部存儲設備交換數據的第三接口。
其中，所述第三接口是CF、SM、MMC、SD、MS、MD、X-D、PCMCIA、USB、IEEE1394、串行ATA和/或IDE/SCSI接口。
其中，所述數據存儲控制單元還包括加密解密器，用于對數據進行加密及解密。
其中，所述第一接口為SPI、串行、并行、I2C、PCI、USB、IDE、S-ATA和/或IEEE1394接口。
其中，所述數據存儲單元采用半導體存儲介質、磁存儲介質、光存儲介質、半導體存儲介質或硬盤。
其中，所述半導體存儲介質包括Flash Memory、FRAM、MRAM、DRAM、SDRAM、EEPROM、SRAM、EPROM或Millipede。
其中，還包括與數據存儲控制單元相連的識別碼單元，用于驗證識別碼。
本發明還提供一種無線數據存儲方法，應用于包括無線傳輸單元、數據存儲控制單元和數據存儲單元的無線數據存儲裝置，其特征在于，包括步驟1)所述無線傳輸單元建立所述裝置與外部數據處理系統之間的數據通道；2)無線傳輸單元接收來自外部數據處理系統的數據包，進行解析后將指令和數據發送至數據存儲控制單元；3)所述數據存儲控制單元根據來自無線傳輸單元的指令控制數據存儲單元的讀寫操作；4)所述數據存儲控制單元返回操作后的信息，并經無線傳輸單元發送至外部數據處理系統。
其中，所述步驟1)包括無線傳輸單元監聽無線信號，接收外部數據處理系統分配的信息。
其中，在所述步驟1)中還包括驗證用戶身份的步驟，無線傳輸單元傳輸密碼確認程序至外部數據處理系統。
其中，在步驟3)中還包括數據存儲控制單元對數據進行加密和/或解密。
其中，無線傳輸單元采用HiperLAN、藍牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB_OTG、UWB、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.75G和/或3G無線傳輸協議與外部數據處理系統通信。
相對于現有技術，本發明的有益效果是首先，由于本發明采用無線傳輸單元建立無線數據存儲裝置與外部數據處理系統的數據通道，從而無需外部數據處理系統配置較多的USB接口或讀卡器等此類硬件進行支持，只是利用外部數據處理系統自身無線方面的資源，是對系統本身能支持的軟硬件資源的外擴應用，因此具有易于使用、方便攜帶、而且節約成本的優點，可以廣泛應用于各類數據處理系統，特別是無線便攜設備(如筆記本電腦、PDA等無線設備，以及正在發展中的數字家電等)。而且本發明所述裝置還可以利用系統接口單元建立與外部數據處理系統的數據通道。
另外，所述裝置在數據收發方面可以充分利用無線數據傳輸中的校驗與出錯重發技術；在存儲方面可以采取介質存取密碼安全校驗(在使用裝置時，必須先通過密碼檢驗)和存入介質前必須經過數據加密的方法保證即使裝置遺失，數據也無法輕易被他人打開，從而實現安全方便的數據存取。
圖1是本發明無線數據存儲裝置的原理方框圖；圖2是本發明無線數據存儲裝置實施方式的方框圖；圖3是無線傳輸單元的接收及發射部分的電路原理圖；圖4是無線傳輸單元的協議處理器的電路原理圖；圖5是數據存儲控制單元的電路原理圖；圖6是數據存儲單元的電路原理圖；圖7是本發明無線數據存儲方法的流程圖；圖8至圖9是本發明無線數據存儲方法中數據交換的流程圖。
具體實施例方式
請參閱圖1，本發明無線數據存儲裝置100用于為外部數據處理系統900提供安全方便的數據存儲。所述裝置100包括無線傳輸單元110、數據存儲控制單元120和數據存儲單元130；其中，所述無線傳輸單元110用于建立所述裝置100與外部數據處理系統900之間的連接并建立數據交換的通道；所述數據存儲單元130用于存儲數據以實現外部數據處理系統900的外存儲功能；所述數據存儲控制單元120與無線傳輸單元110和數據存儲單元130相連，用于與無線傳輸單元110進行通訊并控制數據存儲單元130的讀寫操作。
