帶存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種帶存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒，其包括：與外部主設(shè)備連接的數(shù)據(jù)接口；具有硬盤接口的內(nèi)置硬盤；獲得按鍵信息的按鍵檢測電路；連接數(shù)據(jù)接口以及硬盤接口的主控電路；與所述按鍵檢測電路和所述主控電路相連的用戶密碼識別和控制電路；電源管理電路，其與所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路相連以為它們提供電源；與電源管理電路相連的可充電電池，能連接外接存儲卡的外存儲卡接口，與所述主控電路和所述外存儲卡接口連接的存儲卡拷貝控制電路。其不僅可以為自身供電，還可以獨立的實現(xiàn)外部存儲卡的數(shù)據(jù)拷貝，實現(xiàn)了功能的多樣化，提高了數(shù)據(jù)存儲的安全性。
【專利說明】帶存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實用新型涉及存儲設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著互聯(lián)網(wǎng)日新月異的廣泛應(yīng)用，各類數(shù)碼消費電子產(chǎn)品的普及以及移動概念在從商務(wù)辦公到個人娛樂休閑等各個領(lǐng)域的不斷發(fā)展，個人資料的存儲需求，尤其是對移動存儲的需求增長的速度變得越來越快。近些年來，在移動存儲市場中，移動硬盤以其相對于光介質(zhì)存儲(如CDRWDVDRW等)更高的存取速度，更簡單的存取過程和相對于閃存存儲(即U盤)更大的容量，更低的價格等優(yōu)勢，越來越受到普通消費者和商業(yè)用戶的青睞，市場空間也越來越大。
[0003]移動存儲設(shè)備給人們帶來便攜性好處的同時，也加大了人們對數(shù)據(jù)安全性、設(shè)備私密性、掉電保護性能等方面的要求。傳統(tǒng)的移動硬盤在數(shù)據(jù)安全性和掉電保護性能等方面一直存在難以克服的瓶頸。無論是采用內(nèi)置機械硬盤還是固態(tài)硬盤作為存儲設(shè)備，當(dāng)出現(xiàn)突然掉電的情況下，傳統(tǒng)的移動硬盤都會存在盤受損、數(shù)據(jù)丟失、文件系統(tǒng)破壞等損壞幾率，嚴(yán)重時將導(dǎo)致整個盤報廢。因此本質(zhì)上來說，所有的問題都可歸結(jié)為安全性問題，而追求更加安全、更加實用的移動硬盤一是社會發(fā)展的趨勢。
[0004]目前市場上的移動硬盤盒產(chǎn)品，能方便用戶靈活配置硬盤；同時帶加密功能的移動硬盤盒產(chǎn)品也在數(shù)據(jù)加 密和設(shè)備私密性方面有了較大的改進，但在掉電保護等數(shù)據(jù)安全性方面的根本問題仍未得到解決；另外由于用戶自行配置的硬盤種類很多，對于功耗大、峰值工作電流大的硬盤一不可避免地給硬盤盒的供電帶來壓力和數(shù)據(jù)讀寫隱患。
[0005]傳統(tǒng)移動硬盤的另一個缺點是需要依賴電腦才能進行數(shù)據(jù)存儲工作，從而限制了它的功能擴展，不能充分發(fā)揮其大容量存儲效用，比如不能獨立地對用戶便攜數(shù)碼設(shè)備的存儲卡進行拷貝操作等等。
[0006]另外一方面，針對數(shù)碼產(chǎn)品功能日益多樣化，使用更加頻繁，與我們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)聯(lián)也越來越密切，如何提高數(shù)碼產(chǎn)品以及電子產(chǎn)品的使用時間、方便人們的生活、及時補充電源、發(fā)揮其最大功用的重要性就更加刻不容緩。目前市場上的移動電源屬于獨立型產(chǎn)品，功能較為單一，未能發(fā)揮其在掉電保護、不間斷供電方面的效用。
[0007]因此，有必要提出一種改進的技術(shù)方案來克服上述問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種帶存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒，其不僅可以為自身供電，還可以對外部設(shè)備供電，實現(xiàn)了功能的多樣化，同時還可以獨立地對用戶的外存儲卡進行拷貝操作。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型公開了一種帶存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒，其包括:與外部主設(shè)備連接的數(shù)據(jù)接口 ；具有硬盤接口的內(nèi)置硬盤；獲得按鍵信息的按鍵檢測電路；連接數(shù)據(jù)接口以及硬盤接口的主控電路；與所述按鍵檢測電路和所述主控電路相連的用戶密碼識別和控制電路；電源管理電路，其與所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路相連以為它們提供電源；與電源管理電路相連的可充電電池，能連接外接存儲卡的外存儲卡接口，與所述主控電路和所述外存儲卡接口連接的存儲卡拷貝控制電路。
