專利名稱：一種具有快速自毀功能的電子硬盤(pán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有快速自毀功能的電子硬盤(pán)。
背景技術(shù)：
電子硬盤(pán)是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列構(gòu)成的硬盤(pán)，目前最常見(jiàn)的電子硬盤(pán)以閃存 為存儲(chǔ)介質(zhì)。閃存作為一種新的非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，具有存儲(chǔ)密度大、攜帶方便、功耗低、掉 電數(shù)據(jù)保持時(shí)間長(zhǎng)及抗震性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。以閃存芯片為存儲(chǔ)介質(zhì)的電子硬盤(pán)沒(méi)有普通硬 盤(pán)的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因而抗震性能極佳，同時(shí)工作溫度很寬。同時(shí)電子硬盤(pán)的接口規(guī)范和定義以 及使用方法與普通硬盤(pán)完全相同，可以很方便的替換傳統(tǒng)的機(jī)械式硬盤(pán)，因此電子硬盤(pán)已 經(jīng)在消費(fèi)類(lèi)電子領(lǐng)域非常普及，并廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制，航空航天，軍事，導(dǎo)航設(shè)備等領(lǐng)域。在高速發(fā)展的信息社會(huì)，信息安全已成為備受關(guān)注的問(wèn)題，數(shù)據(jù)不僅需要被正確 穩(wěn)定的存儲(chǔ)，還需要被有效的保護(hù)，以防止重要信息的泄漏。普通的硬盤(pán)，數(shù)據(jù)透明的通過(guò) 接口被寫(xiě)入或者讀出，毫無(wú)安全性可言。文件加密則需要文件系統(tǒng)的參與，并且只是對(duì)文件 的入口進(jìn)行限制，如果使用密鑰管理則增加了數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性。數(shù)據(jù)加密對(duì)數(shù)據(jù)流加密， 使用加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。隨著加密的級(jí)別和復(fù)雜度的提高，對(duì)數(shù)據(jù)的保護(hù)就越強(qiáng)， 但是依然不能排除數(shù)據(jù)被解密的可能，并且研究更加可靠的加解密算法將會(huì)耗費(fèi)巨大的資 源。 針對(duì)對(duì)重要數(shù)據(jù)超強(qiáng)保護(hù)的要求，以及傳統(tǒng)數(shù)據(jù)加解密對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)的局限性，出 現(xiàn)了一種更加徹底的數(shù)據(jù)保護(hù)措施一一數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀，即將被保護(hù)的數(shù)據(jù)破壞掉，以防止數(shù)據(jù) 的泄漏。可以對(duì)硬盤(pán)進(jìn)行格式化，使全部數(shù)據(jù)被擦除，但是需要人為的控制和主機(jī)的參與， 實(shí)現(xiàn)不夠靈活。數(shù)據(jù)銷(xiāo)毀還可以通過(guò)將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行物理毀壞而實(shí)現(xiàn)，例如強(qiáng) 制燒毀、電擊穿。采用物理自毀雖然毀壞了整個(gè)芯片，但是它只是毀壞了內(nèi)部晶片與外部的 連線，晶片上的數(shù)據(jù)沒(méi)有改變，還有被獲取的可能，并且物理自毀代價(jià)較大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)保護(hù)方法中加密方法繁瑣，物理毀壞成本較高 依然有數(shù)據(jù)泄漏可能的問(wèn)題，采取折中的思路，提供了一種可以集成在電子盤(pán)內(nèi)部，能夠靈 活、快速并且更可靠的數(shù)據(jù)保護(hù)方法——數(shù)據(jù)擦除。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案為一種具有快速自毀功能的電子硬盤(pán)，包括閃存控 制器和閃存芯片陣列，其特殊之處在于，該電子硬盤(pán)還包括自毀模塊，該自毀模塊包括自毀 命令監(jiān)測(cè)模塊，用于檢測(cè)自毀信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)；數(shù)據(jù)通道交叉 開(kāi)關(guān)模塊，用于切換數(shù)據(jù)通道的；閃存控制單元，用于擦除電子硬盤(pán)的數(shù)據(jù)；所述閃存控制單元的輸入與自毀命令監(jiān)測(cè)模塊相連，其輸出與數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān) 模塊相連；所述數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊的輸入和閃存控制器的地址譯碼單元、總線擴(kuò)展單元 相連，其輸出與閃存芯片陣列相連。