本發明所述的數據處理系統900泛指各種有數據處理能力的電子設備，包括但不限于各種個人計算機、小型計算機、數據處理工作站以及各種具有外存儲功能的專用數據處理系統，特別是各類無線便攜設備(如筆記本電腦、PDA、手機等無線設備，以及具有無線資源的數字家電等)。所述無線傳輸單元110、數據存儲控制單元120和數據存儲單元130可以為獨立的器件，也可以將其中任意兩個單元整合于單一芯片或將三個單元全部集成于單一芯片中。
請一并參閱圖2，所述無線傳輸單元110可以采用通用的無線傳輸協議與外部數據處理系統900進行通訊。所述無線傳輸單元110采用HiperLAN、藍牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB OTG、UWB、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.75G和/或3G無線傳輸協議與外部數據處理系統900通信。
此外，所述裝置100既可以采用單個無線傳輸單元110、也可以采用多個相同無線傳輸單元110和/或多個不同類型無線傳輸單元110的組合，各個無線傳輸單元110通過各自基于的無線傳輸協議與不同的外部數據處理系統連接。
所述無線傳輸單元110包括無線接收器111、無線發射器112和協議處理單元113；其中，無線接收器111用于接收來自外部數據處理系統900的數據；無線發射器112用于向外部數據處理系統900發送數據；所述協議處理單元113用于解釋、轉換、控制和傳輸所述不同標準無線接口的協議，包括識別所連接的無線接口的類型，并選擇相應的接口協議，初始化與所述無線數據存儲裝置100連接的外部數據處理系統900的連接，按照相應接口標準協議的規范方法解析來自外部數據處理系統900的數據，實現數據處理系統900之間的數據交換或數據存取。
所述無線接收器111與無線發射器112及協議處理單元113可以是分立的元件，也可以集成為一體。
請參閱圖3，是無線傳輸單元110的接收和發射部分的實施例；圖4是無線傳輸單元110的協議處理器113的實施例。
此外，所述無線傳輸單元110還可以連接收發天線單元(未標示)，所述收發天線單元的主要功能在于完成與無線傳輸單元110的輸出阻抗匹配，收發天線單元可以是獨立的，也可以與無線傳輸單元110合并在一起。
請一并參閱圖2，所述數據存儲控制單元120包括第一接口121、第二接口122與處理器123；其中，所述第一接口121是數據存儲控制單元120與無線傳輸單元110進行數據交換的接口，可以是快速SPI、串行、并行、I2C、PCI、USB、IDE、S-ATA和/或IEEE1394接口；所述第二接口是數據存儲控制單元120與數據存儲單元130通訊的接口；所述處理器123支持多種不同標準的接口，用于控制所述第一接口121以實現與無線傳輸單元110的數據交換，控制所述第二接口122以實現對數據存儲單元130的讀寫操作。
所述處理器123包含無線數據收發控制器和存儲控制器，所述無線數據收發控制器和存儲控制器可以是獨立的，也可以合二為一。
所述處理器123的無線數據收發控制器中固化有第一固化軟件，其主要功能在于通過第一接口121完成與無線傳輸單元110之間的通信。
所述處理器123的存儲控制器中固化有第二固化軟件，其主要功能在于執行數據處理系統900對所述無線數據存儲裝置100的數據存儲單元130的數據存取命令。
本發明中的固化軟件是軟件和硬件的結合部分，是固化在微控制器中的軟件，微控制器上電復位后，通過運行固化在其中的固化軟件，從而完成設計者需要的一系列操作。
此外，為了保證數據存取的安全性，所述數據存儲控制單元120還包括與處理器123相連接的加密解密器124。所述加密解密器124可以是獨立的器件，采用市售器件，也可以與處理器124合并在一起。
參閱圖5，是數據存儲控制單元120的實施例。
請一并參閱圖2，所述無線數據存儲裝置100的數據存儲單元130和數據存儲控制單元120連接，其主要功能在于存儲數據文件和各種信息。所述數據存儲單元130包含了數據信號和控制信號的電平轉換電路，其存儲介質可以是半導體存儲介質，包括但不限于Flash Memory、FRAM、MRAM、DRAM、SDRAM、EEPROM、SRAM、EPROM或Millipede。一并參閱圖6，是采用三星公司的NAND Flash的實施例。當然，其存儲介質也可以是磁存儲介質、光存儲介質或硬盤。
