CN103309836A

CN103309836A - 一种存储装置

Info

Publication number: CN103309836A
Application number: CN2013102886703A
Authority: CN
Inventors: H·F·黄; 王金虎
Original assignee: WUXI YUNDONG TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: WUXI YUNDONG TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明公开了一种存储装置，包括：第一印制电路板，其具有一控制器、与控制器分别电性连接的若干第一存储元件和若干多路复用器、与所述多路复用器分别电性连接的第一接口及第二接口；以及第二印制电路板，其具有若干第二存储元件及第三接口，所述第三接口与第一接***动收容并相互电性连接。在本发明中，通过具有非易失性存储器、控制器、多路复用器的第一印制电路板与具有易失性存储器的第二印制电路板通过第三接口与第一接***动收容并相互电性连接，以组合成该存储装置，降低了对资源的浪费；同时通过第一印制电路板上的第一扩展口，提高了用户对该存储装置中的易失性存储器和/或非易失性存储器进行扩展的便捷性。

Description

一种存储装置

技术领域

本发明涉及计算机存储技术领域，尤其涉及用于计算机存储***中的一种可活动分离设置的一种存储装置。

背景技术

计算机的数据存储***以易失性存储器(Volatile Memory)为主(例如DRAM)。易失性存储器的特点为运行速度快，单位比特面积小，价格低廉，但当计算机在掉电情况下，该易失性存储器所临时存储的数据会消失。

美国公告授权专利“HYBRID NONVOLATILE RAM”，授权公告号US8074034B2公开了一种混合存储器，其在控制器及电源控制器的控制下，当计算机***突然断电时，可以将易失性存储器中动态保存的数据快速地保存至非易失性存储器中，从而有效地保护计算机***中的“元数据”，从而提高计算机***的稳定性和可靠性。

但是，这种现有技术在实际使用过程中，必须将所有的控制器、易失性存储器、非易失性存储器等元件整合在一块印制电路板上。这样就带来了一定的局限性。

首先，易失性存储器与非易失性存储器通常采用表面贴装技术(SMT)与印制电路板电性连接。所以，后期用户无法根据其使用需要增加易失性存储器与非易失性存储器的容量或带宽。

其次，如果在用户现有的计算机主板上将内存条拔出，替换成现有技术中的混合存储装置的话，该用户现有的内存条就无法使用，这样就增加了用户的经济负担，增加了资源的浪费。

有鉴于此，有必要对现有技术中的混合存储装置予以改进，以解决上述技术瑕疵。

发明内容

本发明的目的在于公开了一种存储装置，用以提高用户对存储装置中的易失性存储器和/或非易失性存储器进行扩展的便捷性；同时降低用户的使用成本，降低对现有资源的浪费。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种存储装置，包括：

第一印制电路板，其具有一控制器、与控制器分别电性连接的若干第一存储元件和若干多路复用器、与所述多路复用器分别电性连接的第一接口及第二接口；以及

第二印制电路板，其具有若干第二存储元件及第三接口，所述第三接口与第一接***动收容并相互电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述存储装置还包括设置在第一印制电路板上的第一扩展口，所述第一扩展口与控制器和/或第一接口电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一扩展口是高速接口。

作为本发明的进一步改进，所述第一扩展接口包括数据针脚及电源针脚，用以连接若干闪存和/或DRAM。

作为本发明的进一步改进，所述存储装置还包括设置在第一印制电路板上电性连接第一接口和控制器的第二扩展口，以及与所述第二扩展口相连的储能装置；

所述第二扩展接口包括至少两个供电针脚。

作为本发明的进一步改进，所述储能装置包括超级电容。

作为本发明的进一步改进，所述第一接口与第三接口形成互为活动收容并基于DIMM协议的插头及插座。

作为本发明的进一步改进，所述第二接口是基于DIMM协议或者PCI-e协议的插头或者插座。

作为本发明的进一步改进，所述第一存储元件为非易失性存储器，所述第二存储元件为易失性存储器。

作为本发明的进一步改进，所述第一印制电路板与第二印制电路板呈对向、垂直或者平行排布。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本发明中，通过具有非易失性存储器、控制器、多路复用器的第一印制电路板与具有易失性存储器的第二印制电路板通过第三接口与第一接***动收容并相互电性连接，可充分利用用户现有的内存条，以组合成该存储装置，从而降低了对资源的浪费；同时通过第一印制电路板上的第一扩展口，提高了用户对存储装置中的易失性存储器和/或非易失性存储器进行扩展的便捷性。