[0010]進一步的，所述主控電路包括與所述數(shù)據(jù)接口連接的第一控制器，與所述硬盤接口連接的第二控制器以及負(fù)責(zé)兩種控制器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的第一微控制器。
[0011]進一步的，所述主控電路還包括加解密模塊，所述第一微控制器在接收到來自用戶密碼識別和控制電路的解鎖信號時允許所述加解密模塊運行于第一控制器和第二控制器之間，將來自第一控制器的數(shù)據(jù)進行加密后發(fā)送給第二控制器，將來自第二控制器的數(shù)據(jù)進行解密后發(fā)送給第一控制器。
[0012]進一步的，所述用戶密碼識別和控制電路包括存儲單元和第二微控制器，所述存儲單元內(nèi)存儲有密碼數(shù)據(jù)，所述微控制器獲取來自按鍵檢測電路的按鍵信息，并將其與所述存儲單元內(nèi)的密碼數(shù)據(jù)進行匹配，如果兩者相匹配，則向所述主控電路的第一微控制器發(fā)送解鎖信號。
[0013]進一步的，加密移動硬盤盒還包括充電接口和放電接口，所述電源管理電路還與所述充電接口和放電接口相連，所述可充電電池經(jīng)由所述電源管理電路為所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路提供電源，所述可充電電池經(jīng)由所述電源管理電路為所述放電接口提供電源；所述充電接口經(jīng)由所述電源管理電路為所述可充電電池充電。
[0014]進一步的，所述數(shù)據(jù)接口為USB接口，該USB接口還與所述電源管理電路連接，在所述USB接口與外部主設(shè)備連接時，所述USB接口為經(jīng)由所述電源管理電路為所述可充電電池充電或為所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路提供電源。
[0015]進一步的，所述電源管理電路包括電源路徑管理電路、升壓電路和充放電管理電路，所述電源路徑管理電路與所述USB接口、充電接口、所述內(nèi)置硬盤、主控電路、用戶密碼識別和控制電路、充放電管理電路和升壓電路相連，所述充放電管理電路與所述可充電電池相連，所述升壓電路與所述放電接口相連，所述可充電電池經(jīng)過充放電管理電路和所述電源路徑管理電路為所述內(nèi)置硬盤、主控電路、用戶密碼識別和控制電路提供電源，所述可充電電池經(jīng)過充放電管理電路、所述電源路徑管理電路和所述升壓電路為所述放電接口提供電源，所述USB接口和/或所述充電接口通過所述電源路徑管理電路和所述充放電管理電路為所述可充電電池充電，所述USB接口通過所述電源路徑管理電路為所述內(nèi)置硬盤、主控電路、用戶密碼識別和控制電路提供電源。
[0016]進一步的，當(dāng)外部主設(shè)備接入USB接口并從該外部主設(shè)備獲得供電時，電源路徑管理電路在滿足對系統(tǒng)供電的情況下，同時對可充電電池充電，當(dāng)系統(tǒng)工作負(fù)荷較重時，電源路徑管理電路將自動減少甚至停止對可充電電池的充電，在系統(tǒng)工作超負(fù)荷情況下，可充電電池可和外部主設(shè)備一起對系統(tǒng)饋電。
[0017]進一步的，所述存儲卡拷貝控制電路包括有數(shù)據(jù)開關(guān)和與所述外存儲卡接口連接的讀卡器控制電路，在數(shù)據(jù)開關(guān)切換至所述讀卡器控制電路時，外部存儲卡借助外存儲卡接口、讀卡器控制電路、數(shù)據(jù)開關(guān)和主控電路與所述內(nèi)置硬盤建立通訊，以實現(xiàn)所述外部存儲卡和所述內(nèi)置硬盤之間直接的數(shù)據(jù)操作，在數(shù)據(jù)開關(guān)不切換至所述讀卡器控制電路時，切斷讀卡器控制電路和所述主控電路的數(shù)據(jù)通信通路。
[0018]進一步的，所述用戶密碼識別和控制電路能夠進行密碼驗證，在按鍵檢測電路檢測到預(yù)定按鍵被按下，并且所述用戶密碼識別和控制電路進行的密碼驗證通過后，所述數(shù)據(jù)開關(guān)被切換至所述讀卡器控制電路。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過設(shè)置電源管理電路、存儲卡拷貝控制電路、可充電電池，這樣不僅可以為其自身供電，還可以在沒有外部USB主設(shè)備的情況下，獨立完成外存儲卡的數(shù)據(jù)拷貝，即實現(xiàn)了功能的多樣化。此外通過設(shè)置用戶密碼識別和控制電路以及加解密模塊，從而可以對寫入所述內(nèi)置硬盤內(nèi)的數(shù)據(jù)進行加密，對讀出所述內(nèi)置硬盤的數(shù)據(jù)進行解密，進一步提高了數(shù)據(jù)存儲的安全性。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0020]下面結(jié)合附圖和實例對本實用新型進一步說明。
[0021]圖1是本實用新型中的帶移動電源和存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒在一個實施例中的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2是圖1中的加密移動硬盤盒中的主控電路在一個實施例中的設(shè)計原理圖；
[0023]圖3是圖1中的加密移動硬盤盒中的用戶密碼識別和控制電路在一個實施例中的設(shè)計原理圖； [0024]圖4是圖1中的加密移動硬盤盒中的按鍵檢測電路在一個實施例中的設(shè)計原理圖；
