JP2020144518A - 記憶システム、記憶装置および記憶方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】車両に搭載する上で不可欠なノイズ対策を施しつつ広範囲な温度条件をクリアし車載できる記憶システムを提供する。【解決手段】実施形態の記憶システムは、第１の回路基板、第２の回路基板、光ケーブルおよび容器を備える。第１の回路基板は記憶対象の電気信号を光信号に変換する回路を有する。第２の回路基板は、記憶素子と、光信号を電気信号に変換し記憶素子に記憶する回路とを有する。光ケーブルは、光信号を第１の回路基板から第２の回路基板へ伝送する。容器は孔を設けた収容部を有し、収容部に第２の回路基板を収容し、光ケーブルを孔に通して第２の回路基板に接続する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ソリッドステートドライブ（以下「ＳＳＤ」と称す）などの不揮発性の半導体記憶素子を備える記憶システム、記憶装置および記憶方法に関する。
近年、ＳＳＤなどの不揮発性の半導体記憶素子は、高速にデータを読み出し書き込み可能な記憶装置としてパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」と称す）などに利用されているが、ＰＣ以外にも、例えば自動車などの車両のエンジンコントロールユニット（以下「ＥＣＵ」と称す）の外部記憶装置としてのニーズが高まりつつある。
ところで、ＳＳＤを車載する際には以下のような条件を満たす必要がある。例えばＰＣに組み込まれる一般的なＳＳＤは、温度保証範囲が例えば０℃から７０℃程度であるのに対して、車載用としては、例えば−４０℃から１００℃程度と温度保証範囲が遥かに広く、このような温度条件をクリアする必要がある。また、自動車は、ノイズ源でもあり、車載用のＳＳＤには、ノイズ対策が不可欠である。
特開２０１８−５９０７号公報
上述したように、従来のＳＳＤは、車載用としての温度保証範囲が狭く、またノイズ対策も必要なことから、現状のままでは車載できない。
本発明が解決しようとする課題は、車両に搭載する上で不可欠なノイズ対策を施しつつ広範囲な温度条件をクリアし車載できる記憶システム、記憶装置および記憶方法を提供することにある。
実施形態の記憶システムは、第１の回路基板、第２の回路基板、光ケーブルおよび容器を備える。第１の回路基板は記憶対象の電気信号を光信号に変換する回路を有する。第２の回路基板は記憶素子と、光信号を電気信号に変換し記憶素子に記憶する回路とを有する。光ケーブルは光信号を第１の回路基板から第２の回路基板へ伝送する。容器は孔を設けた収容部を有し、収容部に第２の回路基板を収容し、光ケーブルを孔に通して第２の回路基板に接続する。
実施形態の記憶システムの構成を示す斜視図である。 記憶システムの構成を平面的に示す平面図である。 ワイヤレス給電回路を示す図である。
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
図１は一つの実施の形態の記憶システムの構成を示す斜視図、図２はその平面図、図３はワイヤレス給電回路を示す図である。
図１乃至図３に示すように、実施形態の記憶システムは、第１の回路基板としての光源側ボード１と、第２の回路基板としてのブリッジボード３と、このブリッジボード３を収容する断熱構造（防熱構造）の壁部材（外側の容器２１、内側の容器２２）からなる容器２（筐体）とを備える。ブリッジボード３には、不揮発性の半導体記憶素子として、例えばＭ．２ ＳＳＤモジュール４などのフラッシュメモリが装着（接続）されている。
光源側ボード１は、車両のＥＣＵに接続される信号線１１と、光源の発光素子を含む発光回路１２と、光デジタルケーブル３２（以下「光ケーブル３２」と称す）が着脱可能に接続される光コネクタ１３と、車両側（バッテリなど）から電力が供給される電源端子１４とを備える。
信号線１１には、ＥＣＵから記憶対象の電気信号（データ）が伝送されてくる。発光回路１２は、電源端子１４に供給される電力を基に駆動し、信号線１１から受信した電気信号（データ）を光電変換し、光電変換した光信号を光ケーブル３２へ出力する。光源側ボード１は、例えば車両のエンジンルーム内のＥＣＵ付近に配置される。
容器２は、図３に示すように、例えばガラス製の外側の容器２１とステンレス製の内側の容器２２とで構成される二重構造の筐体である。外側の容器２１と内側の容器２２との間には真空層２３が設けられており、真空層２３は、高真空状態に保持されている。内側の容器２２の内部は、大気圧が維持される。この二重の容器構造を魔法瓶構造という。
