專利名稱：智能數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該申請通常涉及盤驅(qū)動器，尤其涉及智能存儲元件。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)存儲的領(lǐng)域中，并不存在獨(dú)立的(self-contained)、集成的、自適應(yīng)數(shù)據(jù)存儲部件。典型的硬盤驅(qū)動器并不適用，因?yàn)樗鼈儾辉试S應(yīng)用程序定制。應(yīng)用程序數(shù)據(jù)存儲技術(shù)沒有考慮輕便性、可攜帶性以及相一致的顯示。早先的方法為計(jì)算機(jī)提供了一種與數(shù)據(jù)存儲單元進(jìn)行通信的接口，其中，計(jì)算機(jī)與存儲單元分開，存儲單元本身除了存儲指示它存儲的內(nèi)容以外不具備其他功能性。由于接口中有抽象的層次，導(dǎo)致效率很低。例如，將被存儲在數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的應(yīng)用數(shù)據(jù)在該數(shù)據(jù)的處理和展現(xiàn)時除去，這通常要由被連接的計(jì)算機(jī)來執(zhí)行。
計(jì)算機(jī)技術(shù)所采用的傳統(tǒng)方法阻礙了應(yīng)用數(shù)據(jù)的可攜帶性，因?yàn)樘幚碓摂?shù)據(jù)的應(yīng)用程序沒有被耦合到應(yīng)用數(shù)據(jù)。通常，在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序要依賴于用戶或計(jì)算機(jī)平臺。結(jié)果，盤驅(qū)動器上的數(shù)據(jù)在各臺計(jì)算機(jī)上可能有不同呈現(xiàn)。例如，用戶在一臺計(jì)算機(jī)上制定的應(yīng)用數(shù)據(jù)可能在另一臺計(jì)算機(jī)上有不同的呈現(xiàn)，因?yàn)樵诹硪慌_計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用軟件設(shè)置不同。所以，應(yīng)用數(shù)據(jù)沒有被個人化。在安裝硬盤驅(qū)動器時，用戶所面臨的典型困難也展示了可攜帶性的問題。通常，當(dāng)硬盤驅(qū)動器被安裝在計(jì)算機(jī)中時，在配置盤驅(qū)動器以與計(jì)算機(jī)適應(yīng)運(yùn)行方面必須作很大的努力。安裝硬盤驅(qū)動器通常涉及重新啟動計(jì)算機(jī)，并可能涉及重新配置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)盤驅(qū)動器接口，以識別硬盤驅(qū)動器。這個問題的產(chǎn)生是因?yàn)楸P驅(qū)動器只有極小的處理能力。處理能力在計(jì)算機(jī)內(nèi)，必須將計(jì)算機(jī)配置成可以與盤驅(qū)動器一起工作。
早先對大量數(shù)據(jù)存儲的方法還存在另一個問題，這是由于應(yīng)用數(shù)據(jù)與使用該數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序之間缺乏耦合。從硬盤驅(qū)動器讀取數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫到硬盤驅(qū)動器需要多個抽象的層次，這導(dǎo)致效率很低。在早先的方法中，運(yùn)行于計(jì)算機(jī)上的應(yīng)用程序與文件系統(tǒng)交互，以便從數(shù)據(jù)盤檢索數(shù)據(jù)。文件系統(tǒng)將邏輯塊地址映射到物理塊地址。隨后，物理塊地址被映射到柱頭扇區(qū)。經(jīng)常要求重定向，以便將數(shù)據(jù)存儲設(shè)備指引到另一個數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。而且，計(jì)算機(jī)制造商用來從數(shù)據(jù)存儲設(shè)備存取數(shù)據(jù)的驅(qū)動器和接口通常實(shí)行通用化，以便可以與各種不同的總線結(jié)構(gòu)和存儲設(shè)備一起工作。結(jié)果，計(jì)算機(jī)與特定的硬盤驅(qū)動器之間的交互作用未達(dá)到最佳，沒有利用特定的硬盤驅(qū)動器的各種技術(shù)特點(diǎn)。映射、重定向和實(shí)行通用化的驅(qū)動器是抽象概念，會導(dǎo)致從存儲設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行次優(yōu)檢索。
此外，若沒有附加的硬件，早先的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)不能適應(yīng)用戶特定的應(yīng)用程序。典型的硬盤驅(qū)動器不可能進(jìn)行定制。例如，不能將典型的硬盤驅(qū)動器編程用作網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。使用典型的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的應(yīng)用程序必須提供一個附加的接口，以便在特定化的或?qū)Ｓ玫膽?yīng)用程序中使用數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。另外，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備制造商一直無法在提高數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的功能性的同時利用計(jì)算機(jī)行業(yè)中已形成的小型化趨勢。
相應(yīng)地，需要一種智能存儲元件，可提供具有改進(jìn)的可攜帶性、適應(yīng)性和個人化的應(yīng)用數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