[0025]圖5是圖1中的加密移動硬盤盒中的電源管理電路在一個實施例中的設(shè)計原理圖；
[0026]圖6是圖1中的加密移動硬盤盒中的存儲卡拷貝控制電路和外部存儲卡在一個實施例中的設(shè)計原理圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖與實例對本實用新型做進一步說明。
[0028]此次所說明的附圖是用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本實用新型的一部分，本實用新型的示意實例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。
[0029]圖1是本實用新型中的帶移動電源的加密移動硬盤盒在一個實施例中的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，所述加密移動硬盤盒，其包括與外部主設(shè)備7連接的數(shù)據(jù)接口 21、具有硬盤接口的內(nèi)置硬盤2、獲得按鍵信息的按鍵檢測電路4、連接數(shù)據(jù)接口 21以及硬盤接口的主控電路1、與所述按鍵檢測電路4和所述主控電路I相連的用戶密碼識別和控制電路3、充電接口 22、放電接口 23、與所述充電接口 22和所述放電接口 23相連的電源管理電路5、與電源管理電路5相連的可充電電池6、能連接外接存儲卡11的外存儲卡接口 24、與所述主控電路I和所述外存儲卡接口 24連接的存儲卡拷貝控制電路10。所述電源管理電路5還與所述內(nèi)置硬盤2、主控電路I和用戶密碼識別和控制電路3相連以為它們提供電源。
[0030]所述主控電路I包括與所述數(shù)據(jù)接口 21連接的第一控制器，與所述硬盤接口連接的第二控制器以及負(fù)責(zé)兩種控制器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的第一微控制器。在一個實施例中，所述數(shù)據(jù)接口 21為USB3.0 (Universal Serial Bus3.0，通用串行總線3.0)接口，所述第一控制器為USB控制器，所述外部主設(shè)備為USB主設(shè)備，所述主控電路I采用USB3.0協(xié)議與外部主設(shè)備通訊，所述硬盤接口為SATA (Serial Advanced Technology Attachment,串行高級技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動器接口)接口，第二控制器為SATA接口，所述主控電路I采用SATA協(xié)議與內(nèi)置硬盤通訊，所述第一微處理器負(fù)責(zé)通訊協(xié)議的轉(zhuǎn)換和橋接。所述主控電路I還包括加解密模塊，所述第一微控制器在接收到來自用戶密碼識別和控制電路3的解鎖信號時允許所述加解密模塊運行于第一控制器和第二控制器之間，將來自第一控制器的數(shù)據(jù)進行加密后發(fā)送給第二控制器，將來自第二控制器的數(shù)據(jù)進行解密后發(fā)送給第一控制器。
[0031]所述用戶密碼識別和控制電路3包括第二微控制器、與所述第二微控制器連接的存儲單元、與所述第二微控制器連接的解鎖狀態(tài)指示單元。所述存儲單元內(nèi)存儲有密碼數(shù)據(jù)，所述第二微控制器獲取來自按鍵檢測電路4的按鍵信息，并將所述按鍵信息與所述存儲單元內(nèi)的密碼數(shù)據(jù)進行匹配，如果兩者相匹配，則向所述主控電路I的第一微控制器發(fā)送解鎖信號，如果兩者不匹配，則不向所述主控電路I的第一微控制器發(fā)送解鎖信號。在一個具體的實施例中，所述存儲單兀為EEPROM(Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory,簡稱EEPROM)。所述解鎖狀態(tài)指示單元用于所述移動硬盤盒的解鎖狀態(tài)，比如可以是LED燈，比如綠顏色是已解鎖狀態(tài)，其余為非解鎖狀態(tài)。所述第二微控制器還能夠通過控制線控制所述電源管理電路5以決定是否啟動所述移動硬盤盒的移動電源功能。在啟動所述移動硬盤盒的移動電源功能時，所述可充電電池6被允許通過所述電源管理電路5以及放電接口 23對外供電。
[0032]所述按鍵檢測電路4可以為電容觸摸按鍵芯片，其以I2C或者串行通訊方式與所述用戶密碼識別和控制電路3連接，其負(fù)責(zé)按鍵的檢測和識別，并將按鍵信息通過I2C或者串行通訊方式反饋給用戶密碼識別和控制電路3。
[0033]所述可充電電池6經(jīng)由所述電源管理電路5為所述內(nèi)置硬盤2、主控電路I和用戶密碼識別和控制電路3提供電源。在所述放電接口 23接入外部便攜式設(shè)備9時，所述可充電電池6經(jīng)由所述電源管理電路5為所述放電接口 23提供電源，進而給所述外部便攜式設(shè)備9供電。外部電源適配器8可以接入所述充電接口 22，并經(jīng)由所述充電接口 22和所述電源管理電路5為所述可充電電池6進行快速充電。在所述數(shù)據(jù)接口 21為USB接口時，該USB接口還與所述電源管理電路5連接，在所述USB接口與外部主設(shè)備7連接時，所述USB接口為經(jīng)由所述電源管理電路5為所述可充電電池6充電或為所述內(nèi)置硬盤2、主控電路I和用戶密碼識別和控制電路3提供電源。
