一种可扩展的USB闪存盘.pdf

本发明公开了一种可扩展的USB闪存盘，属于USB闪存盘设计领域。包括主控PCB板、第一USB主控芯片、FLASH芯片、外围电路和USB接口；还包括按压式开关、第二USB主控芯片、A级联接口和B级联接口；第一USB主控芯片通过所述外围电路连接所述FLASH芯片；在无其它U盘接入时，USB接口通过按压式开关与第一USB主控芯片接通。当另一个U盘通过级联接口与该U盘相连接时，触发A级联接口的按压式开关，切换至第二USB主控芯片，USB接口通过按压式开关与第二USB主控芯片接通，使另一个U盘的存储空间成为该U盘存储空间的一部分。在实际生活中，可以灵活组合使用，扩展存储空间，给人们的数据备份过程带来了更大的便利和随意性，且为用户节省了更换大容量存储器的费用。

1.  一种可扩展的USB闪存盘，包括：主控PCB板、第一USB主控芯片和FLASH芯片；在主控PCB板上集成有晶振、贴片电阻、电容、LDO稳压IC和USB接口，其中晶振、贴片电阻、电容和LDO稳压IC构成外围电路；第一USB主控芯片通过所述外围电路连接所述FLASH芯片；
其特征在于：该USB闪存盘还包括按压式开关、第二USB主控芯片、A级联接口和B级联接口；
所述的按压式开关，与A级联接口相融合连接，在该可扩展USB闪存盘的A级联接口与另一可扩展USB闪存盘的B级联接口结合或者分离时被触发，以切换该可扩展USB闪存盘的工作模式；
所述工作模式包括单独工作模式和扩展工作模式；
所述单独工作模式指的是在无其它USB闪存盘接入时的默认工作模式，此时该可扩展USB闪存盘的USB接口通过按压式开关与第一USB主控芯片连通，即第一USB主控芯片接入电路，该可扩展USB闪存盘单独进行闪存信息存储的工作模式；
所述扩展工作模式指的是当该可扩展USB闪存盘通过其A级联接口与另一可扩展USB闪存盘的B级联接口相结合时，该可扩展USB闪存盘通过按压式开关的切换动作，使得USB接口与第一USB主控芯片断开连接、而与第二USB主控芯片连通，即第二USB主控芯片接入电路，由这两个USB闪存盘共同进行闪存信息存储的工作模式；
所述第二USB主控芯片用来存储该USB闪存盘在扩展工作模式下的闪存信息，其通过外围电路连接FLASH芯片；
所述的级联接口，是该USB闪存盘在扩展工作模式下使用的接口，其中A级联接口同时与外围电路和FLASH芯片相连接，B级联接口与FLASH芯片相连接。

2.  根据权利要求1所述的可扩展的USB闪存盘，其特征在于：所述第一USB主控芯片进一步通过第一指示灯与外围电路相连接；所述第二USB主控芯片进一步通过第二指示灯与外围电路相连接；
所述第一指示灯用于指示该可扩展USB闪存盘工作在单独工作模式；所述第二指示灯用于指示该可扩展USB闪存盘工作在扩展工作模式。

3.  根据权利要求1所述的可扩展的USB闪存盘，其特征在于：所述的按压式开关内含锁止机构。

4.  根据权利要求1所述的可扩展的USB闪存盘，其特征在于：所述A级联接口为网状插口结构；所述B级联接口为网状引脚结构。

一种可扩展的USB闪存盘
所属技术领域
本发明属于USB闪存盘设计领域，具体涉及一种可扩展的USB闪存盘。
背景技术
随着计算机软硬件的发展，人们对多媒体娱乐的要求也越来越高，音视频文件随着清晰度的提高，其所占用的空间也越来越大，很多娱乐影音类型的单文件体量越来越大，很多人都有过这样的经历：手边有两个小容量的U盘，有一个不能分割的大体积的文件需拷贝，一个U盘装不下，又不能将待拷贝文件分装在两个U盘里。虽然随着技术进步，U盘闪存芯片容量也在不断提高，但是对于用户而言，为了适应大容量文件的需要，而不断去淘汰手边的相对小容量U盘，会带来很大的浪费和不便。
发明内容