在此背景下，開發(fā)了本發(fā)明的各種實(shí)施例。本發(fā)明的各種實(shí)施例涉及被存儲在硬盤驅(qū)動器上的應(yīng)用數(shù)據(jù)與可處理和呈現(xiàn)該應(yīng)用數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序的緊密耦合。通過將數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序緊密耦合，可以把硬盤驅(qū)動器視作一種智能存儲元件，用于實(shí)現(xiàn)定制。該智能存儲元件改進(jìn)了個人化的應(yīng)用數(shù)據(jù)的可攜帶性。一個以上的智能存儲元件在一起工作，就能夠進(jìn)行分布式處理。
盤驅(qū)動器包括運(yùn)行通用操作系統(tǒng)的一個微處理器，該操作系統(tǒng)包括一個應(yīng)用程序。還包括存儲操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的存儲器。盤驅(qū)動器被連接到通信網(wǎng)絡(luò)，輸入/輸出模塊與被連接到通信網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
通過閱讀以下詳細(xì)的描述并觀察有關(guān)的附圖，將明白構(gòu)成本發(fā)明的特征的這些特點(diǎn)和其他各種特點(diǎn)以及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施例中包含的一種盤驅(qū)動器的平面視圖，展現(xiàn)了一些主要的內(nèi)部部件。
圖2是圖1中的盤驅(qū)動器的功能方框圖。
圖3是圖1中的智能存儲元件的功能方框圖。
圖4展示了圖1中的盤驅(qū)動器的一種合適的計(jì)算環(huán)境。
圖5展示了執(zhí)行圖1中所示的盤驅(qū)動器的一種分布式處理系統(tǒng)。
圖6是流程控制圖，展示了分布式處理系統(tǒng)(例如，圖5中所示的系統(tǒng))中所涉及的一些示范方法步驟。
具體實(shí)施例方式
圖1展現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例而構(gòu)造的盤驅(qū)動器100。盤驅(qū)動器100包括一個底座102，盤驅(qū)動器100的各種部件安裝到該底座。頂蓋104(被示出局部剖面)與底座102協(xié)同以一種傳統(tǒng)的方式來形成盤驅(qū)動器的內(nèi)部、密封環(huán)境。這些部件包括一個主軸馬達(dá)106，該主軸馬達(dá)以恒定的高速度使一個或多個盤108旋轉(zhuǎn)。通過使用致動器組件110，將信息寫到盤108上的道(track)并從其讀取信息，致動器組件110在尋道操作期間圍繞鄰近盤108設(shè)置的軸承桿組件112旋轉(zhuǎn)。致動器組件110包括向盤108延伸的多個致動臂114，一個或多個彎曲部分(flexure)116從每個致動臂114延伸。頭(head)118被安裝在每個彎曲部分116的末端，頭118包括一個空氣定位滑動器，該空氣軸承滑動器使頭118能夠緊貼相關(guān)的盤108的對應(yīng)表面飛行。
在尋道操作期間，通過使用音圈馬達(dá)(VCM)124來控制頭118的道位置，音圈馬達(dá)124通常包括附著于致動器組件110的一個線圈126，以及建立場(線圈126陷入其中)的一個或多個永久磁鐵128?？刂茖€圈126施加電流會引起永久磁鐵128與線圈126之間的磁性交互作用，以便線圈126根據(jù)眾所周知的Lorentz關(guān)系來移動。當(dāng)線圈126移動時，致動器組件110圍繞軸承桿組件112旋轉(zhuǎn)，并使頭118在盤108的表面上移動。
當(dāng)盤驅(qū)動器100在延長的時期內(nèi)不被使用時，通常給主軸馬達(dá)106斷電。當(dāng)驅(qū)動器馬達(dá)被斷電時，頭118移到盤108的內(nèi)部直徑附近的停放區(qū)120上。通過使用致動器閂鎖裝置，將頭118固定在停放區(qū)120上，這防止了當(dāng)停放頭時致動器組件110因疏忽而發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
彎曲組件130為致動器組件110提供必要的電連接路徑，同時允許致動器組件110在操作期間進(jìn)行圍繞樞軸旋轉(zhuǎn)的活動。彎曲組件包括一個印刷電路板132，頭電線(未示出)連接到印刷電路板132；頭電線沿致動臂114和彎曲部分116布線到頭118。印刷電路板132 常包括用于在寫操作期間控制施加給頭118的寫電流的電路，以及用于在讀操作期間放大頭118所生成的讀信號的一個前置放大器。彎曲組件在彎曲托架134處終止，該托架用于通過基臺102與安裝到盤驅(qū)動器100的底側(cè)的盤驅(qū)動器印刷電路板(未示出)進(jìn)行通信。
圖2展示了利用本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種示范環(huán)境200。智能存儲元件202將使用應(yīng)用數(shù)據(jù)的應(yīng)用軟件與存儲在數(shù)據(jù)存儲盤204上的應(yīng)用數(shù)據(jù)耦合起來。智能存儲元件(ISE)202中的中央處理器(CPU)206運(yùn)行通用的操作系統(tǒng)(OS)。該OS能夠?qū)?yīng)用程序作為較大處理中的程序或線程執(zhí)行。CPU 206可以是該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何微處理器。其例子包括英特爾、摩托羅拉或微處理器的MachZ線路。當(dāng)ISE 202啟動時，操作系統(tǒng)軟件最好存儲在數(shù)據(jù)存儲盤204上并被載入存儲器介質(zhì)208。基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)可以包括引導(dǎo)代碼，該引導(dǎo)代碼可能駐留在存儲器介質(zhì)208和數(shù)據(jù)存儲盤204的組合上。存儲器介質(zhì)208可以包括(但不局限于)隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、快閃存儲器或電可擦除可編程ROM(EEPROM)。CPU 206連接到存儲器介質(zhì)208，并可以包括本地存儲器，CPU 206由此可將OS載入本地存儲器并在啟動時執(zhí)行0S。