容器２は、車両の例えばダッシュボード下のスペースまたはトランクルーム内などに配置される。この容器２と光源側ボード１との距離は、数メートル程度あり、この距離を光ケーブル３２で接続している。
外側の容器２１の上面には、給電用アンテナ素子２４が設けられている。給電用アンテナ素子２４は、例えば渦巻き状の平面コイルなどである。給電用アンテナ素子２４は、車両側電源（１２Ｖまたは５Ｖの給電回路など）からの電力をワイヤレス給電する。
内側の容器２２の上面には、ブリッジボード３からの受電配線３６に接続された受電用アンテナ素子２５が、給電用アンテナ素子２４に対向するように固定されている。受電用アンテナ素子２５は、給電用アンテナ素子２４からのワイヤレス給電により電力を受電し、その受電した電力を、受電配線３６を通じてブリッジボード３（光電変換回路３５、Ｍ．２ ＳＳＤモジュール４）へ供給する。すなわち、給電用アンテナ素子２４および受電用アンテナ素子２５は、容器２外から容器２内のブリッジボード３へワイヤレス給電するワイヤレス給電回路である。
容器２の壁面には、光ケーブル３２の外形に対応させた大きさの孔２６（開口）が設けられている。容器２は、光ケーブル３２を、収容部（外側の容器２１、内側の容器２２などの壁部材）に設けた孔２６に通して内部のブリッジボード３に接続する。光ケーブル３２は、他の金属線の通信ケーブル（ＵＳＢやＳＡＴＡなどのケーブル）に比べて外形が小さく、容器２の壁面に設ける開口を小さいものにできる。
光ケーブル３２は、芯線に光ファイバーが用いられており、光信号を伝送するケーブルである。光ケーブル３２は、光源側ボード１とブリッジボード３とを接続し、光源側ボード１からブリッジボード３へ光信号を伝達する。
孔２６は、容器２の外側容器２１から内側容器２２に貫通しており、その貫通した孔２６に管２７が取り付けられている。管２７には、光ケーブル３２が挿通されている。管２７の内径（孔２６）は、光ケーブル３２が挿通可能な最小径で形成されている。管２７と孔２６とその周囲の壁面部分には、接着剤が塗布されており、容器２の真空状態（魔法瓶構造）が維持されるように封止されている。
ブリッジボード３は、Ｍ．２ ＳＳＤモジュール４が着脱自在に装着されたＳＳＤコネクタ３１、光ケーブル３２が接続された光コネクタ３３を含む受光回路３４、光電変換回路３５、内側の容器２２の内面に容器２上面の給電用アンテナ素子２４に対向（対応）して配置された受電用アンテナ素子２５などを備える。
受光回路３４は、光源側ボード１から送信された光信号を、光ケーブル３２を通じて受信する。光電変換回路３５は、受光回路３４により受信された光信号を電気信号（データ）に光電変換し、ＳＳＤコネクタ３１を通じてＭ．２ ＳＳＤモジュール４へ伝達する。
Ｍ．２ ＳＳＤモジュール４には、例えばＮＡＮＤ形フラッシュメモリなどの不揮発性の半導体記憶素子４１（以下「ＮＡＮＤ４１」と称す）やコントローラ４２（以下「ＳｏＣ４２」と称す）が搭載されている。ＳｏＣは、System-on-a-Chipの略称である。
ＳｏＣ４２は、光電変換素子３５から伝送されてきた電気信号、つまりデータをＮＡＮＤ４１に書き込み、読み出し、消去および書き換えするなどの制御を行う。すなわちブリッジボード３は、光信号から抽出したデータをＭ．２ ＳＳＤモジュール４に記憶する。
続いて、この実施形態の記憶システムの動作を説明する。
この記憶システムの場合、車両側からのデータは、光源側ボード１に入力される。
光源側ボード１では、発光素子１２により光信号として、光ケーブル３２を通じて容器２内部のブリッジボード３へ伝送される。
ブリッジボード３では、光信号が受光素子３４により受光され、光電変換素子３５により電気信号へ変換されて、ＳＳＤコネクタ３１を通じてＭ．２ ＳＳＤモジュール４に渡されてＮＡＮＤ４１にデータとして記憶される。
以上説明したように、この実施形態の記憶システムによれば、Ｍ．２ＳＳＤモジュール４を装着したブリッジボード３を魔法瓶構造の容器２に収容することで、断熱性を大幅に向上することが可能となり、温度保証範囲の拡大が可能となる。
また、ブリッジボード３を収容した容器２と光源側ボード１とを光ケーブル３２を介して接続することで、Ｍ．２ ＳＳＤモジュール４の実装箇所の制限を解消するこができる。また、光源側ボード１と容器２（ＳＳＤ）との距離がある程度離れていても、長距離伝送が可能でかつ電気的なノイズの影響を受けない光ケーブル３２で信号ラインを接続することが可能となる。例えば車両のエンジンルームなどに光源側ボード１を配置し車両のダッシュボード下のスペースなどに容器２を配置することで、エンジンノイズなどの影響からＭ．２ ＳＳＤモジュール４を保護することができる。