针对现有方法存在的不足，本发明提出一种可扩展的USB闪存盘。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种可扩展的USB闪存盘，包括：主控PCB板、第一USB主控芯片和FLASH芯片；在主控PCB板上集成有晶振、贴片电阻、电容、稳压IC和USB接口，其中晶振、贴片电阻、电容和LDO稳压IC构成外围电路；第一USB主控芯片通过所述外围电路连接所述FLASH芯片；
该USB闪存盘还包括按压式开关、第二USB主控芯片、A级联接口和B级联接口；
所述第一USB主控芯片进一步通过第一指示灯与外围电路相连接，所述第二USB主控芯片进一步通过第二指示灯与外围电路相连接；
所述第一指示灯用于指示该可扩展USB闪存盘工作在单独工作模式，所述第二指示灯用于指示该可扩展USB闪存盘工作在扩展工作模式；
所述的按压式开关，与A级联接口相融合，即固定连接，其内含锁止机构，在该可扩展USB闪存盘的A级联接口与另一可扩展USB闪存盘的B级联接口结合或者分离时被触发，以切换切换该可扩展USB闪存盘的工作模式；所述工作模式包括单独工作模式和扩展工作模式；所述单独工作模式指的是在无其他USB闪存盘接入该可扩展USB闪存盘时，该可扩展USB闪存盘的默认工作模式，此时该可扩展USB闪存盘的USB接口通过按压式开关与第一USB主控芯片连通，使得第一USB主控芯片接入电路，该可扩展USB闪存盘单独进行闪存信息存储的工作模式；所述扩展工作模式指的是该可扩展USB闪存盘通过其A级联接口与 另一可扩展USB闪存盘的B级联接口相结合后，该可扩展USB闪存盘通过按压式开关的切换动作，使得USB接口与第一USB主控芯片断开连接、与第二USB主控芯片连通，即第二USB主控芯片接入电路，由这两个USB闪存盘共同进行闪存信息存储的工作模式；
当该USB闪存盘处于单独工作模式时，所述USB接口通过所述按压式开关与所述第一USB主控芯片相连通；当该USB闪存盘处于扩展工作模式时，所述USB接口通过按压式开关与第二USB主控芯片相连通；所述第二USB主控芯片通过外围电路连接FLASH芯片；
所述的第二USB主控芯片用来存储该USB闪存盘在扩展工作模式下的闪存信息；
所述的级联接口，是该USB闪存盘在扩展工作模式下使用的接口，其中A级联接口为网状插口结构，同时与外围电路和FLASH芯片相连接，B级联接口为网状引脚结构，与FLASH芯片相连接；
所述第一USB主控芯片和第二USB主控芯片分别存储该USB闪存盘在单独工作模式下的硬件信息和在扩展工作模式下的硬件信息，以供计算机进行硬件识别和读写控制时使用；
工作原理：
第一USB主控芯片和第二USB主控芯片分别存储该USB闪存盘在单独工作模式下的硬件信息和扩展工作模式下的硬件信息，供计算机进行硬件识别和读写控制时使用。在无其它U盘接入时，USB接口通过按压式开关与第一USB主控芯片接通，该USB闪存盘默认为单独工作模式。当另一个U盘通过级联接口与该U盘相连接时，触发A级联接口的按压式开关，切换至第二USB主控芯片，USB接口通过按压式开关与第二USB主控芯片接通，实现切换该U盘的工作模式至扩展工作模式，使另一个U盘的存储空间成为该U盘存储空间的一部分。当需要两个U盘单独使用时，将两个U盘分离，此时按压式开关被释放，U盘恢复默认的单独工作模式。
本发明的有益效果是：
1.在级联扩展使用过程中，有专门的第二USB主控芯片处理两U盘组合后的闪存信息状态，因而能够稳定工作，不需要格式化。
2.基于电路的实现，使得在软件层面上不需要额外的支持，使用户能够直接便利使用。
3.在实际生活中，可以灵活组合使用，扩展存储空间，给人们的数据备份过程带来了更大的便利和随意性。
4.提高了低容量存储器的使用价值，为用户节省了更换大容量存储器的费用。
5.级联接口、按压式开关和锁止机构的融合设计，使用方便，并避免用户因误操作带来的损失。