CPU 206還連接到為外部網(wǎng)絡(luò)212提供接口的輸入/輸出模塊210。輸入/輸出模塊210最好使用接收器、發(fā)送器和數(shù)據(jù)緩沖器來接收、發(fā)送和存儲數(shù)據(jù)。輸入/輸出模塊210連接到通信鏈接214，輸入/輸出模塊210經(jīng)由通信鏈接214與在網(wǎng)絡(luò)212上通信的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。節(jié)點(diǎn)可以是任何計(jì)算機(jī)化的設(shè)備，包括(但不局限于)計(jì)算機(jī)、手機(jī)、個人數(shù)字助理或另一種智能存儲元件。通信鏈接214可以是任何通信連接，包括(但不局限于)直接的有線連接、分組協(xié)議有線網(wǎng)絡(luò)或無線網(wǎng)絡(luò)。為ISE 202提供動力的電源216被連接到ISE 202。電源216最好是小形式(form factor)的電源適配器，該適配器將來自供電源218的交流電力轉(zhuǎn)換為與ISE 202相兼容的直流電力。
ISE 202的一個實(shí)施例包括Linux操作系統(tǒng)(OS)，并經(jīng)由以太網(wǎng)連接214在局域(LAN)212上進(jìn)行通信。在LAN上通信的節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)發(fā)送到ISE 202并從其接收數(shù)據(jù)。輸入/輸出模塊210可以支持任何通信協(xié)議，包括(但不局限于)超文本傳輸協(xié)議(HTTP)。這樣，ISE 202可以具有與ISE 202有關(guān)的一個或多個統(tǒng)一資源定位(URLs)。輸入/輸出模塊210將超文本標(biāo)記語言(HTML)數(shù)據(jù)傳送到連接到LAN的節(jié)點(diǎn)，并從其接收超文本標(biāo)記語言(HTML)數(shù)據(jù)。在ISE 202上運(yùn)行的一個應(yīng)用程序可能是網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS)，它允許與LAN上的節(jié)點(diǎn)共享存儲在數(shù)據(jù)存儲盤204上的數(shù)據(jù)。使用NFS，存儲在ISE202上的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在一個遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)上，好象該數(shù)據(jù)位于該節(jié)點(diǎn)本地。精通該技術(shù)領(lǐng)域的人將會認(rèn)出根據(jù)本發(fā)明的輸入/輸出模塊210的許多選擇性實(shí)施例。
ISE 202是一種較佳的3.5英寸形式的盤驅(qū)動器組件。可以在小于3.5英寸的形式的組件中執(zhí)行ISE 202的其他實(shí)施例。例如，預(yù)想，ISE 202可能有手掌大小，適合放入人們的口袋，容易攜帶。這樣，ISE 202提供了大量數(shù)據(jù)存儲、容易攜帶和可執(zhí)行的軟件應(yīng)用程序這些優(yōu)點(diǎn)。ISE 202可以被視作網(wǎng)絡(luò)212上的一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具有一種操作系統(tǒng)、一種文件系統(tǒng)和用于經(jīng)由通信鏈接214來存取文件并將文件數(shù)據(jù)傳達(dá)給網(wǎng)絡(luò)212的數(shù)據(jù)存儲盤介質(zhì)204。該文件系統(tǒng)管理文件，并與該操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲盤存取技術(shù)相結(jié)合。文件系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成利用存取數(shù)據(jù)存儲盤204以便使文件的檢索和存儲比早先的技術(shù)方法更有效率、更快的方法和系統(tǒng)。
圖3展示了可以在其中執(zhí)行ISE 302的一個示范實(shí)施例的環(huán)境300。示范的智能存儲元件(ISE)302連接到為許多系統(tǒng)部件提供連接的駁接站點(diǎn)304。駁接站點(diǎn)304最好包括與ISE 302上的一個連接器(未示出)配合的一個連接器端口306。經(jīng)由連接器端口306與ISE 302進(jìn)行通信的系統(tǒng)部件的例子是鍵盤308、鼠標(biāo)310、監(jiān)視器312、打印機(jī)314和揚(yáng)聲器316。也可以由駁接站點(diǎn)304來提供到調(diào)制解調(diào)器318的連接317，以便ISE 302經(jīng)由廣域網(wǎng)322與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)320進(jìn)行通信。連接器端口306也可以為局域網(wǎng)324(為遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)320提供通信)提供連接。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)320可能具有ISE 302可以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)之一(322或324)進(jìn)行存取的遠(yuǎn)程應(yīng)用程序326。
ISE 302包括一個CPU 328、一個存儲器330、一個輸入/輸出模塊332和一個伺服控制系統(tǒng)334。存儲器330包括一個系統(tǒng)存儲器331，該系統(tǒng)存儲器具有(但不局限于)一個基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)336、一個操作系統(tǒng)338、一個應(yīng)用程序340、程序數(shù)據(jù)342和一個盤緩沖器343。應(yīng)用程序340可以包括普通的提高效率的軟件，例如，電子表格、文字處理器、數(shù)據(jù)庫程序，以及用于工資單計(jì)算報告表、記帳、存貨和其他清算帳目目的的自定義與封裝程序。可以在硬件邏輯或軟件或軟件與硬件邏輯的組合中執(zhí)行ISE 302的邏輯部件?？梢詫⑾到y(tǒng)存儲器331動態(tài)地分配給ISE 302中的部件。例如，當(dāng)應(yīng)用程序340要求的存儲器較少時，可以將自由存儲器分配給I/O模塊332或盤緩沖器343。