[0009]一種數(shù)據(jù)擦除方法，其特殊之處在于，該方法包括以下步驟1)自毀命令監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)自毀信號(hào)，當(dāng)自毀信號(hào)時(shí)，自毀命令監(jiān)測(cè)模塊產(chǎn)生自毀啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)的選擇信號(hào)；2)數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊收到數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)的選擇信號(hào)后，數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi) 關(guān)模塊切斷閃存控制器與閃存芯片陣列的總線通道，使執(zhí)行擦除操作的閃存控制單元與閃 存芯片陣列相連；3)閃存控制單元接收到自毀啟動(dòng)信號(hào)后，閃存控制單元同時(shí)向各個(gè)通道發(fā)送數(shù)據(jù) 擦除命令，完成電子硬盤(pán)數(shù)據(jù)的擦除。所述步驟3)中的閃存控制單元同時(shí)向各個(gè)通道發(fā)送數(shù)據(jù)擦除命令，若干個(gè)芯片 可以并接在同一個(gè)通道上，若干個(gè)芯片通道可以并接在控制總線和數(shù)據(jù)總線上，增加芯片 通道數(shù)就可以以使數(shù)據(jù)的擦除速度提高到單通道的數(shù)據(jù)的擦除速度的N倍，所述N為擴(kuò)充 后的并行通道的數(shù)量。所述步驟3)中的閃存控制單元同時(shí)向各個(gè)通道發(fā)送數(shù)據(jù)擦除命令的過(guò)程中，在 單通道內(nèi)，控制單元首先向該單通道內(nèi)的第一閃存芯片發(fā)出擦除命令，當(dāng)該第一閃存芯片 進(jìn)入自行擦除階段時(shí)，控制單元放棄對(duì)該第一閃存芯片的控制轉(zhuǎn)而執(zhí)行對(duì)該單通道內(nèi)的第 二閃存芯片的擦除操作，當(dāng)該第二閃存芯片進(jìn)入自行擦除階段時(shí)，控制單元放棄對(duì)該第二 閃存芯片的控制轉(zhuǎn)而執(zhí)行對(duì)該單通道內(nèi)的第三閃存芯片的擦除操作……依次類(lèi)推，在該單 通道內(nèi)的所有芯片間實(shí)現(xiàn)流水擦出操作，完成對(duì)該單通道內(nèi)的數(shù)據(jù)的擦除操作。所述步驟3)中，對(duì)單通道中的單個(gè)芯片可以執(zhí)行芯片自身所支持的交叉并行擦 除命令，實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)部不同存儲(chǔ)塊的并行操作，對(duì)單個(gè)芯片循環(huán)執(zhí)行擦除命令，直到完成對(duì) 該單個(gè)芯片的數(shù)據(jù)的擦除。所述自毀信號(hào)是主機(jī)發(fā)出的自毀命令或外部輸入的自毀信號(hào)。所述自毀命令經(jīng)閃存控制器翻譯后產(chǎn)生自毀啟動(dòng)信號(hào)，并傳送給自毀命令監(jiān)測(cè)模 塊。本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、模塊化的數(shù)據(jù)擦除功能可以靈活使用。整個(gè)數(shù)據(jù)擦除功能作為單獨(dú)的模塊并接 在電子盤(pán)的閃存控制器和閃存芯片陣列的中間，正常情況下作為透明的通道不影響數(shù)據(jù)傳 輸，只有當(dāng)需要數(shù)據(jù)擦除時(shí)由自毀控制模塊向閃存發(fā)送擦除命令。因此可以靈活的將數(shù)據(jù) 自毀模塊加在需要的場(chǎng)合而不影響正常的操作。2、數(shù)據(jù)擦除過(guò)程不需要主機(jī)參與。主機(jī)只要發(fā)出特別的擦除命令或僅由擦除信號(hào) 決定擦除與否，剩下的所有擦除過(guò)程都依靠自毀實(shí)現(xiàn)模塊完成。。3、擦除速度快，擦除可靠。自毀模塊對(duì)閃存芯片陣列進(jìn)行擦除控制，使用閃存擦除 命令可以可靠的擦除數(shù)據(jù)，使用四通道并行，單通道流水，單芯片交叉并行方式可以大大加 快擦除的速度。4、數(shù)據(jù)擦除后對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的無(wú)破壞性。數(shù)據(jù)擦除的電子盤(pán)自毀只是將電子盤(pán)的數(shù) 據(jù)進(jìn)行覆蓋，而對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)不造成任何影響，從而保證此次電子盤(pán)自毀后可以對(duì)電子盤(pán)進(jìn) 行再使用。5、增加了數(shù)據(jù)的保密程度。相比較數(shù)據(jù)加密，數(shù)據(jù)擦除的自毀方式使數(shù)據(jù)更加安全。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為閃存擦除操作的并行流水策略示意圖。
