本发明一般涉及数据存储系统，更具体地说，它涉及一个微处理器控制数据存储系统，用于存储PABX（专用自动交换机）的操作系统程序及客户输入的数据。 新式的PABX一般使用一或多个微处理器，响应操作系统程序的执行来控制电话线和干线的互连。用户容易接近一般计算机来拆除、插入或置换数据磁盘，而和大多数的计算机不同，PABX一般被装在比较不易接近的地方。作为特殊装置中的操作，如旅馆和商业办公室，PABX一旦被安装和配置好之后，就希望人们看不到也听不到PABX。所以，PABX时常被安装在远处，例如在隐蔽的贮藏室等等之处，以使它们在声觉上和视觉上和用户隔开。为了尽量减少系统出现失效，作为被贮藏在敌对环境的结果，当然要求PABX非常可靠。
先有技术的PABX一般使用EPROM（可擦可编程序只读存储器）和磁泡存储器，以便存储多达14K字节的操作系统程序。EPROM和磁泡存储器都高度可靠但比较昂贵。
PABX已变得更加完善，用户用起来也更加顺利，它需要大量的存储器以存储用户的大量输入数据，也需要新交付完善的操作系统程序。根据先有技术，这需要大量的RAM以存储客户输入的数据，也要置换或重新为昂贵的EPROM或磁泡存储器编写程序，以便存储新的操作系统程序。一个复杂的操作系统程序一般需要多到约1/2兆字节的存储器。实现这样一种用EPROM或磁泡存储器做成的操作系统，在价格上过于高昂，要在静态RAM中来存储客户的大量输入数据也有同样问题。
根据本发明，包括软磁盘在内的微处理器控制磁盘驱动装置，被利用来存储复杂的操作系统程序以及客户输入的数据。PABX一加上电源，程序就由磁盘取出而输入至廉价的动态RAM。小量的静态互补型金属氧化物来导体（CMOS）RAM被用来暂存客户输入的数据。CMOS RAM用作“假脱机”的意义是，当其中的每个存储单元都存入了数据时，则存储的信息转存到软磁盘上。
微处理器一般使用软磁盘作为存储程序。但因计算机的交互性质（即数据经常写入或由软磁盘读出），磁盘和磁盘驱动装置的可靠性一般都很低。例如，众所周知，存在磁盘的数据块，由于磁性氧化物磨损磁盘或尘埃沉淀在其上的结果，存在磁盘上的数据块可能遭到删除或变得不能存取。软磁盘的可靠性随磁盘存取数目（即读写操作）的增加而减少。但因计算机一般都放在用户周围，用户容易接近磁盘驱动装置，即使发现数据块破坏等情况，也只要置换一个报废的磁盘或驱动装置即可。
然而，如上所述，PABX一般是不容易接近的。此外，由于计算机程序的交互性质，既然计算机软磁盘驱动装置要经常读和写，而按本发明的磁盘驱动装置又不能经常接近，一般只有在给PABX升高功率时使操作系统程序下装到动态RAM，以及在把用户的输入数据由CMOS RAM上装至软磁盘时才接近软盘驱动器。所以，由于不经常接近的结果，软磁盘只有很低的氧化物磨损，从而，磁盘和磁盘驱动装置要有较高的可靠性。
另外，磁盘驱动装置的马达是由微处理器控制的，只有当数据传送至或从软磁盘读出时才转动，否则就保持静止，结果使马达的寿命延长，功耗较小，发热也较低。
本发明大体上是一个数据存储系统，它包括：产生控制信号的电路;一个磁盘驱动装置，其中包含一磁盘，用以永久存储数据信号;一个动态存储器，用以暂存数据信号;一个电路系统，用以接收第一预定控制信号中的一个信号，并响应此信号而启动磁盘驱动装置;一个电路系统，用以接收第二预定控制信号中的一个信号，并响应此第二控制信号的接收和磁盘驱动装置的被启动而将永久存储的数据信号从磁盘驱动装置转移到动态存储器;以及一个电路系统，当完成了数据信号转移时，就使磁盘驱动装置不起作用。
