一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路及移动固态硬盘

摘要

本发明揭示了一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路及移动固态硬盘，其中，所述电路，包括：接口模块，用于移动固态硬盘与外围设备进行数据交互；闪存模块，用于读取和存储数据；电源模块，用于给电路上各功能模块供电；控制模块，用于控制电路上各功能模块的工作；信道切换模块，用于识别移动固态硬盘处于正插或反插状态，且切换指定信道用于接口模块和控制模块的通信；其中，信道切换模块包括切换单元和第一外围电路，其中，第一外围电路用于识别移动固态硬盘处于正插或反插状态，切换单元用于切换信道，且切换单元包括DeMuxSwitch或MuxSwitch。与现有技术相比，本电路无需使用专用的Type‑C管理芯片，而是使用通道切换芯片，大幅降低移动固态硬盘的生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及到移动固态硬盘领域，特别是涉及到一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路及移动固态硬盘。

背景技术

移动固态硬盘因其读写速度快，低功耗及无噪音等优点，逐渐被广大群众接受和使用。在Type-C接口的移动固态硬盘电路中，需要采用专用的Type-C管理芯片，该款芯片自带CC功能，用于识别硬盘处于正插或反插状态，从而切换特定的通道实现数据交互。在现有Type-C管理芯片中，常见的型号包括EJ179V和AQ302，价格相对较高。因此，如何在保持性能不变的前提下，降低移动固态硬盘的生产成本显得十分重要。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路，旨在解决降低移动固态硬盘的生产成本的技术问题。

本发明提出一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路，包括：

接口模块，用于移动固态硬盘与外围设备进行数据交互；

闪存模块，用于读取和存储数据；

电源模块，用于给移动固态硬盘电路上各模块供电；

控制模块，用于控制移动固态硬盘电路上各模块的工作；

信道切换模块，用于实现CC逻辑功能，且用于切换指定信道，指定信道用于实现接口模块和控制模块之间的通信，其中，信道切换模块包括切换单元，以及第一外围电路，其中，第一外围电路的信号输出端与切换单元的信号输入端连接，第一外围电路用于识别移动固态硬盘处于正插状态或反插状态，切换单元用于切换指定信道，且切换单元包括DeMuxSwitch或Mux Switch；

接口模块与信道切换模块、控制模块、闪存模块和电源模块依次电连接。

优选的，第一外围电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；

接口模块包括第一接口、第二接口、第五电阻和第一供电输出端；

第一接口通过第一电阻接地；

第二接口的第一端通过第二电阻和第三电阻接地，接口模块的第一供电输出端通过第五电阻和第四电阻连接切换单元的切换信号输入端，其中，第二电阻与第三电阻串联连接。

优选的，控制模块包括时钟模块、控制芯片和第二外围电路，其中，第二外围电路用于给电源模块和信道切换模块供电；

接口模块与第二外围电路电连接，第二外围电路分别与信道切换模块和电源模块电连接；

控制芯片与第二外围电路以及电源模块均电连接；

时钟模块与控制芯片电连接。

优选的，第二外围电路包括第一降压单元和第二降压单元；

电源模块包括第一供电单元和第二供电单元；

第一降压单元的第一供电输出端连接第一供电单元的供电输入端，第一供电单元的第一供电输出端连接控制芯片的第一供电输入端，第一供电单元的第二供电输出端连接闪存模块的第一供电输入端；

第一降压单元的第二供电输出端连接信道切换模块的供电输入端；

第二降压单元的第一供电输出端连接第二供电单元的供电输入端，第二供电单元的第一供电输出端连接控制芯片的第二供电输入端，第二供电单元的第二供电输出端连接控制芯片的第三供电输入端；