具體實(shí)施方式參見(jiàn)圖1，以自毀模塊為核心，詳細(xì)描述整個(gè)系統(tǒng)工作的流程。圖中有三大主要模塊，自毀命令監(jiān)測(cè)模塊，閃存控制單元(自毀實(shí)現(xiàn)模塊)，以及 數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊。若主機(jī)負(fù)責(zé)啟動(dòng)電子盤(pán)自毀，則主機(jī)發(fā)送自毀命令，經(jīng)過(guò)閃存控制器翻譯產(chǎn)生自 毀啟動(dòng)信號(hào)，或由外部電路產(chǎn)生一定電平一定寬度的自毀信號(hào)，自毀命令監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)到 自毀信號(hào)后產(chǎn)生自毀啟動(dòng)信號(hào)。同時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊的選擇信號(hào)。當(dāng)自毀模塊檢測(cè)到自毀啟動(dòng)信號(hào)有效時(shí)，閃存控制單元(自毀實(shí)現(xiàn)模塊)則按照 四通道并行、單通道流水的策略向各個(gè)芯片發(fā)送擦除命令實(shí)現(xiàn)自毀的閃存控制單元連接 四個(gè)通道的閃存芯片組，同時(shí)向四個(gè)通道發(fā)送命令，數(shù)據(jù)總線和控制總線上并連的通道組 和各通道上并聯(lián)的芯片組成芯片陣列，可以根據(jù)需要改變芯片陣列的大小，有幾個(gè)通道就 可以將數(shù)據(jù)擦除的速度提高到相比較單通道擦除時(shí)的幾倍。在單通道內(nèi)，控制單元首先向第一個(gè)閃存芯片發(fā)出擦除命令，當(dāng)芯片進(jìn)入自行擦 除階段則控制單元放棄對(duì)第一個(gè)閃存芯片的控制轉(zhuǎn)而執(zhí)行第二個(gè)閃存芯片的擦除操作，同 樣第二個(gè)閃存芯片進(jìn)入擦除階段時(shí)，控制單元轉(zhuǎn)而控制第三個(gè)閃存……依次類(lèi)推，在四個(gè) 芯片間實(shí)現(xiàn)流水，當(dāng)閃存芯片的個(gè)數(shù)達(dá)到使控制單元對(duì)所有閃存芯片發(fā)送擦除命令的時(shí)間 等于單個(gè)閃存自身擦除操作時(shí)間時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最高效的流水。對(duì)單通道中的單個(gè)芯片則使用芯片自身支持的交叉并行擦除命令實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)的 并行操作。對(duì)每個(gè)芯片內(nèi)的不同塊循環(huán)執(zhí)行擦除命令，直到整片閃存被擦除。在擦除閃存的過(guò)程中，由交叉通道開(kāi)關(guān)切斷閃存控制器與閃存芯片陣列的總線通 道，使執(zhí)行擦除操作的閃存控制單元與閃存芯片陣列相連。自毀檢測(cè)模塊產(chǎn)生的通道選擇 信號(hào)實(shí)現(xiàn)通道的無(wú)差別切換。
權(quán)利要求一種具有快速自毀功能的電子硬盤(pán)，包括閃存控制器和閃存芯片陣列，其特征在于該電子硬盤(pán)還包括自毀模塊，該自毀模塊包括自毀命令監(jiān)測(cè)模塊，用于檢測(cè)自毀信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)；包括數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊，用于切換數(shù)據(jù)通道；以及閃存控制單元，用于擦除電子硬盤(pán)的數(shù)據(jù)；所述閃存控制單元的輸入與自毀命令監(jiān)測(cè)模塊相連，其輸出與數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊相連；所述數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊的輸入和閃存控制器的地址譯碼單元、總線擴(kuò)展單元相連，其輸出與閃存芯片陣列相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種具有快速自毀功能的電子硬盤(pán)，包括閃存控制器和閃存芯片陣列，自毀模塊，該自毀模塊包括自毀命令監(jiān)測(cè)模塊，數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊以及閃存控制單元；閃存控制單元的輸入與自毀命令監(jiān)測(cè)模塊相連，其輸出與數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊相連；數(shù)據(jù)通道交叉開(kāi)關(guān)模塊的輸入和閃存控制器的地址譯碼單元、總線擴(kuò)展單元相連，其輸出與閃存芯片陣列相連。本實(shí)用新型具有模塊化的數(shù)據(jù)擦除功能可以靈活使用、數(shù)據(jù)擦除過(guò)程不需要主機(jī)參與、擦除速度快，擦除可靠、數(shù)據(jù)擦除后對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)的無(wú)破壞性，增加了數(shù)據(jù)的保密程度的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F12/14GK201611482SQ200920245419
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者劉升, 崔建杰, 李曉娟 申請(qǐng)人:西安奇維測(cè)控科技有限公司