精通該技術(shù)領(lǐng)域的人將會認(rèn)識到，所展示的邏輯部件可以集成在任何組合中的一個或多個部件。例如，可以在單一硅芯片上實(shí)現(xiàn)CPU 328、存儲器330和輸入/輸出模塊332。存儲器330可能是(但不局限于)隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、快閃存儲器或數(shù)據(jù)盤(例如，圖1中的108)?；据斎?輸出系統(tǒng)336(BIOS)通常被存儲在ROM中，基本輸入/輸出系統(tǒng)336包含有助于在ISE 302內(nèi)的各個元件之間轉(zhuǎn)移信息的基本例行程序(例如，在啟動期間)。RAM通常包含立即可以進(jìn)行存取和/或目前正由CPU 328進(jìn)行操作的數(shù)據(jù)和/或程序模塊。
通過舉例(而不是限制)，圖3展示了諸如操作系統(tǒng)338、應(yīng)用程序340、程序數(shù)據(jù)342和盤緩沖器343的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。系統(tǒng)存儲器331的這些數(shù)據(jù)項(xiàng)目的物理位置可能都在不同的存儲器介質(zhì)上或在相同存儲器介質(zhì)的不同分區(qū)部分中。例如，操作系統(tǒng)338和應(yīng)用數(shù)據(jù)340可能駐留在盤108上，而程序數(shù)據(jù)342則可能駐留在ISE 302中的一個EEPROM上。啟動時，CPU 328可以將操作系統(tǒng)338載入一個同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SDRAM)芯片，并從SDRAM執(zhí)行操作系統(tǒng)338。同樣，當(dāng)使用應(yīng)用程序340時，應(yīng)用程序340可以被載入一個速度更快的存儲器芯片并從該存儲器芯片加以執(zhí)行。有利的是，存儲器可以集成在ISE 302中，因此，這允許壓縮的存儲器模式和排除多余的部件。進(jìn)一步預(yù)想，由于ISE 302提供了部件集成，因此，在ISE 302的特殊實(shí)現(xiàn)中，可能不一定需要盤緩沖器343。這樣，CPU 328可以直接從數(shù)據(jù)存儲盤(例如204)進(jìn)行讀取并直接對其進(jìn)行寫入。
CPU 328運(yùn)行操作系統(tǒng)338。操作系統(tǒng)338能夠運(yùn)行應(yīng)用程序340。CPU能與伺服控制系統(tǒng)334進(jìn)行通信，以便檢索和存儲ISE 302中的數(shù)據(jù)存儲盤上的數(shù)據(jù)。CPU 328也能夠與輸入/輸出模塊332進(jìn)行通信，以便將數(shù)據(jù)傳送到外部的部件并從外部的部件接收數(shù)據(jù)。例如，應(yīng)用程序340可能是經(jīng)由鍵盤308來接受用戶輸入的一種文字處理程序。從鍵盤308接收到的輸入進(jìn)入輸入/輸出模塊332，并由CPU 328進(jìn)行處理。響應(yīng)于鍵盤輸入，數(shù)據(jù)可能經(jīng)由輸入/輸出模塊332、傳送到監(jiān)視器312，由此，可以在監(jiān)視器312上向用戶顯示信息。當(dāng)用戶選擇保存數(shù)據(jù)時，CPU 328訪問伺服控制系統(tǒng)334，以便保存存儲器330中的數(shù)據(jù)存儲盤上的數(shù)據(jù)。伺服控制系統(tǒng)334和存儲器330中對應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲盤在功能上類似于圖1中所示的伺服系統(tǒng)和盤108。想像ISE302處于3.5英寸形式的情況。
將數(shù)據(jù)保存到硬盤的過程可以包括針對特定的應(yīng)用程序或特定類型的ISE而最優(yōu)化的任何協(xié)議。圖3所示的實(shí)施例允許操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和盤介質(zhì)的緊密耦合。所以，不要求邏輯塊地址(LBA)抽象概念?？梢詫⑽募到y(tǒng)設(shè)計(jì)或修改成利用有關(guān)硬盤組件(HDA)實(shí)現(xiàn)的相關(guān)知識。為邏輯塊地址定位的細(xì)節(jié)可以在ISE的文件系統(tǒng)中體現(xiàn)，因此對于ISE的用戶而言是顯而易見的。例如，LBA 1的物理位置不需要鄰近LBA 2。所以，ISE在盤存取方面可以變得更有效率、更快。
圖3所示的系統(tǒng)的一個選擇性實(shí)施例是一種信息站系統(tǒng)，其中，信息站位于各個不同的地點(diǎn)，重量輕的小型ISE 302可以運(yùn)送到各個信息站地點(diǎn)。例如，信息站可能在飛機(jī)座位的背部上，從而使ISEs 302的用戶能夠接入信息站并在飛機(jī)上進(jìn)行計(jì)算。信息站在功能上可能類似于駁接站點(diǎn)304，體現(xiàn)在信息站也可以提供視頻、聲音、打印、網(wǎng)絡(luò)、鍵盤和鼠標(biāo)的功能。
圖4展示了環(huán)境400的邏輯方框圖，環(huán)境400使用智能存儲元件402的一個實(shí)施例。智能存儲元件(ISE)402連接到通信總線404，由此，ISE 402與經(jīng)由總線404進(jìn)行通信的許多部件對接?？偩€404上的示范部件是鍵盤406、諸如鼠標(biāo)408的指示設(shè)備、監(jiān)視器410、調(diào)制解調(diào)器412和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)414。ISE 402包括連接到總線404的連接器端口416。連接器端口416用于將來自總線404的數(shù)據(jù)傳達(dá)給ISE 402中的系統(tǒng)總線418。
ISE 402包括一個輸入/輸出模塊420，由此，數(shù)據(jù)從ISE 402傳送給總線404，反之亦然。輸入/輸出模塊420可以包括許多模塊，例如，視頻接口422、網(wǎng)絡(luò)接口424、串行接口426、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(ISA)接428和集成驅(qū)動電子技術(shù)(IDE)接口430。ISE 402也包括一個大容量存儲介質(zhì)(例如，數(shù)據(jù)存儲盤432)。模塊422、424、426、428和430中的每個模塊通常包括相關(guān)的存儲器緩沖器，該存儲器緩沖器促進(jìn)了數(shù)據(jù)在總線404與ISE 402之間的高速傳送。將要寫到數(shù)據(jù)存儲盤432的數(shù)據(jù)從總線404傳送到接口422、424、426、428和430中的一個接口，然后傳送到為數(shù)據(jù)編碼并使數(shù)據(jù)串行化的讀/寫通道434。