[0034]所述電源管理電路包括電源路徑管理電路、升壓電路和充放電管理電路。所述電源路徑管理電路與所述USB接口 21、充電接口 22、所述內(nèi)置硬盤2、主控電路1、用戶密碼識別和控制電路3、充放電管理電路和升壓電路相連。所述充放電管理電路與所述可充電電池6相連，所述升壓電路與所述放電接口 23相連，所述可充電電池6經(jīng)過充放電管理電路和所述電源路徑管理電路為所述內(nèi)置硬盤2、主控電路1、用戶密碼識別和控制電路3提供電源，所述可充電電池6經(jīng)過充放電管理電路、所述電源路徑管理電路和所述升壓電路為與所述放電接口連接的外部便攜設(shè)備9充電，所述USB接口 21和/或所述充電接口 22通過所述電源路徑管理電路和所述充放電管理電路為所述可充電電池6充電，所述USB接口 21可以通過所述電源路徑管理電路為所述內(nèi)置硬盤2、主控電路1、用戶密碼識別和控制電路3提供電源。
[0035]所述外部存儲卡11可以是SD卡(Secure Digital,安全數(shù)據(jù)卡)、micro SD卡(TF)、MMC卡(Multimedia,多媒體)、MS (Memory Stick,記憶棒)等形式。所述外存儲卡接口 24為外部存儲卡11相應(yīng)的接口，比如SD插槽。所述存儲卡拷貝控制電路10包括有數(shù)據(jù)開關(guān)和與所述外存儲卡接口 24連接的讀卡器控制電路。
[0036]在數(shù)據(jù)開關(guān)切換至所述讀卡器控制電路時，外部存儲卡11借助外存儲卡接口 24、讀卡器控制電路、數(shù)據(jù)開關(guān)和主控電路I與所述內(nèi)置硬盤2建立通訊，以實現(xiàn)所述外部存儲卡和所述內(nèi)置硬盤之間直接的數(shù)據(jù)操作。在一個實施例中，讀卡器控制電路將外部存儲卡11中的文件數(shù)據(jù)讀取，并通過USB的通訊方式傳遞給主控電路I,橋接主控電路I再將數(shù)據(jù)文件進行加密處理，然后通過SATA的通訊方式存儲到內(nèi)置硬盤2，從而完成外部存儲卡拷貝功能。在數(shù)據(jù)開關(guān)不切換至所述讀卡器控制電路時，切斷讀卡器控制電路和所述主控電路I的數(shù)據(jù)通信通路。
[0037]在通過所述用戶密碼識別和控制電路3解鎖成功后，如果按鍵檢測電路4檢測到“存儲卡拷貝鍵”被驅(qū)動，則會通過所述主控電路I將所述數(shù)據(jù)開關(guān)切換至所述讀卡器控制電路，從而完成前述的外部存儲卡拷貝功能。
[0038]這樣，所述帶移動電源的加密移動硬盤盒不僅可以作為安全硬盤盒使用，還可以作為移動電源來使用，并且其內(nèi)置的可充電電池還為內(nèi)置的硬盤盒供電，從而避免了突然斷電而導(dǎo)致的盤受損、數(shù)據(jù)丟失、文件系統(tǒng)破壞等問題。此外，所述移動硬盤盒也具有加解密的功能，保證了硬盤內(nèi)的數(shù)據(jù)的安全性。另外，所述加密移動硬盤盒還可以在沒有外部USB設(shè)備的情況下，獨立的實現(xiàn)外部存儲卡拷貝功能。
[0039]主控芯片電路I中的加解密模塊負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)高速加解密運算，可為AES (AdvancedEncryption Standard, AES)加解密單元、RSA/SM2協(xié)處理器、祖沖之算法加解密單元等；主控芯片電路I和用戶密碼識別和控制電路3之間采用SPI (Serial Peripheral interface,串行外圍設(shè)備接口 )通訊，并由后者授權(quán)對硬盤的讀寫。內(nèi)置硬盤(2)是帶SATA硬盤接口的機械硬盤或者固態(tài)硬盤。USB外部主設(shè)備7可為個人電腦、IPAD等帶USB通訊接口的主設(shè)備。
[0040]所述電源管理電路5可以負(fù)責(zé)對可充電電池6的充放電管理以及系統(tǒng)饋電的電源路徑管理。當(dāng)接入并從USB外部主設(shè)備7獲得供電時，電源路徑管理電路在滿足對系統(tǒng)饋電(即對內(nèi)置硬盤2、主控電路I和用戶密碼識別和控制電路3的供電)的情況下，同時對可充電電池6充電；當(dāng)系統(tǒng)工作負(fù)荷較重時，電源路徑管理電路5將自動減少甚至停止對可充電電池6的充電；在超負(fù)荷情況下，可充電電池6可和USB外部主設(shè)備7 —起對系統(tǒng)饋電，從而形成對系統(tǒng)不間斷供電的掉電保護機制。
[0041]硬盤盒具有兩個對可充電電池(6)的充電接口(USB接口 21和專門的充電接口22)，外部USB主設(shè)備7和外部電源適配器8通過相應(yīng)的充電接口對所述可充電電池6進行充電，其中外部電源適配器8可提供較大的充電電流，以實現(xiàn)對可充電電池6的快速充電。電源管理電路(5)具備對充電端口供電特性的檢測和識別功能，兼容USB2.0、USB3.0、BCl.2、YD/T1591-2009等。可充電電池6除了可對內(nèi)部系統(tǒng)供電外，還可做為移動電源，對外部便攜設(shè)備9進行充電。對外放電接口兼容BC1.2、YD/T1591-2009以及分頻器模式等。[0042]本實用新型的移動硬盤盒的工作過程如下。硬盤盒初始狀態(tài)為上鎖(或稱未解鎖狀態(tài))，在對內(nèi)置硬盤2讀寫前，用戶需要輸入密碼進行解鎖操作；在未解鎖狀態(tài)時，用戶將不能在USB外部主設(shè)備7上對內(nèi)置硬盤2進行讀寫，而僅只能看到盤符。當(dāng)硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7后，用戶首先輸入密碼進行解鎖操作，才能在USB外部主設(shè)備7上對硬盤進行讀寫操作；用戶也可以先在硬盤盒上輸入密碼進行解鎖操作，然后再將硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7。
