Brevet FR2587824A1 — publié le 19870327

DISPOSITIF A DISQUE VIRTUEL A SEECOBUCM La présente invention concerne un dispositif à disque virtuel à semiconducteur utilisé en tant que dispositif de mémoire externe pour enregistrer de l'information dans un appareil tel qu'un ordinateur, un mini-ordinateur ou un ordinateur personnel. La figure 6 montre une unité de disquette qui est un dispositif de mémoire externe classique. Il s'agit d'une unité de disquette pour un ordinateur personnel qui est de façon générale bien connue et très utilisée. Sur la figure 6, la référence 7 désigne une unité de disquette et la référence 1 désigne un ordinateur personnel. Dans cet ordinateur personnel 1, la référence 2 désigne une unité centrale (qu'on appellera ci-après "UC"), la référence 4 désigne un bus classique de 1'UC et la référence 3 désigne un contrôleur de disquette qui est connecté au bus classique 4. La référence 5 désigne un système d'exploitation (qu'on appellera ci-après "SE") qui est un logiciel standard destiné à faire fonctionner l'ordinateur personnel 1.En outre, la section de mémoire, la section de commande de visualisation et la section de commande de clavier ne sont pas représentées, dans un but de simplification. La figure 8 montre une structure d'un SE appelé CP/M, qui est très utilisé dans un ordinateur personnel pour le SE 5 précité. Sur la figure 8, la structure de base du logiciel CP/M comprend un processeur d'ordres de clavier (POC) 16, un système d'exploitation de disques de base (SEDB) 17 et un système d'entrée/sortie (E/S) de base (SESB) 18. La figure 7 montre une structure fondamentale de l'unité de disquette. Sur la figure 7, la référence 12 désigne une tête magnétique de lecture et la référence 8 désigne une section de commande de lecture destinée à commander la tête magnétique de lecture 12. La référence 13 désigne une tête magnétique d'écriture et la référence 9 désigne une section de commande d'écriture destinée à commander la tête magnétique d'écriture 13. La référence 11 désigne une section de mécanisme et la référence 10 désigne une section de commande de mécanisme destinée à commander la section de mécanisme 11. La référence 14 désigne une disquette. Ces éléments sont commandés par l'intermédiaire du bus d'entrée/sortie (E/S) de l'unité de disquette, 6. La figure 9 montre un dispositif à disque virtuel à semiconducteur 20 de l'art antérieur qui est connecté à l'ordinateur personnel 1 en tant que support d'enregistrement externe. Comme le montre la figure 9, le dispositif à disque virtuel à semiconducteur classique 20 comprend un circuit de conversion de bus, un circuit de mémoire 22 et une batterie 23. La référence 19 désigne un bus d'E/S et celui-ci est commandé par le SESB 18 précité qui est incorporé dans l'ordinateur personnel 1. On va maintenant décrire le fonctionnement du système d'enregistrement externe dans l'unité de disquette de l'art antérieur. Ce système est très utilisé dans un poste de travail tel qu'un ordinateur personnel, et son fonctionnement est indiqué dans des manuels d'utilisation ou des articles. On ne présentera ici qu'un résumé du fonctionnement. Le format d'enregistrement de la disquette 14 est normalisé sous la dénomination "format IBM", et on utilise ce format pour toutes les disquettes 14. Dans le format IBM, la taille du disque, le nombre de pistes et de faces et le format de secteurs sont normalisés, et les disquettes qui respectent cette normalisation sont compatibles. De façon générale, on utilise pour commander la disquette 14 un con trayeur de disquette 3 qui réalise une commande conformément au format IBM par l'intermédiaire du bus normalisé 4 de l'ordinateur personnel 1, comme le montre la figure 6. Ce contrôleur de disquette 3 assure une fonction de gestion d'interface avec l'UC 2 et il accomplit la lecture et l'écriture sur la disquette 14 dans l'unité de disquette 7, par l'intermédiaire du bus d'E/S de l'unité de disquette, 6. La disquette 14 a de façon générale une configuration semblable à celle d'un disque phonographique standard à 45 t/mn, et on l'obtient par dépôt d'une matière magnétique sur du mica, et l'information est enregistrée de façon magnétique