讀/寫通道434還為頭436提供必要的寫電流信號。為了檢索以前已由ISE402存儲的數(shù)據(jù)，讀信號由頭436生成并被提供給讀/寫通道434，讀/寫通道434處理所檢索的數(shù)據(jù)并將其輸出到接口422、424、426、428和430，用于隨后傳送到總線404。也如圖4所示，微處理器438經(jīng)由系統(tǒng)通信線路440連接到接口422、424、426、428和430。系統(tǒng)通信線路440通常包括控制線路、數(shù)據(jù)線路和中斷線路。微處理器438可以是該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何微處理器，包括(但不局限于)摩托羅拉或英特爾的微處理器。結(jié)合通常存儲在微處理器存儲器(MEM)442中的微處理器438的編程，微處理器438為ISE 402提供最高級的通信和控制。MEM 442可以包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)和微處理器438的其他的駐留存儲器源。此外，微處理器438為軸與伺服控制器444提供控制信號。
圖4的實(shí)施例中的ISE 402是一種較佳的3.5英寸型組件。如早些時候所討論的，可以在更小型的組件中實(shí)現(xiàn)ISE 402，以方便攜帶。這樣，ISE 402最好不大于典型的硬盤驅(qū)動器的尺寸，并集成通常駐留在計(jì)算機(jī)中的通信接口部件。視頻接口422最好包括用視頻信號驅(qū)動監(jiān)視器410的硬件和軟件部件。網(wǎng)絡(luò)接口424包括能夠傳送和接收總線404上的和總線404以外的網(wǎng)絡(luò)消息的硬件和軟件，以便ISE 402可以與總線404上的計(jì)算機(jī)414進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)接口424通?？梢耘c調(diào)制解調(diào)器412(作為與計(jì)算機(jī)414通信的一種可能的裝置)進(jìn)行通信。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)414可以是該技術(shù)領(lǐng)域中已知的任何計(jì)算機(jī)化的通信設(shè)備。舉例來講(而不作限制)，遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)414可以是桌上型計(jì)算機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)或手持設(shè)備(例如，個人數(shù)字助理(PDA))。串行接口426較佳地包括與鼠標(biāo)408和鍵盤406互動的硬件和軟件。
ISA接口428最好包括與可連接到總線404的外圍設(shè)備交互的硬件和軟件。外圍設(shè)備可以包括(但不局限于)揚(yáng)聲器、打印機(jī)、掃描儀和數(shù)碼相機(jī)。IDE接口430最好包括能與IDE總線相互作用的硬件和軟件。在一個實(shí)施例中，IDE接口430用于在其他接口模塊422、424、426、428與微處理器438之間對接。
圖5是用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個實(shí)施例的合適的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境500。圖5中的環(huán)境500特別適合分布式處理應(yīng)用程序。圖5展示了可經(jīng)由總線502進(jìn)行通信的智能存儲元件501簇524。當(dāng)多個智能存儲元件連接到網(wǎng)絡(luò)或通信總線時，可以在各個智能存儲元件中進(jìn)行分布處理。這允許使用多個處理器的并行處理，并且可以改善計(jì)算性能。
智能存儲元件(ISEs)501連接到在ISEs 501中提供通信的總線502。總線502包括與ISE 501上的連接器相兼容的連接點(diǎn)504，由此，ISE 501可以連接到總線502。如前面所述，每個ISE 501包括能運(yùn)行一個或多個應(yīng)用程序的一個中央處理器。在圖5的分布式處理系統(tǒng)中，主控ISE 506執(zhí)行主要功能。主控ISE 506在結(jié)構(gòu)上與其他ISEs 501沒有區(qū)別。唯一的不同之處在于主控ISE 506所執(zhí)行的各種功能。主控功能包括(但不局限于)在各個ISEs501中分配任務(wù)、區(qū)分任務(wù)的優(yōu)先次序、從總線接收數(shù)據(jù)，以及將數(shù)據(jù)傳送到一個對應(yīng)的ISE 501。
通信總線502可以是支持任何協(xié)議的任何結(jié)構(gòu)?？偩€結(jié)構(gòu)的例子是集成驅(qū)動電子技術(shù)(IDE)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI)、外圍部件互連(PCI)和擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(EISA)?？偩€502也可以是支持一個專用協(xié)議的一種專用結(jié)構(gòu)?？梢栽诳偩€502上使用的總線協(xié)議包括(但不局限于)時分多路復(fù)用(TDM)、令牌環(huán)、基于分組或?qū)＞€的方案。總線結(jié)構(gòu)可以是同步的，也可以是異步的。精通該技術(shù)領(lǐng)域的人將會認(rèn)識到ISE 501和總線502如何可以適用于實(shí)現(xiàn)任何的各種通信配置。