附图说明

图1为本发明一种存储装置的第一种电路结构图；

图2为本发明一种存储装置的第二种电路结构图；

图3为本发明一种存储装置的第三种电路结构图；

图4为本发明一种存储装置的第四种电路结构图；

图5为本发明一种存储装置的第五种电路结构图；

图6为本发明一种存储装置中的第二接口为基于PCI-e协议的插头的第六种电路结构图；

图7为本发明一种存储装置中的第一印制电路板与第二印制电路板呈对向排布时插接前的正视图；

图8为图7中所示的第一印制电路板与第二印制电路板呈对向排布时插接后的正视图；

图9为图7中所示的第一印制电路板的立体图；

图10为图7中所示的第一印制电路板另一侧的立体图；

图11为图7中所示的第一印制电路板未设置第一扩展口与第二扩展口的立体图；

图12为本发明一种存储装置中的第一印制电路板与第二印制电路板呈平行排布时插接前的立体图；

图13为图12中所示的第一印制电路板与第二印制电路板呈平行排布时插接后的立体图；

图14为实施例六中的第一印制电路板与第二印制电路板呈平行排布时插接前的立体图；

图15为图14中所示的第一印制电路板与第二印制电路板呈平行排布时插接后的立体图。

其中，附图标记说明如下：

HOST-1；第一印制电路板-10；第二印制电路板-20；控制器-101；第一存储元件-102；第二存储元件-201；多路复用器-103；第一接口-104；第二接口-105；第三接口-202；电源管理模块-106；第一扩展口-110；第二扩展口-120；储能装置-121；供电针脚-1201；第三接口的金手指-2021；数据针脚-1101；电源针脚-1102；卡口-203；卡扣-1041；DRAM-2011。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换、替代及组合，均属于本发明的保护范围之内。

实施例一

请参图1以及图7至图9、以及图11所示的本发明一种存储装置的第一种具体实施方式。

在本实施方式中，一种存储装置100，包括：

第一印制电路板10，其具有一控制器101、与控制器101分别电性连接的四个第一存储元件102和四个多路复用器(MUX)103、与所述多路复用器103分别电性连接的第一接口104及第二接口105。

具体的，该控制器101与四个第一存储元件102分别并行电性连接，该控制器101与四个多路复用器(MUX)103分别并行电性连接。

所述控制器101是基于FPGA的芯片或者具逻辑控制功能的ASIC。

具体的，所述多路复用器(MUX)103是一种高速信号切换装置，其内部有受外部电压信号控制的多个高速电子开关(未图示)，每个高速电子开关的通/断与控制信号相互独立。更具体的，该高速电子开关选自MOSFET，或者其他具有高速开关性能的半导体器件。

如图7所示，该存储装置100还包括第二印制电路板20，其具有八个第二存储元件201及第三接口202。所述第三接口202与第一接口104活动收容并相互电性连接，以形成如图8所示的存储装置100。

具体的，在本实施方式中，所述第一印制电路板10与第二印制电路板20呈对向排布。

在本实施方式中，所述第二存储元件201为易失性存储器(Volatilememory)，例如：动态随机存取存储器(DRAM)或者为静态随机存取存储器(SRAM)，并优选为DRAM；当然该第二存储元件201也可为其他类型的具有上电后高速临时保存数据的易失性存储器。所述第一存储元件102为非易失性存储器(Non-volatile memory)，例如：NAND(闪存)、阻变式存储器(RRAM)、磁性自旋转矩存储器(ST-RAM)、磁阻式存储器(M-RAM)或者相变存储器(PCM)，并优选为NAND(闪存)。

为简化表示，在图1所示的电路图中，将图7中的四个第一存储器102简化为第一存储元件102。在本实施方式中，四个第一存储器102分别与控制器101并行电性连接，用以形成四个数据读取-写入通道，这样可以弥补单个第一存储元件102在数据读取-写入过程中的带宽不足，从而提高数据的传输效率。

如图7至图9及图11所示，在本实施方式中，该第一接口104为基于DIMM协议的插座，第三接口202为基于DIMM协议的插头。第一接口104两端端部还分别设有一个卡扣1041，用于与第二印制电路板20两端的卡口203相互卡接，并实现相互固持。从而实现了第三接口202被第一接口104所活动收容，并通过第三接口202的若干金手指2021与第一接口104内部的导电件(未图示)电性连接。从而实现了第一印制电路板10与第二印制电路板20的活动收容并相互电性连接，以形成该存储装置100。