請再次參閱圖2，所述無線數據存儲裝置100采用電源單元140供電(為了簡化線條使附圖清晰，圖2中省略了電源單元140與其他元件的連線)，從而不給外部數據處理系統900增加額外的供電上的負擔。所述電源單元140可以是光電池、原電池和/或可充電電池。所述電源單元140還可以設有變換電路為自帶的可充電電池充電。還可以設有電源控制開關，該電源控制開關可以切斷、連接所述無線數據存儲裝置100的電源供應。
所述無線數據存儲裝置100還包括與數據存儲控制單元120連接的識別碼單元150，用于驗證識別碼，該識別碼可以是一個唯一的序列號或字符串，可以作為所述無線數據存儲裝置100的電子身份證，也可以為加密解密算法提供密鑰。該識別碼可以固化在所述無線數據存儲裝置100中，也可以是能被修改的。該識別碼也可以是一組序列號或字符串。
當然，所述裝置還可以包括與外部數據處理系統交換數據的系統接口單元，所述系統接口單元可以是CF、SM、MMC、SD、MS、MD、X-D、PCMCIA、USB、IEEE1394、串行ATA和/或IDE/SCSI接口。
本發明無線數據存儲方法應用于所述無線數據存儲裝置100，其流程包括無線傳輸單元建立所述裝置與外部數據處理系統之間的數據通道的步驟；無線傳輸單元接收來自外部數據處理系統的數據包，進行解析后將指令和數據發送至數據存儲控制單元的步驟；所述數據存儲控制單元根據來自無線傳輸單元的指令控制數據存儲單元的讀寫操作的步驟；所述數據存儲控制單元返回操作后的信息，并經無線傳輸單元發送至外部數據處理系統的步驟。
下面對本發明無線數據存儲方法的流程作進一步的詳細說明，以便于對本發明的理解。
請參閱圖7，當無線數據存儲裝置100的電源單元140開啟后，首先實施步驟S1，數據存儲控制單元120進行初始化，讀取數據存儲單元130的容量并智能恢復數據。
隨后實施步驟S2，數據存儲控制單元120開啟無線傳輸單元110的電源，實現無線傳輸單元110的初始化。
隨后，無線傳輸單元110開始搜索外部數據處理系統900，如果搜索成功，則進入步驟S3；如果搜索失敗，則由無線傳輸單元110自動記錄搜索次數，并進行重新搜索，直到搜索次數達到或超過預定值(如10次)停止搜索，無線數據存儲裝置100自動斷電。
步驟S3中，無線傳輸單元110與外部數據處理系統900建立連接，并自動獲得由數據處理系統900配置的地址等信息。
依據無線傳輸單元110采用的協議類型，搜索數據處理系統900及建立連接的步驟S3可能有所不同，以無線局域網協議(802.11)為例，無線數據存儲裝置100的無線傳輸單元110上電開始工作，會對一定范圍的無線信號進行監聽與接收，同時數據處理系統900也會實施同樣的動作，所以當數據處理系統900檢測到無線數據存儲裝置100在同一個網域中，而且可以自動分配IP時，就會為該裝置100分配一個IP，從而在兩者間建立起直接通訊的連接。
步驟S4中，無線傳輸單元110使用數據處理系統900配置的信息向數據處理系統900發送數據傳送請求，并等待系統100進行確認。如果系統900確認，則進入步驟S5；如果系統900沒有確認，則重復步驟S4。
步驟S5中，無線傳輸單元110向數據處理系統900發送密碼確認程序。步驟S6中，由數據處理系統900對用戶身份進行確認。如果通過密碼校驗，則進入步驟S7；如果沒有通過密碼校驗，則重復步驟S6。
步驟S7是數據處理系統900與無線數據存儲裝置100之間進行數據交換。
待數據交換完成后，判斷用戶是否請求關閉無線數據存儲裝置100，如果是，則無線數據存儲裝置100結束工作；如果否，則返回步驟S7。
請一并參閱圖8與圖9，分別是外部數據處理系統900和無線數據存儲裝置100在讀取數據存儲單元130的數據時的操作過程示意圖。
步驟S711中，數據處理系統900選定讀取的文件名。步驟S712中，數據處理系統900將該文件名解析成一些對應的地址和長度等信息的集合。步驟S713中，數據處理系統900將單次獲得文件的地址和長度信息按照無線傳輸協議打包成固定格式的數據包。步驟S714中，數據處理系統900發送前述數據包至無線傳輸單元110。同時，等待無線數據存儲裝置100的接收確認信息，如果確認，則進入步驟S715，等待所述裝置100發送的數據；如果沒有確認，則重裝數據包并返回步驟S714。