圖5也示出能與一個或多個ISEs 501進(jìn)行通信的通信網(wǎng)絡(luò)503。舉例來講(而不作限制)，通信網(wǎng)絡(luò)503可以是有線網(wǎng)絡(luò)、直接的有線連接或無線網(wǎng)絡(luò)。有線網(wǎng)絡(luò)的例子是以太網(wǎng)或電話網(wǎng)絡(luò)。無線的例子包括聲音、RF、紅外線和其他無線介質(zhì)。通信網(wǎng)絡(luò)503和ISEs 501最好支持一種協(xié)議(例如，超文本傳輸協(xié)議(HTTP)、傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議(TCP/IP)、文件傳送協(xié)議(FTP)或網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NFS))。每個ISE 501經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接器522連接到網(wǎng)絡(luò)503。該技術(shù)領(lǐng)域中已知的網(wǎng)絡(luò)連接器522的例子是RJ-11、RJ-45或RJ-48。每個ISE 501可以維持一個與網(wǎng)絡(luò)503的單獨(dú)連接。
每個ISE 501最好都有一個相關(guān)的、唯一的標(biāo)識符，由此，總線數(shù)據(jù)可以與特定的ISE 501相關(guān)聯(lián)。在一個實(shí)施例中，該標(biāo)識符是網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址。網(wǎng)絡(luò)503上的節(jié)點(diǎn)使用主控ISE 506的IP地址來與簇524進(jìn)行通信。主控ISE 506從網(wǎng)絡(luò)503接收數(shù)據(jù)，并且，作為響應(yīng)，將數(shù)據(jù)分配給一個有關(guān)的ISE 501。主控ISE 506通常將標(biāo)識符附著于發(fā)送到一個特定的ISE 508的任何數(shù)據(jù)上，以便只有該特定的ISE 508才能監(jiān)聽該數(shù)據(jù)。這樣，對于外部的節(jié)點(diǎn)而言，簇524具有唯一的IP地址，簇524內(nèi)各個ISEs 501具有子群地址。主控ISE 506通過過濾從網(wǎng)絡(luò)502接收的信息并將信息適當(dāng)?shù)胤峙浣o各個ISEs 501，來執(zhí)行掩碼功能。ISEs 501通過處理數(shù)據(jù)并將總線上的數(shù)據(jù)發(fā)送到其他ISEs 501，來響應(yīng)從主控ISE 506接收的數(shù)據(jù)。發(fā)送到ISEs 501和來自ISEs 501的數(shù)據(jù)將根據(jù)總線502的協(xié)議于各個不同的時間在總線502上進(jìn)行傳送。例如，該協(xié)議可以規(guī)定時間幀，在這些時間幀中，為每個ISE 501提供一個傳送數(shù)據(jù)的時間單位。再舉一個例子，可以響應(yīng)于來自主控ISE 506的命令來發(fā)送來自ISEs 501的數(shù)據(jù)。
可以用任何適合特定的應(yīng)用程序的方式來分配處理。例如，在涉及電子郵件應(yīng)用程序、文字處理應(yīng)用程序和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽應(yīng)用程序的典型的辦公計(jì)算系統(tǒng)中，簇524中的每個ISE 501可以指派給這些應(yīng)用程序之一?？梢詾橐粋€ISE分配圖像處理任務(wù)，以處理用于其他應(yīng)用程序(例如，電子郵件和文字處理)的圖像?；蛘撸瑔我粦?yīng)用程序可以由整個簇524來執(zhí)行，其中，在各個ISEs 501中分配應(yīng)用程序內(nèi)的各項(xiàng)子任務(wù)。主控ISE 506可以使用一種基于規(guī)則的系統(tǒng)來確定如何分配任務(wù)。在確定是否將圖像處理任務(wù)分配給一個ISE時，基于規(guī)則的系統(tǒng)可能會考慮特定的ISEs的處理能力?？梢詣討B(tài)地或靜態(tài)地分配程序。例如，每當(dāng)在總線502上接收到一項(xiàng)任務(wù)時，主控ISE 506可以使用規(guī)則來分配一項(xiàng)任務(wù)。
圖5中的實(shí)施例允許故障修復(fù)。故障修復(fù)涉及如果ISEs之一發(fā)生故障，則用一個ISE替換故障的ISE。例如，如果主控ISE 506發(fā)生故障，則備用ISE508可以成為主控ISE 506。備用ISE 508最好具有表示給ISEs 501的任務(wù)優(yōu)先權(quán)和分配的數(shù)據(jù)。這樣，ISE 506和ISE 508可能是冗余的主控。
圖5中也示出連接到通信總線502的部件。示范部件是監(jiān)視器510、鍵盤512和鼠標(biāo)514。鍵盤512和鼠標(biāo)514用連接器516連接到總線502。連接器516可以是通常用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的PS-2連接器。監(jiān)視器510經(jīng)由連接器518連接到總線502。連接器518可以是通常用于大多數(shù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的15針D連接器。監(jiān)視器510、鍵盤512和鼠標(biāo)514使用戶能夠與在ISEs 501上運(yùn)行的應(yīng)用程序互動。例如，鼠標(biāo)514進(jìn)行的鼠標(biāo)指針移動經(jīng)由總線502將攜帶有代表鼠標(biāo)移動的數(shù)據(jù)的信號發(fā)送到主控ISE 506。主控ISE 506確定該信號攜帶有與監(jiān)視器510上顯示有關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，主控ISE 506會將該信號發(fā)送到執(zhí)行更新監(jiān)視器顯示這項(xiàng)任務(wù)的一個ISE 501，以便使鼠標(biāo)指針在一個新的位置出現(xiàn)。供電源520連接到總線，以便為ISEs 500提供動力。供電源最好是一種提供直流電(DC)電源的小型的外部電源適配器。