具体的，所述第二接口105是基于DIMM协议的插头。此时，可将该第一印制电路板10***计算机主板中基于DIMM协议的插座(未图示)，并通过***总线与HOST1进行数据传输。

需要说明的是，该第二接口105也可是基于DIMM协议的插座(未图示)，从而与计算机主板上基于DIMM协议的插头(未图示)配合以电性连接，并通过***总线与HOST1进行数据传输。

具体的，所述DIMM协议包括U-DIMM、SO-DIMM、R-DIMM、FB-DIMM、LP-DIMM、Mini-DIMM，并优选为U-DIMM。

在本实施方式中，当计算机的电源供应正常时，控制器101控制多路复用器(MUX)103在第一接口104与第二接口105之间建立电连接，并通过第一接口104与第三接口202的电性连接，从而实现数据临时保存至第二存储元件201中或者从第二存储元件201中将数据读取，以被HOST1所调用。

同时，该第一印制电路板10还包括一个电源管理模块106，其电性连接第二接口105及控制器101。当计算机在突然掉电的情况下，电源管理模块106将电压降信号发送至控制器101，并通过控制器101控制多路复用器(MUX)103以断开第一接口104与第二接口105之间的电连接，转而在第一接口104与多路复用器(MUX)103、控制器101及第一存储元件102之间建立电连接，从而在控制器101与第一存储元件102之间形成多个并行的数据传输通道(未图示)，用以将在第二存储元件201中临时保存的数据迅速地保存至第一存储元件102。

当计算机的电源恢复正常供应时，保存在第一存储元件102中的数据在控制器101的控制下重新保存至第二存储元件201中，然后通过控制器101对多路复用器(MUX)103的控制，重新在第一接口104与第二接口105之间建立电连接，从而将恢复到第二存储元件201中的数据通过第二接口105被HOST1调用，防止计算机在突然掉电的情况下计算机***中重要文件发生丢失，提高计算机的稳定性与可靠性。

实施例二

请参图2、图10、图12及图13所示的本发明一种存储装置的另一种具体实施方式。

本实施方式与是实施例一相比，其主要区别在于，该存储装置100还包括设置在第一印制电路板10上的第一扩展口110，所述第一扩展口110与控制器101电性连接。

在本实施方式中，该第一扩展口110是高速接口(HSTC)，所述第一扩展接口110包括数据针脚1101及电源针脚1102，用以并行电性连接若干闪存1021，其与图2中的第一存储元件102为相同类型的非易失性存储器；优选地，该闪存1021为NAND。

通过这种设置，用户可任意地增加第一存储元件102与控制器101所形成的并行的数据读取-写入通道的数量，从而提高数据从闪存1021及其第一存储元件102中读取数据及写入数据的速度及带宽(Bandwidth)，从而提高该存储装置100的性能，提高了用户对该存储装置100中的非易失性存储器(即图2中的第一存储元件102)进行扩展的便捷性。

结合参照图12与图13所示，本实施方式与实施例一相比，另一个区别在于，在本实施方式中，所述第一印制电路板10与第二印制电路板20呈平行排布。

实施例三

请参图3与图10所示的本发明一种存储装置的另一种具体实施方式。

本实施方式与实施例二所示的具体实施方式相比，其主要区别在于，该第一扩展口110与第一接口104电性连接，并用以连接若干DRAM(动态随机存取存储器)2011。

在本实施方式中，可通过该第一扩展口110增加第二存储元件201的容量以及提高第二存储元件201的带宽，从而提高存储装置100的性能。

随着动态随机存取存储器(DRAM)制造工艺水平的不断提高，用户可以在不更换第一电路板10及其电性连接的控制器101等电子元件的基础之上，只重新更换第二电路板20或者通过该第一扩展口110增加第二存储元件201的容量和/或频率，就可以对该存储装置100作升级，从而减少了对现有资源的浪费，提高了用户对该存储装置100中的易失性存储器(即图3中的第二存储元件201)进行扩展的便捷性。

实施例四

参图4与图10所示的本发明一种存储装置的另一种具体实施方式。

本实施方式与实施例一至三所示的具体实施方式相比，其主要区别在于，该第一扩展口110同时电性连接控制器101及第一接口104；并且通过该第一扩展口110同时并行电性连接若干DRAM2011及闪存1021。