更具体地说，本发明是一个数据存储系统，它包括：一个数据总线;一个连到数据总线的RAM电路;一个连到数据总线的只读存储器（ROM）电路，用以存储数字复位程序信号;一个连到数据总线的微处理器，用以接收复位程序信号，并响应此信号而产生多个控制信号;以及一个连到数据总线的含有一磁盘的磁盘驱动装置，用以存储操作系统程序信号。本发明还包括：一个连到数据总线和微处理器的直接存储器存取（DMA）控制器，用以接收第一预定的一个或多个控制信号，并响应此信号而将操作系统程序信号从磁盘驱动装置转移到RAM电路;以及一个连到微处理器的转换电源电路，用以检测第二预定的一个或多个控制信号，并响应此信号而起动和供电给磁盘驱动装置，在检测不到第二控制信号的情况下，取消和除去磁盘驱动装置的电源，因而，为响应微处理器执行引导程序的结果，操作系统由磁盘转存到RAM电路，此后，磁盘驱动装置不起作用，并用转换电源电路除去其电源。
通过参考下述的详细叙述和附图，可以更好地了解本发明，附图中
图1是本发明最佳实施例的原理图，
图2是根据本发明最佳实施例的电源控制电路及电源电路的原理图，以及
图3是根据本发明最佳实施例的EPROM电路的原理图。
参考图1，图中示出EPROM电路1分别经过数据，地址和控制总线2、5和6连接到微处理器3。
EPROM电路1一般包含一个程序，用以响应加上电源或复位的微处理器3来实现引导程序处理。响应从控制总线6接收的由微处理器3产生的信号，启动EPROM1。
图示一直接存储器存取控制器DMAC 10经数据总线2，地址总线5和控制总线6而连到微处理器3。
一软磁盘控制器FDC 13经数据总线2和控制总线6而连到微处理器3，并连到包括含有操作系统程序的软磁盘的软磁盘驱动装置。
操作时，微处理器3执行存储在EPROM电路1中的引导程序，并响应配置FDC 13以便从磁盘驱动装置17读出数据，通过将预定数据信号输入其中的内寄存器，以限定位传输速率、奇偶位发生等等。微处理器然后配置DMAC 10，以完成数据从FDC 13传送到动态随机存取存储器DRAM 18，DRAM 18分别经数据、地址和控制总线2、5和6连接到微处理器3，DMAC 10的配置是通过以最初和最后DRAM 18的有效地址输入给它的内部数据寄存器来实现的，以限定要将操作系统程序存储在其中的地址空间。
微处理器3在数据总线2上产生信号，它加到磁盘驱动控制器19，以响应执行存储在EPROM电路1中的引导程序的其它指令。信号锁存在控制器19中，控制器19产生启动信号，以施加到电源电路32，并响应它而施加到磁盘驱动装置17。电源电路32一般由晶体管电路组成，用以选通加到磁盘驱动装置17的电源输入端VIN的12和5伏电源，正如下面参见图2所述的那样。控制器19也产生一个施加到磁盘驱动17的 ON输入端的启动信号，用以启动磁盘驱动装置的马达。
FDC 13于是分别经过输入和输出总线ICTRL和OCTR执行和磁盘驱动17进行一系列的信息交换操作，以便从磁盘开始一数据的读出操作。在使DRG输出处于高电平的情况下，FDC 13产生-DMA请求。DMA请求是在DMAC 10的REQ输入端被接收的。作为响应，DMAC 10从其输出端ACK产生-DMA确认信号，给FDC 13 ACK输入端接收。各种总线的任意状态信号由DMAC 10沿总线6产生，给微处理器3接收，以便用信号通知微处理器，DMAC分别具有对地址和数据总线5和2的控制，或分别具有地址和数据总线5和2的主权。
FDC 13经由其RD输入端从磁盘驱动装置17读出操作程序，操作程序一般是串行数字信号。接收到的信号在FDC 13中由串行转变为并行格式，并经其数据端施加到数据总线2。DMAC 10的数据端从数据总线2接收并行的数字信号，并从那里再施加到数据总线以传输到和存进DRAM18的顺序存储单元（由出现在地址总线5上并由DMAC 10产生的预定地址信号规定）。
根据众所周知的DMA转移技术，从磁盘驱动装置17到DRAM 18的操作系统程序的转移，一直进行到操作系统程序都存储到DRAM中为止（即已经输入DRAM 18的最后有效存储器地址）。
DMAC 10从其已完成（DONE）输出端产生一个信号给FDC 13的终端计数输入端TC接收，以便用信号通知磁盘控制器转移已经完成。
之后，DMAC 10在其中断（INT）输出端上产生一中断信号I1给优先中断编码器11。编码器11决定多个中断信号，例如I1和I2中哪个具有最高优先权以中断微处理器3，并对此作出响应而产生出一中断信号。