步驟S716中，無線傳輸單元110的無線接收器111接收該數據包并通過無線發射器112發送接收確認信息。步驟S717中，無線傳輸單元110的協議處理單元113按照無線傳輸協議解析該數據包，分離出有效的信息(如起始地址和總長度等信息)。步驟S718中，無線傳輸單元110將起始地址和總長度等信息傳送到數據存儲控制單元120。
步驟S719中，數據存儲控制單元120將起始地址轉換成數據存儲單元的物理地址。步驟S720中，數據存儲控制單元120從數據存儲單元130的對應起始地址和一定空間內取出數據，并存放于數據存儲控制單元120的緩存(圖未示)中。步驟S721中，數據存儲控制單元120的加密解密器124按照解密算法解密緩存中的數據。步驟S722中，數據存儲控制單元120將解密后的數據傳送到無線傳輸單元110。
步驟S723中，無線傳輸單元110的協議處理單元113按照無線傳輸協議增加協議信息，并將其傳送到無線發射器112。步驟S724中，無線發射器112按照無線傳輸協議將數據傳送到外部數據處理系統900。同時，等待數據處理系統900的接收確認信息，如果沒有確認，則重裝數據并返回步驟S724；如果確認，則判斷單次獲取數據是否發送完畢。如果否，則返回步驟S722；如果是，則判斷是否完成所有數據的讀取。如果是，則結束無線數據存儲裝置的工作；如果否，則更新物理起始地址和長度信息，并返回步驟S720。
步驟S725中，數據處理系統900接收來自無線數據存儲裝置100的數據。步驟S726中，數據處理系統900解析前述數據并存儲于系統內。同時判斷是否完成所有數據的讀取，如果是，則結束讀取流程；如果否，則返回步驟S713。
所述無線數據存儲裝置100的數據存儲過程是上述讀取過程的逆過程，包括如下步驟無線傳輸單元110接收來自外部數據處理系統900的包含數據存儲指令的數據包，按照無線傳輸協議解析該數據包，并將數據包中的指令數據通過第一接口121發送到數據存儲控制單元；
數據存儲控制單元120依據相應的指令通過第二接口122與數據存儲單元130通信，啟動數據存儲單元130的設置，并等待數據包的到來；無線傳輸單元110接收包括通訊協議包頭的數據包，解析該數據包并將其中有效的數據發送到數據存儲控制單元120；數據存儲控制單元120對數據進行加密，再把加密后的數據存放到數據存儲單元。
待數據存儲完成后，無線數據存儲裝置100反饋儲存成功信息至數據處理系統900。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種無線數據存儲裝置，其特征在于包括無線傳輸單元、數據存儲控制單元和數據存儲單元；其中，所述無線傳輸單元用于建立所述裝置與外部數據處理系統之間的連接及數據通道；所述數據存儲單元用于存儲數據以實現外部數據處理系統的外存儲功能；所述數據存儲控制單元與無線傳輸單元和數據存儲單元相連，用于與無線傳輸單元進行通訊并控制數據存儲單元的讀寫操作。
2.根據權利要求1所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述無線傳輸單元采用HiperLAN、藍牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB_OTG、UWB、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.75G和/或3G無線傳輸協議與外部數據處理系統通信。
3.根據權利要求2所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述無線傳輸單元包括無線接收器和無線發射器。
4.根據權利要求3所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述無線傳輸單元還包括協議處理單元，用于解析來自外部數據處理系統的數據包。