在本实施方式中，通过该第一扩展口110可同时对该存储装置100中所包含的易失性存储器(即图4中的第二存储元件201)以及所包含的非易失性存储器(即图4中的第一存储元件102)进行扩展，从而提高了对该存储装置进行扩展的便捷性。

实施例五

参图5与图10所示的本发明一种存储装置的另一种具体实施方式。

本实施方式与实施例一至四所示的具体实施方式相比，其主要区别在于，在本实施方式中，该第一印制电路板10还包括设置在第一印制电路板10上电性连接第一接口104和控制器101的第二扩展口120，以及与所述第二扩展口120相连的储能装置121。

具体的，储能装置121通过第一接口104及第三接口202为第二存储元件201提供短时间的电源供应，防止第二存储元件201中保存的数据因为失去电源供应而发生数据丢失的现象；同时，该储能装置121也可为控制器101及电源管理模块106提供短时间的电源供应。

在本实施方式中，所述第二扩展接口120包括至少两个供电针脚1201。作为优选的实施方式，所述储能装置121是超级电容，当然也可为不间断电源(UPS)、太阳能电池板(未图示)或其他具有存储电荷功能的装置。

超级电容(Super Capacitor)是一种新型的储能装置，它是一种介于传统电容与电池之间，具有特殊性能的电源。其主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能，因而不同于传统的化学电源。超级电容的突出优点是功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽。超级电容与传统的化学电池相比，具有较长的使用寿命、绿色环保并且体积较小。

具体的，该超级电容可固定在第一印制电路板10上，或者通过导线在设置于计算机主板上的超级电容与第二扩展口120之间建立电连接。

实施例六

参图14及图15所示的本发明一种存储装置的另一种具体实施方式。

本实施方式与实施例一至五所示的具体实施方式相比，其主要区别在于，所述第一接口104是基于SO-DIMM协议的插座，所述第三接口202是基于SO-DIMM协议的插头。

当然，所述第一接口104也可为基于SO-DIMM协议的插头，所述第三接口202也可为基于SO-DIMM协议的插座，在此不再赘述。

实施例七

参图6所示的本发明一种存储装置的另一种具体实施方式。

本实施方式与实施例一至六中的主要区别在于，所述第二接口105是基于PCI-e协议的插头，并且不需要设置多路复用器(MUX)103；并将该第一印制电路板10与计算机主板上的基于PCI-e协议的插座(未图示)电性连接。在本实施方式中，该第二接口105直接电性连接控制器101。

需要说明是的，该第二接口105也可为基于PCI-e协议的插座，用以与计算机主板上基于PCI-e协议的插头(未图示)电性连接，从而通过PCI-e总线与HOST1进行数据传输。

PCI-e是一种总线接口，PCI-e规格从1条通道连接到32条通道连接，有非常强的伸缩性，以满足不同***设备对数据传输带宽不同的需求.PCI-e总线是一种点对点串行连接的设备连接方式，点对点意味着每一个PCI-e设备都拥有自己独立的数据连接，各个设备之间并发的数据传输互不影响。

实施例八

本实施方式与实施例一至七的主要区别在于，在本实施方式中，所述第一印制电路板10所电性连接的第一接口104与该第一印制电路板10呈垂直排布。该第一接口104与第二印制电路板20的第三接口202活动收容并相互电性连接，从而实现了该第一印制电路板10与第二印制电路板20呈垂直排布。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种存储装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括设置在第一印制电路板上的第一扩展口，所述第一扩展口与控制器和/或第一接口电性连接。

3.根据权利要求2所述的存储装置，其特征在于，所述第一扩展口是高速接口。

4.根据权利要求2所述的存储装置，其特征在于，所述第一扩展接口包括数据针脚及电源针脚，用以连接若干闪存和/或DRAM。

5.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述存储装置还包括设置在第一印制电路板上电性连接第一接口和控制器的第二扩展口，以及与所述第二扩展口相连的储能装置；

所述第二扩展接口包括至少两个供电针脚。

6.根据权利要求5所述的存储装置，其特征在于，所述储能装置包括超级电容。

7.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述第一接口与第三接口形成互为活动收容并基于DIMM协议的插头及插座。

8.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述第二接口是基于DIMM协议或者PCI-e协议的插头或者插座。

9.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述第一存储元件为非易失性存储器，所述第二存储元件为易失性存储器。

10.根据权利要求1所述的存储装置，其特征在于，所述第一印制电路板与第二印制电路板呈对向、垂直或者平行排布。