第二降压单元的第二供电输出端连接闪存模块的第二供电输入端。

优选的，接口模块、切换单元、控制芯片和闪存模块依次电连接。

优选的，第二外围电路还包括第三降压单元；

第三降压单元的供电输入端连接第一降压单元的第三供电输出端；

第三降压单元的供电输出端连接控制芯片的第四供电输入端。

优选的，闪存模块还包括闪存芯片矩阵，其中，闪存芯片矩阵中至少包括两枚闪存芯片，各闪存芯片分别与控制模块和电源模块电连接。

优选的，外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路还包括LED模块；

LED模块分别和电源模块以及控制模块电连接。

本发明还提供一种移动固态硬盘，包括上述的外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路。

本发明的有益效果在于：本电路无需使用专用的Type-C管理芯片，而是使用通道切换芯片，即DeMux Switch或Mux Switch，实现Type-C双面插拔所需要的信号切换功能，从而在保证性能的前提下，大幅降低移动固态硬盘的生产成本。

附图说明

图1为本发明一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的第一实施例的结构示意图；

图2为图1中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的第一局部示意图；

图3为图1中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的第二局部示意图；

图4为图2中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的信道切换模块的结构示意图；

图5为图2中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的接口模块的结构示意图；

图6为图2中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的控制模块的结构示意图；

图7为图2中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的LED模块的结构示意图；

图8为图2中的一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路的电源模块的结构示意图。

标号说明：

1、接口模块；

2、闪存模块；

3、电源模块；31、第一供电单元；32、第二供电单元；

4、控制模块；41、时钟模块；42、控制芯片；43、第二外围电路；

5、信道切换模块；51、切换单元；52、第一外围电路；

6、LED模块。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图4，本发明提供一种外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路，包括：

接口模块1，用于移动固态硬盘与外围设备进行数据交互；

闪存模块2，用于读取和存储数据；

电源模块3，用于给移动固态硬盘电路上各功能模块供电；

控制模块4，用于控制移动固态硬盘电路上各功能模块的工作；

信道切换模块5，用于识别移动固态硬盘处于正插或反插状态，且用于切换指定信道，所述指定信道用于实现接口模块1和控制模块4之间的通信；

其中，信道切换模块5包括切换单元51，以及第一外围电路52，其中，第一外围电路52的信号输出端与切换单元51的信号输入端连接，其中，第一外围电路52用于识别移动固态硬盘处于正插状态或反插状态，切换单元51用于切换指定信道，且切换单元51包括DeMuxSwitch或Mux Switch；

接口模块1与信道切换模块5、控制模块4、闪存模块2和电源模块3依次电连接。

在本发明实施例中，CC功能包括识别移动固态硬盘正插、反插，以及主从设备切换。如图5所示，接口模块1包括Type-C接口。第一外围电路52包括第一电阻R30、第二电阻R31、第三电阻R1和第四电阻R73。第一接口CC1通过第一电阻R30接地，第二接口CC2一端通过第二电阻R31和第三电阻R1接地，其中，第二电阻R31和第三电阻R1串联设置。接口模块1的第一供电输出端VUSB通过第五电阻R25以及第四电阻R73的连接切换单元51的切换信号输入端(即SEL引脚)。主机端CC pin自带上拉电阻，当移动固态硬盘插到主机时，主机的CCpin会检测到下拉电阻(即第一电阻R30和第二电阻R31下拉，第一电阻R30和第二电阻R31的电压从5V下拉至0.417-0.85V)，说明移动固态硬盘连接上主机，完成了主从模式的切换，其中，主机为主设备，移动固态硬盘为从设备。