dans cette matière. Lorsque l'unité de disquette 7 est sous tension, la section de commande de mécanisme 10 et la section de mécanisme 11 fonctionnent et la disquette 14 est automatiquement mise en position et entraînée en rotation à une vitesse prédéterminée. La lecture et l'écriture d'information sur cette disquette 14 sont respectivement effectuées par la tête de lecture 12 et la tête d'écriture 13. Ces têtes sont de façon générale montées sur un support mobile accouplé à un moteur pas à pas incorporé dans la partie de mécanisme 11, et ces éléments sont fabriqués en cuivre inoxydable.La lecture et l'écriture de l'information dans une position de piste et une position de secteur désirées sont effectuées en déplaçant les têtes 12 et 13 sur une plaque circulaire en direction du centre de celle-ci, ou dans une direction opposée. La commande de mouvement de ces têtes 12 et 13 s'effectue en actionnant le moteur pas à pas de la section de mécanisme 11 conformément au numéro de piste, à partir du signal provenant du bus d'E/S d'unité de disquette 6. Le signal qui provient de la tête de lecture 12 est amplifié par la section de commande de lecture 8 pour être émis, du fait que ce signal est faible. On décrira le fonctionnement du système d'exploitation CP/M 5 en se référant à la figure 8. Le processeur d'ordres de clavier (POC) 16 et le système d'exploitation de disques de base (SEDB) 17 sont des sections fixes qui ne changent pas en fonction de l'utilisateur, et le système d'entrée/sortie de base (SESB) 18 est une section qui gère une interface matérielle ou physique qui varie en fonction du système. Habituellement, le POC 16 assure le traitement d'un ordre provenant du clavier et le SEDB 17 effectue un traitement de fichiers du disque.Le SESB 18 comporte un sous-programme d'entrée/sortie, pour des opérations telles qu'un traitement de touches, un traitement de visualisation, un traitement d'impression ou un traitement d'entrée/ sortie de disquette en liaison avec le système d'exploita -ti#5-,##même#Aorsqu'une unité de disquette est connectée sous la forme d'un dispositif de mémoire externe, ce SESB 18 est entièrement commandé par le système d'exploitation 5 en ce qui concerne la gestion de fichiers. On va maintenant décrire le fonctionnement dans un cas dans lequel on utilise en tant que dispositif de mémoire externe un dispositif à disque virtuel-à semiconducteur, représenté sur la figure 9. Dans ce cas, un disque virtuel à semiconducteur 20 comprenant un circuit de conversion de bus 21, un circuit de mémoire 22 et une batterie 23 est connecté au bus d'E/S 19, qui est une interface matérielle gérée par le SESB 18, et le circuit de conversion de bus 21 est incorporé entre le bus d'E/S 19 et le circuit de mémoire 22, du fait que le bus d'E/S 19 commandé par le SESB 18 et le bus du circuit de mémoire 22 ont de façon générale des structures différentes. L'enregistrement de l'information dans le circuit de mémoire 22 utilise la batterie 23.Ce dispositif à disque virtuel à semiconducteur 20 fonctionne d'une manière similaire à celle de l'unité de disquette décrite ci-dessus, du fait que ce dispositif à disque virtuel 20 est commandé par le SESB 18, et il est également possible d'échanger librement de l'information entre l'unité de disquette 7 et le dispositif à disque virtuel à semiconducteur 20, du fait de la fonction de gestion de fichiers du SEDB 17. La différence entre ce dispositif et l'unité de disquette 7 consiste en ce qu'il est possible d'effectuer un traitement électrique de l'information à une vitesse élevée du fait que ce dispositif est un disque virtuel à semiconducteur. On notera que l'unité de disquette de l'art antérieur présente les inconvénients suivants. (1) Il existe une limitation en ce qui concerne la longévité de la partie tournante et des têtes en fonctionnement continu, du fait de l'existence d'une structure mécanique. (2) Il existe une limitation concernant la durée de vie d'une disquette, du fait qu'une tête est appliquée contre la surface magnétique. (3) La disquette mesure 12,7 à 20,3 cm de diamètre et son stockage exige donc beaucoup de place. Il existe en outre des restrictions portant sur la