さらに、容器２と光源側ボード１とを光ケーブル３２により接続することで、容器２に設ける孔２６の開口の大きさを光ケーブル３２の外形程度にすることができ、容器２の壁面に設ける孔２６を最小限に留めることが可能となる。
また、容器２内のブリッジボード３への給電を容器２外からのワイヤレス給電にすることで、電力系統が外部と電気的に絶縁されるため、レイテンシ、クロストーク、発熱、信号品質が悪化するなどといった懸念がなくなり、車両などのノイズの多い環境にこの記憶システムを搭載する際に実装箇所が制限を受けず、自由なレイアウトが可能になる。
さらに、容器２外からワイヤレス給電することで、容器２に信号系統とは別の孔（開口）を設けることなく給電が可能となるので、容器２の気密性維持が容易になる。
また、Ｍ．２ ＳＳＤモジュール４が着脱可能に装着されるＳＳＤコネクタ３１を有することで、モジュール交換が容易に行えるようになり、記憶容量の変更や修理などの作業が容易になる。
以上により、記憶システムを車両に搭載する上で不可欠なノイズ対策を施しつつ広範囲な温度条件をクリアすることで、記憶システムを車載できるようになる。
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…光源側ボード、２…容器、３…ブリッジボード、４…Ｍ．２ ＳＳＤモジュール、１１…信号線、１２…発光回路、１３、３３…光コネクタ、１４…電源端子、２１…外側の容器、２２…内側の容器、２３…真空層、２４…給電用アンテナ素子、２５…受電用アンテナ素子、２６…孔、２７…管、３１…ＳＳＤコネクタ、３２…光デジタルケーブル（光ケーブル）、３４…受光回路、３５…光電変換回路、３６…受電配線、４１…半導体記憶素子（ＮＡＮＤ）、４２…コントローラ（ＳｏＣ）。

Claims (9)

  1. 記憶対象の電気信号を光信号に変換する回路を有する第１の回路基板と、
    記憶素子と、前記光信号を前記電気信号に変換し前記記憶素子に記憶する回路とを有する第２の回路基板と、
    前記光信号を前記第１の回路基板から前記第２の回路基板へ伝送する光ケーブルと、
    孔を設けた収容部を有し、前記収容部に前記第２の回路基板を収容し、前記光ケーブルを前記孔に通して前記第２の回路基板に接続する容器と
    を具備する記憶システム。
  2. 前記容器が、断熱構造を有する壁部材からなる請求項１項に記載の記憶システム。
  3. 前記孔が、
    前記光ケーブルの外形に対応した孔である請求項１または２いずれか記載の記憶システム。
  4. 前記第２の回路基板が、
    前記孔に通した前記光ケーブルが接続される受光回路と、
    前記受光回路により受信された光信号を電気信号に変換する変換回路と、
    前記電気信号が記憶される記憶素子と
    を有する請求項１乃至３いずれか１項に記載の記憶システム。
  5. 容器外から容器内の前記第２の回路基板へワイヤレス給電するワイヤレス給電回路を有する請求項１乃至４いずれか１項に記載の記憶システム。
  6. 前記第１の回路基板は、車両のエンジンルームに配置される請求項１乃至５いずれか１項に記載の記憶システム。
  7. 前記第２の回路基板は、前記記憶素子が着脱可能に装着されるコネクタを有する請求項１乃至６いずれか１項に記載の記憶システム。
  8. 断熱構造を有する壁部材からなり、前記壁部材に光ケーブルを通す孔を設けた容器と、
    前記容器に収容された第２の回路基板とを備え、
    前記第２の回路基板が、
    前記孔に通した前記光ケーブルから光信号を受光する受光回路と、
    前記受光回路により受光された光信号を電気信号に変換する変換回路と、
    前記電気信号が記憶される記憶素子と
    を有する記憶装置。
  9. 信号を送信する側の前記第１の回路基板と信号を受信する側の第２の回路基板とが光ケーブルにより接続された記憶システムによる記憶方法であって、
    前記第１の回路基板が、記憶対象の電気信号を光電変換した光信号を光ケーブルに送信し、
    容器に収容された第２の回路基板が、前記第１の回路基板から光ケーブルを通じて受信した光信号を光電変換した電気信号を記憶素子に記憶する記憶方法。
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