在本发明实施例中，第一外围电路52的作用在于识别移动硬盘处于正插或反插状态，具体原理为当移动固态硬盘正插时，第一接口CC1的外部电压通过第一电阻R30的下拉而降低，切换单元51接收到降低的外部电压，即可得知移动固态硬盘处于正插状态；当移动固态硬盘反插时，第二接口CC2的外部电压经第二电阻R31下拉，切换单元51接收到降低的外部电压后，即可得知移动固态硬盘处于反插状态。在本发明实施例中，切换单元51和第一外围电路52配合工作的过程如下：当移动固态硬盘正插时，第一接口CC1连通，第二接口CC2悬空，第二接口CC2端的电压为0，此电平信号实现主从模式切换，切换单元51为U1，SEL端通过第四电阻R73上拉，并通过第三电阻R1和第二电阻R31下拉，将SEL端电压钳位为1.75V至1.95V，此时接口模块1通过第一信道与控制模块4交互，即从U1的3号、4号、7号和8号引脚分别与19号、18号、17号和16号引脚连接。当移动固态硬盘反插时，第二接口CC2连通，第二接口CC2通过主机端自带的上拉电阻和R31下拉电阻，将CC2电压钳位在0.417-0.85V，CC2电平信号实现主从模式切换，SEL端通过主机端自带上拉电阻和第四电阻R73同时并联上拉，并通过第三电阻R1和第二电阻R31串联下拉，将SEL端电压钳位在2.05V-2.2V，此时接口模块1通过第二信道与控制模块4交互，即从U1的3号、4号、7号和8号引脚分别与15号、14号、13号和12号引脚连接。因此，通过SEL端电压的变化切换接口模块1与控制模块4的交互的信道。当SEL端电压小于2V时，通过第一信道交互；当SEL端电压≥2V时，通过第二信道交互。因此，通过第一外围电路52与切换单元51的配合，实现CC逻辑功能的外挂。本电路无需使用专用的Type-C管理芯片，而是使用通道切换芯片，即DeMux Switch(分路开关)或Mux Switch(复用器开关)，实现Type-C双面插拔所需要的信号切换功能，从而在保证性能的前提下，大幅降低移动固态硬盘的生产成本。

参照图6，控制模块4包括时钟模块41、控制芯片42和第二外围电路43，其中，第二外围电路43用于给电源模块3和信道切换模块5供电；

接口模块1与第二外围电路43电连接，第二外围电路43分别与信道切换模块5和电源模块3电连接；

控制芯片42与第二外围电路43以及电源模块3均电连接；

时钟模块41与控制芯片42电连接。

在本发明实施例中，当移动固态硬盘插入主机(如电脑)时，主机给移动固态硬盘提供电源，向移动固态硬盘输入一个5V的供电电压。于是，接口模块1产生5V的输入电压，传输至控制芯片42，并通过第二外围电路43分别将输入电压降至3.3V和1.2V(在本发明其它实施例中，降压可按实际需求调整)；第二外围电路43将3.3V的电压分别输出至切换单元51和电源模块3，电源模块3分别产生3.3V电压输出至控制芯片42和闪存模块2，产生1.2V电压输出至控制芯片42，从而使控制芯片42、闪存模块2以及切换单元51能正常工作，其中，时钟模块41给控制芯片42传输24MHZ的时钟信号。具体到本电路，如图6所示，第二外围电路43包括第一降压单元U16和第二降压单元U17，电源模块3包括第一供电单元31和第二供电单元32。第一降压单元U16的第一供电输出端(LX引脚)连接第一供电单元31的供电输入端，向第一供电单元31输入3.3V的工作电压；第一供电单元31将3.3V的工作电压输出至第一供电单元31，为了防止不同电源对电路中功能模块的串扰，输入至第一供电单元31的输入电压经磁珠L8的作用区分成A3.3V和D3.3V，其中，A3.3V和D3.3V均为直流电，A3.3V通过控制芯片42的55号引脚给控制芯片42提供工作电压，D3.3V通过闪存芯片U3至U6的J3、J9、D7和P5引脚给闪存模块2提供工作电压；另外，第一降压单元31通过LX引脚还将3.3V的工作电压输出至信道切换模块5的供电输入端(即切换单元51的1号和10号引脚)。在本发明其它实施例中，第二降压单元U17的第一供电输出端(LX引脚)连接第二供电单元32的供电输入端，向第二供电单元32输入1.2V的工作电压，为了防止不同电源对电路中功能模块的串扰，输入至第二供电单元32的输入电压经磁珠L5的作用区分成A1.2V和D1.2V，其中，A1.2V和D1.2V均为直流电，A1.2V通过控制芯片42的7号和26号引脚，D1.2V通过控制芯片42的12号引脚给控制芯片42供电。另外，第二降压单元U17通过LX引脚向闪存芯片U3至U6的的第二供电输入端(即L3、L9、P2、P3、P9、P10、D2、D3、D9、D10、G3、G9引脚)输入1.2V的工作电压，使得闪存模块2能正常工作。