附图说明
图1为本发明一种实施方式可扩展的USB闪存盘的结构示意图；
图2(a)为本发明一种实施方式可扩展的USB外观的正视图；(b)为(a)的后视图；(c)为(a)的左视图；
图3(a)为本发明一种实施方式A级联接口结构示意图；(b)为本发明一种实施方式B级联接口结构示意图；
图4为本发明一种实施方式A级联接口的接脚编号示意图；
图5为本发明一种实施方式可扩展的USB处于扩展工作模式时的连接关系示意图；
图6(a)为本发明一种实施方式A级联接口下侧与按压式开关之间的结构示意图；(b)为(a)的俯视图；
其中，1-USB接口；2-第一USB主控芯片；3-第一指示灯；4-按压式开关；5-外围电路；6-第二USB主控芯片；7-第二指示灯；8-FLASH芯片；9-B级联接口；10-A级联接口；11-缓冲块；12-按钮；13-A级联接口L部分；14-A级联接口R部分。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
本实施方式可扩展的USB闪存盘，如图1所示，包括：主控PCB板、第一USB主控芯2片和FLASH芯片8；在主控PCB板上集成有晶振、贴片电阻、电容、稳压IC、第一指示灯3、第二指示灯7和USB接口1，其中晶振、贴片电阻、电容和稳压IC构成外围电路5；第一USB主控芯片2通过所述外围电路5连接所述FLASH芯片8；本实施方式的第一指示灯3和第二指示灯7均为LED指示灯；本实施方式的FLASH芯片8是由2片Intel JS29F16B08CCME1芯片(25NM 16GB MLC)构成的，共32G，用以实现数据的存储。
如图1所示该USB闪存盘还包括按压式开关4、第二USB主控芯片6、A级联接口10和B级联接口9；
主控PCB板可以实现对闪存的具体读写操作，本实施方式的主控PCB板是通过选用银灿IS902E主控双贴板进行改造得到的，改造时，为了实现通过单刀双掷开关实现两个USB主控芯片(即第一USB主控芯片和第二USB主控芯片)切换接入电路，将银灿IS902E主控双贴板上已集成的USB主控芯片，即第一USB主控芯片，先拆下来，以便接入按压式开关、第一USB主控芯片、第二USB主控芯片和用来指示可扩展USB闪存盘工作模式的两个LED指示灯；银灿IS902E主控双贴板支持USB3.0协议，保证了传输速度。为了便于兼容，第二USB主控芯片采用的是与银灿IS902E主控双贴板同型号的USB主控芯片。
如图1所示本实施方式的第一USB主控芯片进一步通过第一指示灯与外围电路相连接，第二USB主控芯片进一步通过第二指示灯与外围电路相连接；
本实施方式的第一指示灯为蓝色，用于指示第一USB主控芯片接入电路，该可扩展USB闪存盘工作在单独工作模式；本实施方式的第二指示灯为黄色，用于指示第二USB主控芯片接入电路，该可扩展USB闪存盘工作在扩展工作模式；
当本实施方式的USB闪存盘处于单独工作模式时，所述USB接口通过所述按压式开关与所述第一USB主控芯片相连通；当该USB闪存盘处于扩展工作模式时，所述USB接口通过按压式开关与第二USB主控芯片相连通；所述第二USB主控芯片通过外围电路连接FLASH芯片；
本实施方式的第二USB主控芯片用来存储该USB闪存盘在扩展工作模式下的闪存信息；
本实施方式的级联接口，是该USB闪存盘在扩展工作模式下使用的接口，选用5*840pin自制接口，用于将FLASH芯片的引脚外接，A级联接口下侧与按压式开关固定。图2(a)、(b)和(c)为该USB闪存盘的外观图，A级联接口和B级联接口分别置于该USB闪存盘体的正反两面，第一指示灯和第二指示灯置于该USB闪存盘体的下端。