[0043]解鎖過程:按鍵檢測電路4首先將用戶的按鍵信息傳遞給用戶密碼識別和控制電路3 ;用戶密碼識別和控制電路3從所述按鍵信息中提取用戶輸入的密碼，并將其和原存在存儲單元(EEPROM)的用戶密碼信息進行對比，如果兩者相符或相匹配，則表示解鎖操作成功；同時，用戶密碼識別和控制電路3將解鎖成功的信息反饋給主控電路1，并通過解鎖狀態(tài)指示電路，提示用戶內(nèi)置硬盤2已處于解鎖狀態(tài)，整個解鎖過程結(jié)束。
[0044]硬盤數(shù)據(jù)讀寫和加解密過程:當(dāng)硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7后，主控電路I首先完成初始化和配置，然后等待用戶密碼識別和控制電路3的解鎖信息；當(dāng)收到解鎖信息后，主控電路I則允許對內(nèi)置硬盤2的讀寫操作；在讀寫操作過程中，同時進行數(shù)據(jù)的加解密，上述加解密過程系自動完成，無需用戶干涉。
[0045]電池充放電和電源路徑管理過程:當(dāng)硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7并獲得供電后，電源管理電路5將自動分配和管理對系統(tǒng)的饋電以及對可充電電池6的充電；當(dāng)系統(tǒng)工作負(fù)荷較重時，電源管理電路5將自動減少甚至停止對電池6的充電；在超負(fù)荷情況下，電池6可和USB外部主設(shè)備7 —起對系統(tǒng)饋電。
[0046]當(dāng)移動硬盤盒作為移動電源對USB外部便攜設(shè)備9進行充電時，電源管理電路5首先將可充電電池6的電壓通過升壓電路進行升壓(比如升到5V)，然后對外部便攜設(shè)備9進行充電。
[0047]外部存儲卡拷貝過程:當(dāng)插入外部存儲卡11，并對外部存儲卡進行數(shù)據(jù)拷貝時，首先要進行解鎖操作；解鎖成功后，用戶密碼識別和控制電路(3)通過主控電路I將存儲卡拷貝控制電路10中的數(shù)據(jù)開關(guān)切換到讀卡器控制電路，則讀卡器控制電路將和橋接主控電路I建立了 USB通訊鏈路。讀卡器控制電路將外部存儲卡的文件數(shù)據(jù)讀取，并通過USB的通訊方式傳遞給主控電路1，主控電路I再將數(shù)據(jù)文件進行加密處理，然后通過SATA的通訊方式存儲到內(nèi)置硬盤2，從而完成外部存儲卡拷貝功能。
[0048]需要指出的是，在所述加解密硬盤中去掉移動電源端的功能，而保留外部存儲卡拷貝功能，即去除掉對外充電端口 23，所述充放電管理電路5中也去除與對外供電的相關(guān)電路。
[0049]本實用新型的詳細描述主要通過本實用新型的一個實例來說明。此處所稱的“一個實例”，是指與所述實用新型實例相關(guān)的特定特征、特定功能、電路結(jié)構(gòu)和電氣特性，至少包含于本實用新型至少一個實現(xiàn)方式中。在本說明書中不同地方出現(xiàn)的“在硬盤盒實例中”并非都指一個實用新型實例。此外，表示一個或多個實例的設(shè)計原理圖的各器件順序并非固定指代任何特定順序，也不對本實用新型構(gòu)成限制。
[0050]圖2、圖3、圖4、圖5、圖6是本實用新型硬盤盒實例的設(shè)計原理圖。
[0051]如圖2所示，在所述實用新型硬盤盒的一個實例中，主控電路I主要由GL3321G和SPI Flash構(gòu)成；GN3221系GENESYS公司推出的USB3.0轉(zhuǎn)SATA III(6Gb/s)的橋接主控芯片，內(nèi)帶AES加密單元；GN3221兼容USB3.0、USB2.0，在SATA方面兼容SATA 1、SATA I1、SATA III協(xié)議規(guī)范；內(nèi)置8051微控制器；具有SP1、UART等通訊接口 ；GL3321G的固件代碼存儲在外部的SPI Flash。所述實用新型硬盤盒實例中，內(nèi)置硬盤(2)為帶SATA接口的機械硬盤或者固態(tài)硬盤；
[0052]如圖3所示，在所述實用新型硬盤盒的一個實例中，用戶密碼識別和控制電路3包括PIC16F1829、按鍵提示音電路、以及狀態(tài)指示燈電路構(gòu)成；PIC16F1829系Microchip公司推出的8位低功耗RISC單片機，內(nèi)帶可4K字節(jié)flash代碼區(qū)、256字節(jié)SRAM以及256字節(jié)EEPROM ；49條單時鐘周期指令，主頻可達32MHz等。狀態(tài)指示燈電路包括:開鎖指示綠燈、上鎖指示紅燈、USB工作指示燈、電池電量指示燈等。按鍵提示音電路主要由單級音頻驅(qū)動管和蜂鳴器組成。
[0053]如圖4所示，在所述實用新型硬盤盒的一個實例中，按鍵檢測電路4主要由JG616L、觸摸按鍵矩陣電路和狀態(tài)指示燈等構(gòu)成。JG616L是Lattice公司推出的抗干擾能力強的16鍵電容觸摸按鍵芯片，具有超強的防水、防干擾、防按鍵誤動作能力；工作電壓