圖6是操作流程600，展示了分布式處理系統(tǒng)(例如，圖5中所示的系統(tǒng))中所涉及的一些示范方法步驟。在連接操作604中，ISEs(例如ISE 501)連接在通信總線上。分配操作606在各個ISEs 501中分配優(yōu)先權(quán)和任務(wù)。在分配操作606中，主要的主控ISE(例如，主要的主控ISE 506)在各個ISEs 501中分配優(yōu)先權(quán)和任務(wù)。在分配操作606期間，為次要的主控ISE(例如，次要的主控ISE 508)分配監(jiān)控主要的主控ISE 506正常操作的任務(wù)?？梢栽诜峙洳僮?06中進(jìn)行分配的任務(wù)可以是任何計(jì)算機(jī)任務(wù)，包括(但不局限于)文字處理、電子郵件、計(jì)算或記帳任務(wù)。在分布操作608中，初始的主控ISE 506或次要的主控ISE 508從通信總線接收數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)分配給一個有關(guān)的ISE501。在確定操作610中，確定主要的主控506是否已毀損。確定操作610最好由其他ISEs中的一個ISE(例如，次要的主控ISE 508)來執(zhí)行。如果主要的主控ISE 506還沒有毀損，則分布操作608繼續(xù)分配數(shù)據(jù)。另一方面，如果主控ISE 506已毀損，切換操作612從主要的主控ISE 506切換為次要的主控ISE 508。然后，次要的主控ISE 508在分布操作608中分配數(shù)據(jù)。處理繼續(xù)以這種方式進(jìn)行，直到簇524停止運(yùn)作。
總之，本發(fā)明的一個實(shí)施例可以被視作具有安裝在基板(例如102)上的一個數(shù)據(jù)盤(例如204)的一種數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如202)。該實(shí)施例可以包括一個致動臂(例如114)，該致動臂攜帶用于從該數(shù)據(jù)盤(例如204)讀取數(shù)據(jù)和對其書寫數(shù)據(jù)的一個變換器(例如118)。一個實(shí)施例還可以包括被固定于基板(例如102)的一個印刷電路板(PCB)，具有一個伺服控制器(例如334)，該伺服控制器可以與致動臂(例如114)進(jìn)行通信，以便在數(shù)據(jù)盤(例如204)上移動致動臂。一個實(shí)施例還可以包括連接到PCB的一個中央處理器(CPU) (例如328)，生成給伺服控制器(例如334)的控制信號并運(yùn)行操作系統(tǒng)(例如338)。操作系統(tǒng)(例如338)可以存儲在存儲器(例如331)中。存儲器還可以存儲連接到CPU(例如328)的一個應(yīng)用程序(例如340)，以便該應(yīng)用程序(例如340)可以由CPU(例如328)來運(yùn)行。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備可以連接到通信網(wǎng)絡(luò)(例如324)，并且包括可以與一個節(jié)點(diǎn)(例如320)進(jìn)行通信的一個輸入/輸出模塊(例如332)，該節(jié)點(diǎn)連接到通信網(wǎng)絡(luò)(例如324)。
另一個實(shí)施例可以被視作一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如300)，它包括具有用于接收數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如302)的一個連接器端口(例如306)的一個駁接站點(diǎn)(例如304)。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如302)可以具有一個微處理器(例如328)和存儲連接到該微處理器(例如328)的操作系統(tǒng)(例如338)的存儲器(例如331)。該操作系統(tǒng)(例如338)最好能執(zhí)行應(yīng)用程序(例如340)。該微處理器(例如328)執(zhí)行該操作系統(tǒng)(例如338)。還可以包括連接到通信網(wǎng)絡(luò)(例如324)的一個輸入/輸出模塊(例如332)，以及一個數(shù)據(jù)存儲盤(例如104)。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如302)最好連接到網(wǎng)絡(luò)(例如324)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還可以包括到通信網(wǎng)絡(luò)(例如324)的一個連接(例如306)。
一個實(shí)施例也可以被視作通過將智能存儲元件(例如501)連接(例如604)到一個通信總線(502)，將任務(wù)分配(例如606)給每個智能存儲元件(例如501)并根據(jù)任務(wù)的分配(例如606)來在各個智能存儲元件(例如501)中分配(例如608)數(shù)據(jù)的一種分配(例如600)計(jì)算機(jī)處理任務(wù)的方法。一個實(shí)施例還可以包括確定(例如610)主要的主控智能存儲元件(例如506)是否已毀損；如果主要的主控智能存儲元件(例如506)已毀損，則運(yùn)行(例如612)次要的主控智能存儲元件(例如508)。
將會顯而易見，本發(fā)明很適合達(dá)到所述的目的和優(yōu)點(diǎn)以及其中固有的目的和優(yōu)點(diǎn)。已出于說明的目的描述了一個目前的較佳實(shí)施例，但是，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更和修改。例如，智能存儲元件可以包括在被連接到網(wǎng)絡(luò)的各個部件中提供通信的一個對等通信模塊。智能存儲元件還可以具有一個保護(hù)用戶隱私的安全模塊。可以進(jìn)行的許多其他的更改將容易被精通該技術(shù)領(lǐng)域的人理解，并且包括在所揭示的本發(fā)明的精神中，所附的如權(quán)利要求書對其作出了定義。
權(quán)利要求
1.不大于3.5英寸形式的組件中的一種數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于包括以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在基板上的數(shù)據(jù)盤；鄰近數(shù)據(jù)盤而攜帶變換器的致動臂，該變換器用于從數(shù)據(jù)盤讀取數(shù)據(jù)和將數(shù)據(jù)寫到數(shù)據(jù)盤；固定于基板的印刷電路板(PCB)，具有能夠與致動臂進(jìn)行通信的一個伺服控制器，用于在數(shù)據(jù)盤上移動致動臂；連接到PCB的中央處理器(CPU)，生成給伺服控制器的控制信號并運(yùn)行操作系統(tǒng)；以及，存儲連接到CPU的一個應(yīng)用程序的存儲器，由此，該應(yīng)用程序由CPU來運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲設(shè)備連接到通信網(wǎng)絡(luò)，還包括與連接到所述通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的輸入/輸出模塊。