参照图2，接口模块1、切换单元51、控制芯片42和闪存模块2依次电连接。

在本发明实施例中，接口模块1、切换单元51、控制芯片42和闪存模块2依次电连接。以移动固态硬盘存储和读取数据的过程为例。以移动固态硬盘存储数据为例，当移动固态硬盘正接时，接口模块1的芯片J1的A2、A3、B10和B11引脚作为信号输入端与外围设备连接，外部数据经切换单元51(U1)的3号、4号、7号和8号引脚分别与19号、18号、17号和16号引脚连通，通过切换单元51的19号、18号、17号和16号引脚作为信号输出端连接至控制芯片42的信号输入端(63号、62号、60号和59号引脚)。控制芯片42以10至13号引脚、20至22号引脚、29至32号引脚以及37至40号引脚作为信号输出端连接闪存芯片的信号输入端(即M2至M10引脚，以及F2至F10引脚)，从而完成将数据从主机存储至闪存模块2中。

数据的读取过程中，上述的原信号输入端变信号输出端，原信号输出端变信号输入端，数据流向与上述过程相反，故不再赘述。

在本发明实施例中，当移动固态硬盘反插时，以移动固态硬盘存储数据为例。接口模块1的芯片J1的A10、A11、B2和B3引脚作为信号输入端与外围设备连接，外部数据经切换单元51(U1)的3号、4号、7号和8号引脚分别与15号、14号、13号和12号引脚连通，通过切换单元51的15号、14号、13号和12号引脚作为信号输出端连接至控制芯片42的信号输入端(63号、62号、60号和59号引脚)。控制芯片42以10至13号引脚、20至22号引脚、29至32号引脚以及37至40号引脚作为信号输出端连接闪存芯片的信号输入端(即M2至M10引脚，以及F2至F10引脚)，从而完成将数据从主机存储至闪存模块2中。

数据的读取过程中，上述的原信号输入端变信号输出端，原信号输出端变信号输入端，数据流向与上述过程相反，故不再赘述。

参照图6，第二外围电路43还包括第三降压单元U12；

第三降压单元U12的供电输入端连接第一降压单元U16的第三供电输出端；

第三降压单元U12的供电输出端连接控制芯片42的第四供电输入端。

在本发明实施例中，第三降压单元U12为控制芯片42的备用电源。在正常情况下，第二供电单元32给控制芯片42提供工作电压。在移动固态硬盘处于高性能模式时，原有第二供电单元32提供的工作电压不足以支撑控制芯片42的消耗，因此，需通过第三降压单元U12额外向控制芯片42提供工作电压。具体过程为第一降压单元U16将3.3V的电压输出至第三降压单元U12，第三降压单元U12将3.3V的工作电压降至1.2V，并输出至控制芯片42的46号引脚。与此同时，第二供电单元32仍向控制芯片42提供工作电压。综上，第三降压单元U12能满足移动固态硬盘处于高性能模式下的消耗。

参照图3，闪存模块2还包括闪存芯片矩阵，其中，闪存芯片矩阵中至少包括两枚闪存芯片，各闪存芯片分别与控制模块4和电源模块3电连接。

在本发明实施例中，闪存模块2还包括闪存芯片矩阵，闪存芯片矩阵中至少包括两枚闪存芯片，各闪存芯片分别与控制模块4和电源模块3电连接。其中，闪存芯片为双通道模式，即通过M2至M10引脚作为第一信号输入/输出端，以及F2至F10引脚作为第二信号输入/输出端与外围设备进行数据交互。通过双通道模式，能极大地提高闪存芯片的数据交互速率。