微处理器3为响应接收到中断信号而产生更多的数据信号经数据总线2给控制器19，促使控制器19产生禁生信号，以关断电源电路32和停止磁盘驱动装置的马达，下面参考图2作更详细的描述。
之后，存储在DRAM 18中的操作系统指令，以熟知的方式由微处理器3加以执行。
如上所讨论的，根据本发明，客户输入的数据被暂存在静态存储器里，并定期地转移到软磁盘以作永久存储。客户输入的数据是从一终端29接收的，例如一视频显视终端，途经一UART（通用异步接收发送器）27，由UART27上的数据终端（DATA），接收到数据总线2。
操作时，如果用户或客户相要输入数据的话，数据进入终端29，终端29产生并施加一UART请求信号给连接在UART 27和数据终端29之间的控制总线30。沿着控制总线30，在数据终端和UART之间以熟知方式传送若干个信息交换的控制信号。用户输入的数据是从终端29由UART 27的RxD输入端接收的。UART 27产生一中断信号I2经其IRQ输出端给优先中断编码器11，以给微处理器3提供一中断信号。微处理器3产生控制信号给控制总线6，用以控制由UART 27经数据总线2至一个CMOS RAM 25的数据转移，以作为响应接收中断信号的结果。而作为响应从微处理器3接收前述控制信号的结果，UART 27将接收的数据从串行转变为并行格式，并将并行格式数据加到数据总线2，以存储在CMOS RAM 25的预定存储单元里。
如果客户要再把数据输入给终端29，微处理器就会再中断，并数据经数据总线2被转移存储在CMOS RAM 25的另外的存储单元里。CMOS RAM 25的顺序存储单元就以这一方式存入了从终端29来的用户规定的数据。
如果CMOS RAM 25的每一个存储单元都存入了数据（即CMOS RAM25已满），则微处理器3配置DMAC 10以完成由CMOS RAM 25到FDC 13的DMA数据转移。FDC 13然后产生一DMA请求，经其DRQ输出端输出，而DMAC 10产生一确认信号作为响应DMA请求的结果。DMAC 10获得地址总线5和数据总2的“控制权”，并以熟知方法完成由CMOS RAM 25至FDC 13的DMA数据转移。如上所述，磁盘驱动装置17被启动，电路32将操作电源提供给磁盘驱动装置，以作为响应控制器19从微处理器3接收数据信号的结果。由FDC 13接收的数据以一熟知方式被写入磁盘驱动装置17以存储在软磁盘上。
DMA数据转移一旦完成，DMAC 10就在其DONE输出端产生一信号给FDC 13，以便指出数据转移的完成，而由DMAC 10的INT输出端产生中断信号I1，以便用信号通知微处理器3数据转移已完成。
由控制总线6进行的各种控制信号的详细情况，例如微处理器3和DMAC 10之间的信息交换信号，因已为熟悉此技术的人所熟知，故本文不作详细叙述。
CMOS RAM 25在其上有一电源输入端VCC被连到供电电源-V和电容器33，以便万一电源失效时提供电容器备份。因此，存储在CMOS RAM 25但还没有输入到软磁盘的数据，万一在电源失效时也不致丧失。在本发明一个成功的实施例中，电容器33是连在-5伏电源和地之间的3法拉电容器。
参考图2，图中示出磁盘驱动控制器19在其上分别有连到缓冲器40和41的Q6和Q7输出端。控制器19在最佳实施例中包括一可寻址锁存器。缓冲器40和41的输出端分别连到上拉电阻器42和43，同时也经限流电阻器44A连到PNP晶体管44的基极接线端及连到VMOS FFT（V型槽金属氧化物半导体场效应晶体管）45的栅极接线端。上拉电阻器42和43连到+12伏的电源。
PNP晶体管44有一发射极接线端连到12伏电源，而集电极接线端则连到输出的接线端47作为到磁盘驱动装置17的连接。
VMOS FET 45是n沟道增强型的场效应管，其漏极接线端连到+5伏电源。VMOS FET 45的衬底连到其源极接线端，并连到输出接线端48，以提供+5伏的操作电源给磁盘驱动装置17。