2.4V—5.5V，靜態(tài)工作電流小于10微安；觸摸靈敏度高且可調(diào)整；具有I2C通訊接口等特性。觸摸按鍵矩陣包括0-9數(shù)字鍵，以及“解鎖鍵”、“確認(rèn)鍵”、“移動電源鍵”等功能鍵。
[0054]如圖5所示，所述實用新型硬盤盒實例中，電源管理電路5主要由BQ24195L、TPS2543、TPS61259等構(gòu)成。其中BQ24195L系TI公司推出的高集成開關(guān)模式電池充電管理和系統(tǒng)電源路徑管理器件，具有2.5A高效率開關(guān)模式充電器、IA電池升壓模式中的同步升壓轉(zhuǎn)換器、NVDC電源路徑管理以及過壓、過流、熱調(diào)節(jié)和熱關(guān)斷等保護特性；電池充電模式兼容USB2.0、USB3.0以及BCl.2。TPS2543系TI公司推出的帶負(fù)載檢測功能的USB充電端口控制器芯片，符合BCl.2、YD/T1591-2009、分頻模式等充電規(guī)范，同時具有限流和短路保護的電源開關(guān)功能。TPS61259系TI公司推出的高效率的DC-DC升壓芯片；運行頻率為
3.5MHz時，效率可高達93% ;具有低靜態(tài)電流、輕負(fù)載PFM模式、輸出精度+/-2%、真實負(fù)載斷開、熱關(guān)斷和過載保護等特性。
[0055]如圖5所示，所述實用新型硬盤盒的實例中，可充電電池6為3.7V/5000mAH的聚合物鋰電池構(gòu)成。
[0056]所述實用新型硬盤盒實例中，外部USB主設(shè)備7為個人電腦或者筆記本電腦等。外部電源適配器8為5V/1.5A USB充電器。外部便攜設(shè)備(9)可為手機、數(shù)碼相機、平板電腦等設(shè)備。
[0057]如圖6所示，所述實用新型硬盤盒實例中，存儲卡拷貝控制電路10主要由SD/MMC/MS 卡接口、SAM9G15、TS3USB3000RSER 等組成。SD/MMC/MS 卡接口為 TF 卡接 口形式；SAM9G15為Atmel公司的基于ARM926EJ-S核的帶讀卡器功能的MPU，內(nèi)帶16KB數(shù)據(jù)緩存、16KB指令緩存，主頻可達400MHz，具備USB2.0高速主從接口，功能強大；TS3USB3000RSER系TI公司的雙刀雙擲USB2.0高速開關(guān)。
[0058]所述實用新型硬盤盒實例中，外部存儲卡(11)為TF卡形式。
[0059]所述實用新型硬盤盒實例的按鍵操作說明為:
[0060]I)初始用戶密碼
[0061]產(chǎn)品出廠前的初始密碼為112233。在用戶正式使用前，需要更換密碼設(shè)置，以保護移動硬盤的數(shù)據(jù)安全。[0062]2)解鎖
[0063]在每次使用移動硬盤前，須進行解鎖操作，操作步驟如下:
[0064]首先單擊〈解鎖鍵 > (紅綠燈閃爍)；
[0065]然后通過數(shù)字按鍵輸入密碼，單擊〈確認(rèn)鍵 > 解鎖(操作成功后，綠燈閃亮);
[0066]解鎖后，需在30秒內(nèi)，將移動硬盤接入電腦和使用；否則會自動取消該次解鎖操作(自動上鎖)。
[0067]3)上鎖
[0068]上鎖操作是自動完成的。自鎖后，如繼續(xù)使用硬盤，則需要再次解鎖。自鎖情形有如下幾種情況:
[0069]解鎖后，移動硬盤30秒內(nèi)未接入電腦，該盤則會自動上鎖。
[0070]當(dāng)用戶斷開移動硬盤和電腦的連接，該盤會立即自動進入上鎖狀態(tài)。
[0071]當(dāng)使用過程中，出現(xiàn)電腦進入休眠狀態(tài)時，移動硬盤也會自動進入上鎖狀態(tài)。
[0072]4)用戶密碼修改
[0073]修改步驟 如下:(需要從用戶PC端口拔出硬盤，通過電池供電方式而離線操作)
[0074]首先長按〈解鎖鍵>3秒鐘以上，松開(紅綠燈持續(xù)亮)；
[0075]第一次輸入想要設(shè)置的新密碼(密碼最短6位，最長15位)，并按〈確認(rèn)鍵 > 確認(rèn)(紅綠燈閃爍);
[0076]第二次輸入新密碼，并按〈確認(rèn)鍵 > 確認(rèn)和結(jié)束操作。(綠燈閃爍，表示密碼設(shè)置成功，同時已解鎖；若紅綠燈交替閃爍，則用戶修改密碼失敗)
[0077]5)密碼連續(xù)輸入10次錯誤時，移動硬盤會自動進入防破解保護機制
[0078]儲存的數(shù)據(jù)將被擦除，所設(shè)置的密碼將恢復(fù)成出廠原始密碼(112233)；
[0079]重新使用前，用戶需要用出廠原始密碼(或重新設(shè)置的用戶密碼)進行解鎖，并對移動硬盤格式化。
[0080]6)復(fù)位清盤功能
[0081]當(dāng)用戶忘記密碼時，可使用該功能將密碼恢復(fù)為出廠原始密碼，但同時將整盤的數(shù)據(jù)清楚，具體操作步驟如下:
[0082]首先，同時按住〈解鎖鍵 > 至少3秒鐘后松開；(紅綠燈同時閃爍)
[0083]然后，輸入“110”，按〈確認(rèn)鍵〉確認(rèn)；(紅綠燈同時亮)
[0084]移動硬盤將啟動復(fù)位功能:清除所有硬盤數(shù)據(jù)，同時將密碼恢復(fù)成出廠原始密碼。
[0085]重新使用前，用戶需要用出廠原始密碼(或重新設(shè)置的用戶密碼)進行解鎖，并對移動硬盤格式化。
[0086]所述實用新型硬盤盒實例的具體工作流程為:
[0087]當(dāng)硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7后，用戶首先輸入密碼進行解鎖操作，才能在USB主設(shè)備7上對硬盤進行讀寫操作；用戶也可以先在硬盤盒上輸入密碼進行解鎖操作，然后再將硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7。