本实施方式的A级联接口如图3(a)所示为网状格栅插口结构，同时与外围电路和FLASH芯片相连接，B级联接口如图3(b)所示为网状引脚结构，与FLASH芯片相连接；A级联接口和B级联接口均是由两个完全一样的子部分构成，本实施方式均定义图3所示的A级联接口和B级联接口各自的左半部分接口为L部分，右半部份接口为R部分，L部分和R部分分别对应连接构成FLASH芯片的2片JS29F16B08CCME1芯片。
本实施方式以A级联接口的L部分13为例，对级联接口的接脚功能加以说明，如图4所示，本实施方式A级联接口的L部分的接脚编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9、0、A、B、C、D、E、F、G、H、I、J，其各自对应的功能分别为：
RB：读\忙，低电平有效；
RE：读使能，低电平有效；
CE：芯片选中使能，低电平有效；
VCC：3.3V电源；
Vss：地；
CLE：命令字输入使能；
ALE：地址输入使能；
WE：写使能输入，低电平有效；
WP：写保护输入，低电平有效；
D0-D7：8位数据输入/输出口；
H、I、J的为备用接脚；
A级联接口R部分14的接脚编号与A级联接口L部分13的接脚编号相同；A级联接口与B级联接口的接脚相对应。
A级联接口与B级联接口在线序上有所不同。B级联接口线序与FLASH芯片线序相同，A级联接口线序中不引出FLASH芯片的九号，十号引脚，而将FLASH芯片的十四号、十五号引脚分别引向A级联接口的九号，十号接口引脚。因为每个U盘内含有两片完全相同的JS29F16B08CCME1芯片，所以级联接口也是由两个完全一样的子部分分别对应。
本实施方式的第一USB主控芯片和第二USB主控芯片分别存储该USB闪存盘在单独工作模式下的硬件信息和在扩展工作模式下的硬件信息，以供计算机进行硬件识别和读写控制时使用；
如图5所示，本实施方式中的可扩展USB闪存盘在进行扩展使用时，A级联接口和B级联接口接口用来相互连接，应用时甲U盘的A级联接口通过连接乙U盘的B级联接口，使得乙U盘的FLASH芯片连接到甲U盘的的主控电路上。此时甲U盘的可用存储容量是甲、乙两个U盘的存储容量之和。
本实施方式的按压式开关为单刀双掷开关，与A级联接口相融合，内含锁止机构，在该可扩展USB闪存盘的A级联接口与另一可扩展USB闪存盘的B级联接口结合或者分离时被触发，以切换该USB闪存盘中的第一USB主控芯片和第二USB主控芯片，即切换该可扩展USB闪存盘的单独工作模式和扩展工作模式；所述单独工作模式指的是无其他USB闪存盘接入时，该可扩展USB闪存盘单独进行闪存信息存储的工作模式；所述扩展工作模式指的是该可扩展USB闪存盘通过其A级联接口与另一可扩展USB闪存盘的B级联接口相结合后，由这两个USB闪存盘共同进行主闪存信息存储的工作模式；本实施方式的按压式开关的具体工作原理为甲U盘的按压式开关在其A级联接口被乙U盘的B级联接口接入时的按动而触发，则甲U盘的的第二USB主控芯片接入电路，此时甲U盘的的工作模式为扩展工作模式；在断开乙U盘时，需再次按下，按压式开关被再次的按动而触发，将工作模式切换回默认的单独工作模式。应用时，USB接口接入计算机后，通过查看相应颜色的LED指示灯，区分U盘的工作模式，若看到了蓝颜色LED指示灯闪亮，则说明此时U盘工作在单独工作模式；若看到了黄颜色LED指示灯闪亮，则说明此时U盘工作在扩展工作模式。
为加强相连U盘整体的可靠性，本实施方式专门设计了锁止机构，如图6(a)和(b)所示， 在A级联接口的四角设有四个垂直接口平面的立柱，立柱为套筒结构，内有弹簧支撑。上端套筒包裹下端立柱，下端立柱顶端有十字形结构，该十字形结构嵌入上端套筒内壁的螺纹中。在按压式开关两种状态之间的行程中，上端套筒在螺纹和下端立柱的影响下有90°的旋距，将原本与A级联接口侧面平行的倒刺结构旋出，嵌入B级联接口的凹槽中进行锁止。