如上所述，磁盘驱动控制器19的另一个输出端连到反相的缓冲器冲器46以启动磁盘驱动装置17。
操作过程中，代表加到或来自磁盘驱动装置17的数据转移请求的数据信号由数据总线2接收，并将数据装入磁盘驱动控制器19，以作为接收控制总线6上信号的响应。为响应接收的数据信号，磁盘驱动控制器19的输出达到逻辑高电平。这些信号加到缓冲器40和41及反相缓冲器46。加到反相缓冲器46的信号在这缓冲器里反相，并加到磁盘驱动装置17的启动输入端。加到缓冲器40和41的信号从这两缓冲器发送出去。以启动晶体管44和45变为导通，从而，经PNP晶体管44的发射极-集电极通路传送12伏的直流电源至输出接线端47，并经VMOS FET 45的漏-源沟道传送+5伏的直流电源至输出接线端48。
因此，磁盘驱动装置17启动，以响应从反相缓冲器46接收的启动信号，并分别从接线端47和48接收电流电压。
根据本发明的最佳实施例，数据总线2是一个16位的数据总线。如上所讨论的，希望在数据存储系统中减少昂贵的EPROM的数目。因此，根据最佳实施例，如图3所示，单块的8位EPROM芯片1A经-8位锁存电路1B与16位数据总线接口，而一般需用两块8位的EPROM芯片。
十六位的引导程序的指令存在8位的EPROM芯片1A里，以使指令的最高有效字节存在预定的存储器存储单元里，而最低有效字节则存在下一个相邻的存储单元里。因此，根据最佳实施例，128个16位指令存储在单块8位EPROM芯片1A的256个存储单元里。
在操作过程中，为响应分别从地址和控制总线5和6接收地址和控制信号，指令的最高有效字节由EPROM芯片1A的输出端D0-D7传送到锁存电路1B的输入端D1-D8。指令的最高有效字节存储在锁存电路1B里。于是，指令的最低和最高有效同时分别从EPROM芯片1A的输出端D0-D7和锁存电路1B的输出端Q1-Q8传送到数据总线2的D0-D15线，以响应在地址和控制总线5和6上接收其它信号。因此，16位指令是由单块的8位EPROM芯片产生的，并被加至数据总线2。
在本发明的成功的原型机中，微处理器3是摩托罗拉（Motorola）公司制造的68000型微处理器，FDC 13是美国NEC电子公司（NEC Electronics USA Inc.）制造的76S型单/双密度软磁盘控制器，DMA控制器10是摩托罗拉公司制造的68450型直接存储器存取控制器，而磁盘驱动装置则是三菱公司的型号。
总之，本发明是一个可靠而省钱的数据存取系统，用以存储客户输入的数据，也存储操作系统程序。磁盘驱动装置装有软磁盘，磁盘上存有操作系统，结果是较先有技术的EPROM或磁泡存储器数据存储系统大大省钱。小量的CMOS RAM被用来暂存客户输入的数据，这数据定期输入到软磁盘上。磁盘驱动装置难得才存取一次（即在系统加上电源或复位时，以及偶然为了输入客户的输入数据）。因此，磁性氧化物较先有技术的磁盘存储系统的情况有较小的磨损。再者，又因为软磁盘存储比较省钱，故新型的或现代的复杂操作系统程序可以通过定期地更换软磁盘而省钱地加以实现。
如上所述，了解本发明技术的熟练人员，现在可以设想使用本发明的原理来实现其它实施例或变化。例如，可以用硬磁盘来代替软磁盘，对软磁盘控制器13和电源电路32正作出适用的更改。此外，也可以利用多个密封装的磁盘驱动装置，以存储其它程序或客户输入的数据。
此外，软磁盘可以密封包装以保护软磁盘避免积累尘埃粒子。再者，也可用继电器或其它开关电路代替晶体管电源电路32，以便给磁盘驱动装置17提供电源。
DMAC 10可以用分立的路代替，以完成软磁盘控制器13和CMOS RAM 25或DRAM 18之间的数据转移。另一种做法是数据转移操作可以直接用微处理器3来完成，对于微处理器要完成这种数据转移一般需要的附加时间正在作出适当的容限。
此外，本发明可以用于任一种以计笪机为基础的需要偶尔存取数据的系统，并不限于连同PABX一起使用的数据存储系统的本发明最佳实施例。
如所附的权利要求中所规定的那样，本发明所有这些变化和其它实施例都认为是在本发明的范围之内。