[0088]解鎖過程:通過觸摸電容矩陣，按鍵檢測電路JG616L (4)檢測出用戶的按鍵操作信息，并已I2C通訊方式，傳遞給用戶密碼識別和控制電路3中的PIC16F1829 ；PIC16F1829從按鍵操作信息中提取用戶輸入的密碼，并將其和原存在EEPROM的用戶密碼信息進行對比，如果兩者相符，則表示解鎖操作成功；同時，PIC16F1829將解鎖成功的信息反饋給USB3.0轉(zhuǎn)SATA的橋接和數(shù)據(jù)加解密的GL3321G主控電路1，并控制解鎖綠色指示燈長亮，提示用戶硬盤(2)已處于解鎖狀態(tài)，整個解鎖過程結(jié)束。
[0089]硬盤數(shù)據(jù)讀寫和加解密過程:
[0090]當(dāng)硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7后，USB3.0轉(zhuǎn)SATA的橋接和數(shù)據(jù)加解密的GL3321G主控電路I首先完成初始化和配置，然后等待用戶密碼識別和控制電路PIC16F1829 (3)的解鎖信息；當(dāng)收到解鎖信息后，主控芯片電路GL3321G (I)則允許對硬盤(2)的讀寫操作；在讀寫操作過程中，同時進行數(shù)據(jù)的加解密，上述加解密過程系自動完成，無需用戶干涉。
[0091 ] 電池充放電和電源路徑管理過程:
[0092]當(dāng)硬盤盒接入USB外部主設(shè)備7并獲得供電后，電源管理電路5中的BQ24195L將自動分配和管理對系統(tǒng)的饋電以及對可充電電池6的充電管理；當(dāng)系統(tǒng)工作負(fù)荷較重時，BQ24195L將自動減少甚至停止對電池6的充電；在超負(fù)荷情況下，電池6可和外部USB主設(shè)備7 —起對系統(tǒng)饋電。TPS61259則將BQ24195L的系統(tǒng)饋電電壓上升到5V，再對內(nèi)部的系統(tǒng)電路饋電。
[0093]當(dāng)作為移動電源對外部USB便攜設(shè)備9進行充電時，電源管理電路5中的BQ24195L首先將可充電電池6的電壓升到5V，然后通過TPS2543對外部便攜設(shè)備9進行充電。TPS2543負(fù)責(zé)和外部USB便攜設(shè)備9進行充電器模式的識別和確認(rèn)。
[0094]在如圖6所示的實施例中，外部存儲卡拷貝過程:
[0095]首先要進行解鎖操作，并將外部存儲卡11插入存儲卡拷貝控制電路10中的TF卡接口 ；然后按“存儲卡拷貝鍵”。當(dāng)用戶密碼識別和控制電路(3)中的PIC16F1829識別到存儲卡拷貝功能鍵操作后，將存儲卡拷貝控制電路(10)中的USB數(shù)據(jù)開關(guān)芯片TS3USB3000RSER的選擇腳(nS)置為低電平，TS3USB3000RSER將USB數(shù)據(jù)通道從外部USB外部主設(shè)備(7)切換到讀卡器控制芯片SAM9G15，也即SAM9G15和主控電路(I) GL3321G建立了 USB通訊鏈路。SAM9G15自動將外部存儲卡的文件數(shù)據(jù)讀取，并以USB的通訊方式傳遞給主控電路(I) GL3321G ；主控電路(I) GL3321G再將數(shù)據(jù)文件進行加密處理，然后以SATA的通訊方式，存儲到內(nèi)置硬盤(2)，從而完成外部存儲卡數(shù)據(jù)拷貝功能。
[0096]上文對本實用新型進行了足夠詳細的具有一定特殊性的描述。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解。本實用新型實例中的描述僅僅是示例性的。本實用新型所述USB3.0轉(zhuǎn)SATA的橋接和數(shù)據(jù)加解密的主控芯片電路結(jié)構(gòu)不限于上文所述實用新型硬盤盒實例中的這一種主控芯片，可以是其他型號的同類功能的橋接主控芯片；本實用新型所述用戶密碼識別和控制電路電路結(jié)構(gòu)不限于上文所述實用新型硬盤盒實例中的這一種單片機芯片，可以是其他型號的單片機芯片；本實用新型所述電容觸摸式按鍵檢測電路結(jié)構(gòu)不限于上文所述實用新型硬盤盒實例中的這一種芯片，可以是其他型號的電容觸摸按鍵芯片；本實用新型所述充放電管理和電源路徑管理電路結(jié)構(gòu)也不限于上文所述實用新型硬盤盒實例中的充電管理和電源路徑管理芯片，可以是其他型號的同類功能的芯片；在不偏離本實用新型的真實精神和范圍的前提下做出的所有改變都應(yīng)該屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型要求保護的范圍是由所述的權(quán)利要求書進行限定的，而不是由上文所述的實用新型硬盤盒實例的描述來限定的。
【權(quán)利要求】
1.一種帶存儲卡拷貝功能的加密移動硬盤盒，其特征在于:其包括: 與外部主設(shè)備連接的數(shù)據(jù)接口； 具有硬盤接口的內(nèi)置硬盤； 獲得按鍵信息的按鍵檢測電路； 連接數(shù)據(jù)接口以及硬盤接口的主控電路； 與所述按鍵檢測電路和所述主控電路相連的用戶密碼識別和控制電路； 電源管理電路，其 與所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路相連以為它們提供電源； 與電源管理電路相連的可充電電池， 能連接外接存儲卡的外存儲卡接口， 與所述主控電路和所述外存儲卡接口連接的存儲卡拷貝控制電路。