参照图2，外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路还包括LED模块6；

LED模块6分别和电源模块3以及控制模块4电连接。

在本发明实施例中，当移动固态硬盘插上主机时，LED模块6发光，以提醒用户移动固态硬盘处于工作状态。具体过程为电源模块3以及控制模块4的第一降压单元U16分别给LED模块6提供工作电压，使其发亮。

进一步地，本发明还提供一种移动固态硬盘，包括上述的外挂CC逻辑功能的移动固态硬盘电路。

在本发明实施例中，CC功能包括识别移动固态硬盘正插、反插，以及主从设备切换。如图4所示，接口模块1包括Type-C接口。第一外围电路52包括第一电阻R30、第二电阻R31、第三电阻R1和第四电阻R73。第一接口CC1通过第一电阻R30接地，第二接口CC2一端通过第二电阻R31接地，一端通过第三电阻R1连接切换单元51的切换信号输入端(即SEL引脚)，相对SEL端，第二电阻R31与第三电阻R1串联接地，CC2下拉电阻为R31，而SEL的下拉电阻为第三电阻R1和第二电阻R31，所以SEL端的下拉电阻值大于CC2端的电阻值，实现CC2和SEL不同电压；接口模块1的第一供电输出端VUSB通过第五电阻R25以及第四电阻R73的连接切换单元51的切换信号输入端(即SEL引脚)。当移动固态硬盘插到主机时，主机的CC pin会检测到下拉电阻(即第一电阻R30和第二电阻R31下拉，第一电阻R30和第二电阻R31的电压从5V下拉至4.7V)，说明移动固态硬盘连接上主机，完成了主从模式的切换，其中，主机为主设备，移动固态硬盘为从设备。

在本发明实施例中，第一外围电路52的作用在于识别移动硬盘处于正插或反插状态，具体原理为当移动固态硬盘正插时，第一接口CC1的外部电压通过第一电阻R30的下拉而降低，切换单元51接收到降低的外部电压，即可得知移动固态硬盘处于正插状态；当移动固态硬盘反插时，第二接口CC2的外部电压经第二电阻R31下拉，切换单元51接收到降低的外部电压后，即可得知移动固态硬盘处于反插状态。在本发明实施例中，切换单元51和第一外围电路52配合工作的过程如下：当移动固态硬盘正插时，第一接口CC1连通，第二接口CC2悬空，第二接口CC2端的电压为0，通过主机端自带上拉电阻和R30下拉电阻，将CC1端电压钳位在0.417-0.85V,此电平信号实现主从模式切换，切换单元51为U1，SEL端通过第四电阻R73上拉，第三电阻R1和第二电阻R31串联下拉，SEL端电压为1.75V至1.95V，此时接口模块1通过第一信道与控制模块4交互，即从U1的3号、4号、7号和8号引脚分别与19号、18号、17号和16号引脚连接。当移动固态硬盘反插时，第二接口CC2连通，第二接口CC2通过主机端上拉电阻和第四电阻R73加第三电阻R1(第四电阻R73与第三电阻R1为串联关系)并联上拉，以及第二电阻R31下拉电阻，将CC2端电压钳位为0.417V-0.85V，此电平信号实现主从模式切换，SEL端通过第四电阻R73上拉和主机端自带上拉电阻串联上拉，第三电阻R1和第二电阻R31串联下拉，电压钳位为2.05V-2.2V，此时接口模块1通过第二信道与控制模块4交互，即从U1的3号、4号、7号和8号引脚分别与15号、14号、13号和12号引脚连接。因此，通过SEL端电压的变化切换接口模块1与控制模块4的交互的信道。当SEL端电压小于2V时，通过第一信道交互；当SEL端电压≥2V时，通过第二信道交互。因此，通过第一外围电路52与切换单元51的配合，实现CC逻辑功能的外挂。本电路无需使用专用的Type-C管理芯片，而是使用通道切换芯片，即DeMux Switch(分路开关)或Mux Switch(复用器开关)，实现Type-C双面插拔所需要的信号切换功能，从而在保证性能的前提下，大幅降低移动固态硬盘的生产成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。