manipulation, parmi lesquelles une restriction sur la température admissible, l'interdiction de plier et de courber la disquette et la nécessité de protéger la surface magnétique. (4) La vitesse de fonctionnement est très faible du fait que la lecture et l'écriture sont accomplies de façon mécanique et magnétique. (5) Il existe par nature une restriction concernant le taux d'erreur des données. Ce taux d'erreur de données est élevé en comparaison avec la mémoire à semiconducteur. Bien qu'il apporte une améliOration par rapport aux inconvénients précités d'une unité de disquette, le dis que virtuel à semiconducteur de l'art. antérieur présente les défauts suivants. (1) Le circuit de mémoire est grand et fixe et il n'est pas échangeable. (2) Un défaut partiel du circuit de mémoire peut entraîner une impossibilité totale d'utilisation. (3) La valeur utilitaire d'une information enregistrée dans le circuit de mémoire, telle qu'un logiciel d'application, est faible. (4) Le contenu de tous les circuits de mémoire est perdu sous l'effet d'une panne de la batterie. (5) Il est difficile de changer l'élément de mémoire et d'augmenter sa capacité, et les travaux de maintenance et de contrôle sont donc complexes. L'unité de disquette et le dispositif à disque virtuel à semiconducteur classiques ont les inconvénients indiqués ci-dessus. L'invention a pour but de procurer un dispositif à disque virtuel à semiconducteur perfectionné présentant les avantages des deux dispositifs classiques, c'est-à-dire le caractère amovible de la disquette et la vitesse élevée du dispositif à disque virtuel à semiconducteur. L'invention procure un dispositif à disque virtuel à semiconducteur pouvant fonctionner sous la commande d'un système d'entrée/sortie de base d'un système d'exploitation standard, pour assurer la gestion d'une interface matérielle de chaque système qui est différente de celles d'autres systèmes, et ce dispositif est conçu de façon à accepter une carte de circuits intégrés amovible en tant que support de mémoire principal. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va-suivre de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels La figure 1 est un schéma synoptique montrant un dispositif à disque virtuel à semiconducteur qui constitue un mode de réalisation de l'invention La figure 2 est un schéma montrant la structure du circuit de conversion de bus du dispositif La figure 3 est un schéma montrant des blocs fonctionnels d'une carte de circuits intégrés qui est utilisée dans le dispositif Les figures 4(a) et 4(b) sont respectivement une vue de c8té et une vue en plan montrant la structure d'une carte de circuits intégrés représentée sur la figure 3 La figure 5 est un schéma montrant un autre mode de réalisation de l'invention La figure 6 est un schéma montrant un système d'enregistrement externe utilisant une unité de disquette classique La figure 7 est un schéma montrant la structure fondamentale de l'unité de disquette La figure 8 est un schéma montrant la structure du système d'exploitation CP/M ; et La figure 9 est un schéma montrant un dispositif à disque virtuel à semiconducteur classique. Pour expliquer l'invention en détail, on se référera plus particulièrement à la figure 1. Sur la figure 1, la référence 25 désigne une carte de circuits intégrés qui constitue un support d'enregistrement principal du dispositif à disque virtuel à semiconducteur 20. Cette carte est fabriquée-avec une taille d'environ 54 x 85,6 mm, et on l'utilise pour enregistrer de l'information. D'une manière similaire à celle décrite ci-dessus en ce qui concerne l'unité de disquette et le dispositif à disque à semiconducteur classiques, le dispositif de ce mode de réalisation exige une conversion de bus entre le bus d'E/S 31, placé sous la commande du SESB, et le bus de mémoire 24 de la carte de circuits intp 25, de façon à faire fonctionner ce dispositif sous la commande d'un sys tème d'exploitation standard.Il existe dans ce but un circuit de conversion de bus 29 qui effectue une conversion de bus entre le bus d'adresse 32, le bus de commande 33 et le bus de données 34, d'une part, et un bus de carte mère 30 qui est nécessaire pour accéder