3.如權(quán)利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，所述輸入/輸出模塊包括一個網(wǎng)絡(luò)接口模塊，該網(wǎng)絡(luò)接口模塊能夠通過使用超文本傳輸協(xié)議來與網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
4.如權(quán)利要求3所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，所述輸入/輸出模塊還包括能夠經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)來驅(qū)動視頻監(jiān)視器的視頻接口模塊。
5.如權(quán)利要求4所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲設(shè)備是一種3.5英寸形式的組件。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，還包括管理存儲在數(shù)據(jù)盤上的數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)，其中，該文件系統(tǒng)直接與伺服控制器進(jìn)行通信。
7.一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，包括駁接站點(diǎn)，它具有一個用于接收數(shù)據(jù)存儲設(shè)備的連接器端口；以及，數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，它具有微處理器和存儲連接到該微處理器的操作系統(tǒng)的存儲器，該微處理器能夠執(zhí)行應(yīng)用程序，由此，該微處理器可以執(zhí)行操作系統(tǒng)，以及連接到通信網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出模塊和數(shù)據(jù)存儲盤，該數(shù)據(jù)存儲設(shè)備連接到連接器端口。
8.如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述駁接站點(diǎn)包括到通信網(wǎng)絡(luò)的一個連接。
9.如權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入/輸出模塊使用超文本傳輸協(xié)議來與通信網(wǎng)絡(luò)上的一個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
10.一種分配計(jì)算機(jī)處理任務(wù)的方法，其特征在于，包括以下各個步驟將多個智能存儲元件連接到一個通信總線，其中，每個智能存儲元件包括微處理器、連接器端口、輸入/輸出模塊、數(shù)據(jù)盤，以及用于從該數(shù)據(jù)盤進(jìn)行讀取和對其進(jìn)行寫入的伺服控制器；為多個智能存儲元件中的每個智能存儲元件分配任務(wù)；以及，根據(jù)任務(wù)的分配，在多個智能存儲元件中分配數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括以下各個步驟確定主要的主控智能存儲元件是否已毀損；以及，如果所述主要的主控智能存儲元件已毀損，則切換到次要的主控智能存儲元件。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述分配步驟包括以下各個步驟選擇第一個應(yīng)用程序；將第一個應(yīng)用程序分配給第一個智能存儲元件；選擇第二個應(yīng)用程序；以及，將第二個應(yīng)用程序分配給第二個智能存儲元件。
13.不大于3.5英寸的形式的組件中的一種數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，包括執(zhí)行應(yīng)用程序的微處理器；數(shù)據(jù)盤；以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在數(shù)據(jù)盤附近的致動器組件，用于對變換器頭相對于數(shù)據(jù)盤的位置進(jìn)行定位；控制致動器組件的伺服控制模塊；包含操作系統(tǒng)并連接到所述微處理器的存儲器，由此，所述微處理器運(yùn)行操作系統(tǒng)；以及，連接到微處理器的通信裝置和用于將存儲在數(shù)據(jù)存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)傳送給通信總線上的一個節(jié)點(diǎn)的存儲器。
14.如權(quán)利要求13所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲設(shè)備連接到通信網(wǎng)絡(luò)，還包括輸入/輸出模塊，能夠從通信網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求14所述的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，其特征在于，所述輸入/輸出模塊能夠使用超文本傳輸協(xié)議來與通信網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括運(yùn)行通用操作系統(tǒng)(包括應(yīng)用程序)的微處理器。包括有存儲操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序的存儲器。該數(shù)據(jù)存儲設(shè)備包括大容量存儲并連接到通信網(wǎng)絡(luò)，輸入/輸出模塊與連接到通信網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。該數(shù)據(jù)存儲設(shè)備裝配在不大于三又二分之一(31/2)英寸的形式的組件中。
文檔編號G06F3/06GK1459105SQ01814599
公開日2003年11月26日 申請日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月23日
發(fā)明者R·B·伍德 申請人:西加特技術(shù)有限責(zé)任公司