2.如權(quán)利要求1所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:所述主控電路包括與所述數(shù)據(jù)接口連接的第一控制器，與所述硬盤接口連接的第二控制器以及負(fù)責(zé)兩種控制器之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的第一微控制器。
3.如權(quán)利要求2所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:所述主控電路還包括加解密模塊，所述第一微控制器在接收到來自用戶密碼識別和控制電路的解鎖信號時允許所述加解密模塊運行于第一控制器和第二控制器之間，將來自第一控制器的數(shù)據(jù)進行加密后發(fā)送給第二控制器，將來自第二控制器的數(shù)據(jù)進行解密后發(fā)送給第一控制器。
4.如權(quán)利要求3所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:所述用戶密碼識別和控制電路包括存儲單元和第二微控制器，所述存儲單元內(nèi)存儲有密碼數(shù)據(jù)，所述微控制器獲取來自按鍵檢測電路的按鍵信息，并將其與所述存儲單元內(nèi)的密碼數(shù)據(jù)進行匹配，如果兩者相匹配，則向所述主控電路的第一微控制器發(fā)送解鎖信號。
5.如權(quán)利要求1所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:其還包括充電接口和放電接口，所述電源管理電路還與所述充電接口和放電接口相連， 所述可充電電池經(jīng)由所述電源管理電路為所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路提供電源， 所述可充電電池經(jīng)由所述電源管理電路為所述放電接口提供電源； 所述充電接口經(jīng)由所述電源管理電路為所述可充電電池充電。
6.如權(quán)利要求5所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接口為USB接口，該USB接口還與所述電源管理電路連接，在所述USB接口與外部主設(shè)備連接時，所述USB接口為經(jīng)由所述電源管理電路為所述可充電電池充電或為所述內(nèi)置硬盤、主控電路和用戶密碼識別和控制電路提供電源。
7.如權(quán)利要求6所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:所述電源管理電路包括電源路徑管理電路、升壓電路和充放電管理電路， 所述電源路徑管理電路與所述USB接口、充電接口、所述內(nèi)置硬盤、主控電路、用戶密碼識別和控制電路、充放電管理電路和升壓電路相連， 所述充放電管理電路與所述可充電電池相連， 所述升壓電路與所述放電接口相連， 所述可充電電池經(jīng)過充放電管理電路和所述電源路徑管理電路為所述內(nèi)置硬盤、主控電路、用戶密碼識別和控制電路提供電源， 所述可充電電池經(jīng)過充放電管理電路、所述電源路徑管理電路和所述升壓電路為所述放電接口提供電源， 所述USB接口和/或所述充電接口通過所述電源路徑管理電路和所述充放電管理電路為所述可充電電池充電， 所述USB接口通過所述電源路徑管理電路為所述內(nèi)置硬盤、主控電路、用戶密碼識別和控制電路提供電源。
8.如權(quán)利要求7所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:當(dāng)外部主設(shè)備接入USB接口并從該外部主設(shè)備獲得供電時，電源路徑管理電路在滿足對系統(tǒng)供電的情況下，同時對可充電電池充電，當(dāng)系統(tǒng)工作負(fù)荷較重時，電源路徑管理電路將自動減少甚至停止對可充電電池的充電，在系統(tǒng)工作超負(fù)荷情況下，可充電電池可和外部主設(shè)備一起對系統(tǒng)饋電。
9.如權(quán)利要求1所述的加密移動硬盤盒，其特征在于:所述存儲卡拷貝控制電路包括有數(shù)據(jù)開關(guān)和與所述外存儲卡接口連接的讀卡器控制電路， 在數(shù)據(jù)開關(guān)切換至所述讀卡器控制電路時，外部存儲卡借助外存儲卡接口、讀卡器控制電路、數(shù)據(jù)開關(guān)和主控電路與所述內(nèi)置硬盤建立通訊，以實現(xiàn)所述外部存儲卡和所述內(nèi)置硬盤之間直接的數(shù)據(jù)操作， 在數(shù)據(jù)開關(guān)不切換至所述讀卡器控制電路時，切斷讀卡器控制電路和所述主控電路的數(shù)據(jù)通信通路。
10.如權(quán)利要求9所述的加密移動硬盤盒，其特征在于: 所述用戶密碼識 別和控制電路能夠進行密碼驗證，在按鍵檢測電路檢測到預(yù)定按鍵被按下，并且所述用戶密碼識別和控制電路進行的密碼驗證通過后， 所述數(shù)據(jù)開關(guān)被切換至所述讀卡器控制電路。
【文檔編號】G06F12/14GK203773536SQ201420071824
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】樓向雄, 劉海鑾 申請人:杭州華瀾微科技有限公司