à la carte de circuits intégrés 25, par le circuit d'établissement d'adresse 36, le circuit de commande d'E/S 37 et le circuit de commande de bus 38. La référence 35 désigne un signal de commande-de bus. Les figures 3 et 4 montrent les blocs fonctionnels de la carte de circuits intégrés 25 et la structure physique de celle-ci. Comme le montrent ces figures, un circuit de mémoire 26 et une batterie (une batterie de piles ou d'accumulateurs) 27 sont montés sur la carte de circuits intégrés 25, avec une très faible épaisseur, par une technique de fabrication à structure mince, et un connecteur 28 prévu pour être connecté au réceptacle placé à côté du dispositif est monté sur la carte de circuits intégrés 25, avec une structure intégrée qui fait que la carte est amovible. Dans le circuit de mémoire 26, un élément de mémoire est monté sous la forme d'une puce nue (un élément nu) ou sur un support de puce, pour faire en sorte que le circuit de mémoire 26 soit mince. Il est commode de prévoir un moyen de remplacement de la batterie 27 dans le dispositif à disque virtuel à semiconducteur. Dans ce mode de réalisation ayant une telle structure, une carte de circuits intégrés qui est amovible avec le dispositif est utilisée en tant que moyen d'enregistrement d'information, et cette carte de circuits intégrés 25 sur laquelle est montée la batterie 27 présente l'intérêt de pouvoir être utilisée en dispositif de mémoire amovible et elle a une fonction correspondant à une disquette. En outre, lorsque le dispositif à disque virtuel à semiconducteur représenté sur la figure 1 est constitué par cette carte de circuits intégrés 25, on peut définir libre ment et arbitrairement un plus grand nombre d'adresses, conformément à la capacité de mémoire nécessaire. On va maintenant décrire le fonctionnement de ce dispositif. Comme indiqué ci-dessus, dans le système d'exploitation classique, le bus d'entrée/sortie 31 pour le traitement d'entrée/sortie de disque est ouvert par le SESB sous la commande du SEDB. Ce bus 31 comprend de façon générale le bus d'adresse 32, le bus de commande 33 et le bus de données 34, et pour faire fonctionner ce bus d'une manière similaire à celle de l'unité de disquette de l'art antérieur, il est nécessaire d'incorporer un circuit de conversion de bus 29 entre le bus 31 et le bus de carte mère 30 qui est un bus de la carte de circuits intégrés 25.La conversion de bus est effectuée d'une manière telle que les signaux de sortie provenant du bus d'adresse 32, du bus de commande 33 et du circuit d'établissement d'adresse 36 soient appliqués au circuit de commande d'entrée/sortie 37, et que le signal de sélection de chaque carte de circuits intégrés 25 et le signal de commande de direction pour la commande de lecture et la commande d'écriture soient appliqués au circuit de commande de bus 38, afin de permettre d'effectuer une commande similaire à la commande de piste et la commande de secteur de l'unité de disquette. Simultanément, le bus de données 34 est connecté au circuit de commande de bus 38, et il est donc possible d'avoir un accès direct à la carte de circuits intégrés 25, ce qui fait qu'on peut traiter le dispositif d'une manière équivalente à celle de l'unité de disquette.En outre, le dispositif utilise un élément à semiconducteur, et il est possible d'obtenir une vitesse de traitement extrêmement élevée par rapport à celle de l'unité de disquette classique (la vitesse de traitement est plusieurs fois à plusieurs dizaines de fois supérieure). On peut en outre augmenter librement et arbitrairement la capacité de mémoire d'un dispositif utilisant une carte à cir cuits intégrés du fait que la carte à circuits intégrés 25 est amovible. Du point de vue fonctionnel, une propriété du dispositif consiste en ce qu'un défaut d'une partie des éléments de mémoire ou d'une carte de circuits intégrés n'en train pas une impossibilité complète d'utilisation, et on peut aisément rétablir le fonctionnement du dispositif en remplaçant la carte par une nouvelle carte de circuits inté grés En outre, même dans le cas du changement d'un système d'exploitation général (standard), il n'est pas nécessaire de changer la carte de circuits