5.根據權利要求1所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述數據存儲控制單元包括與無線傳輸單元交換數據的第一接口、與數據存儲單元通信的第二接口。
6.根據權利要求5所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述裝置還包括與外部數據處理系統交換數據的系統接口單元。
7.根據權利要求6所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述系統接口單元是CF、SM、MMC、SD、MS、MD、X-D、PCMCIA、USB、IEEE1394、串行ATA和/或IDE/SCSI接口。
8.根據權利要求5所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述數據存儲控制單元還包括加密解密器，用于對數據進行加密及解密。
9.根據權利要求5所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述第一接口為SPI、串行、并行、I2C、PCI、USB、IDE、S-ATA和/或IEEE1394接口。
10.根據權利要求1至9任一項所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述數據存儲單元采用半導體存儲介質、磁存儲介質、光存儲介質、半導體存儲介質或硬盤。
11.根據權利要求10所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述半導體存儲介質包括Flash Memory、FRAM、MRAM、DRAM、SDRAM、EEPROM、SRAM、EPROM或Millipede。
12.根據權利要求1所述的無線數據存儲裝置，其特征在于還包括與數據存儲控制單元相連的識別碼單元，用于驗證識別碼。
13.一種無線數據存儲方法，應用于包括無線傳輸單元、數據存儲控制單元和數據存儲單元的無線數據存儲裝置，其特征在于，包括步驟1)所述無線傳輸單元建立所述裝置與外部數據處理系統之間的數據通道；2)無線傳輸單元接收來自外部數據處理系統的數據包，進行解析后將指令和數據發送至數據存儲控制單元；3)所述數據存儲控制單元根據來自無線傳輸單元的指令控制數據存儲單元的讀寫操作；4)所述數據存儲控制單元返回操作后的信息，并經無線傳輸單元發送至外部數據處理系統。
14.根據權利要求13所述的無線數據存儲裝置，其特征在于所述步驟1)包括無線傳輸單元監聽無線信號，接收外部數據處理系統分配的信息。
15.根據權利要求13所述的無線數據存儲裝置，其特征在于在所述步驟1)中還包括驗證用戶身份的步驟，無線傳輸單元傳輸密碼確認程序至外部數據處理系統。
16.根據權利要求13所述的無線數據存儲裝置，其特征在于在步驟3)中還包括數據存儲控制單元對數據進行加密和/或解密。
17.根據權利要求13所述的無線數據存儲裝置，其特征在于無線傳輸單元采用HiperLAN、藍牙、IrDA紅外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、RS232、RS485、USB_OTG、UWB、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.75G和/或3G無線傳輸協議與外部數據處理系統通信。
全文摘要
本發明公開了一種無線數據存儲裝置，包括無線傳輸單元、數據存儲控制單元和數據存儲單元；其中，所述無線傳輸單元用于建立所述裝置與外部數據處理系統之間的連接及數據通道；所述數據存儲單元用于存儲數據以實現外部數據處理系統的外存儲功能；所述數據存儲控制單元與無線傳輸單元和數據存儲單元相連，用于與無線傳輸單元進行通訊并控制數據存儲單元的讀寫操作。
文檔編號H04B5/02GK1661581SQ20041000754
公開日2005年8月31日 申請日期2004年2月27日 優先權日2004年2月27日
發明者楊龍和, 周雪強 申請人:深圳市朗科科技有限公司