intégrés elle-même et seule une petite modification du circuit de conversion de bus 29 est nécessaire. En outre, le mode de réalisation qui est représenté montre un dispositif à disque virtuel à semiconducteur qui est utilisé en dispositif de mémoire externe fonctionnant sous la commande d'un système d'exploitation général, mais il est possible d'obtenir une vitesse de traitement plus élevée en connectant ce dispositif au bus de système de l'unité centrale, comme le montre la figure 5, sur laquelle la carte de circuits intégrés 25 est directement connectée au bus de mémoire 39. En outre, l'élément de mémoire de la carte de circuits intégrés n'est pas limité à une mémoire vive statique, et il est possible de monter sur la carte une mémoire morte programmable et effaçable électriquement, une mémoire morte programmable électriquement ou une mémoire morte programmable par masque, à titre d'autre élément de mémoire, ce qui conduit à des plus grandes possibilités d'utilisation. Ainsi, lorsqu'on monte une mémoire morte programmable effaçable électriquement, une-batterie n'est pas nécessaire, ce qui permet de réaliser un dispositif de mémoire amovible beaucoup plus mince.Il est en outre possible d'incorporer un programme de commande de système dans une mémoire morte programmable électriquement ou une mémoire morte programmable par masque, et d'incorporer l'unité centrale de traitement dans une carte de circuits intégrés, permettant ainsi de standardiser et de miniaturiser l'appareil et d'augmenter ses possibilités fonctionnelles.Il est en outre possible d'utiliser le circuit de conversion de bus 29 pour différentes sortes de dispositifs, en réalisant le circuit de conversion de bus 29 sous la forme d'un circuit de type amovible duquel on peut séparer une carte de circuits intégrés, et en mémorisant dans la carte de circuits intégrés les différences entre les systèmes d'exploitation et les différences spécifiques entre les ordinateurs personnels de divers fabricants, c'est-à-dire en réalisant un circuit de conversion de bus ayant le format d'une carte de circuits intégrés pour chaque sorte de dispositif de lecture de carte. Il est en outre possible d'augmenter considérablement la valeur de l'information que possède chaque terminal en tirant le meilleur parti des propriétés de la carte de circuits intégrés, c'est-à-dire la possibilité de conserver une information de façon transférable, en accomplissant les opérations d'autres terminaux (un dispositif d'entrée/sortie à clavier, de traitement de visualisation, d'impression ou de saisie d'image) fonctionnant sous la commande du même système d'exploitation général, en employant la carte de circuits intégrés. Comme le montre de façon évidente la description précédente et conformément à l'invention, on utilise en tant que support de mémoire principal une carte de circuits intégrés ayant une taille telle que 54 x 85,6 mm, fabriquée par une technique permettant d'obtenir une structure mince, et on réalise un dispositif à disque virtuel à semiconducteur en combinant une ou plusieurs cartes de circuits intégrés, et on obtient ainsi un dispositif de mémoire externe rapide, miniaturisé et ayant une fiabilité élevée. On peut ainsi aisément conserver de façon transférable l'information enregistrée, utiliser l'information dans d'autres terminaux et échanger l'information. Ceci procure un dispositif très commode pour une utilisation pratique et un dispositif ayant un vaste domaine d'application. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif à disque virtuel à semiconducteur pouvant fonctionner sous la commande d'un système d'entrée/ sortie de base d'un système d'exploitation standard, pour assurer la gestion d'une interface matérielle de chaque système qui est différente de celles des autres systèmes, caractérisé en ce qu'il est conçu de façon à accepter une carte de circuits intégrés amovible (25) en tant que support de mémoire principal. 2. Dispositif à disque virtuel à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la carte de circuits intégrés (25) comporte une batterie de piles ou d'accumulateurs (27) qui est utilisée pour l'enregistrement de données dans un circuit de mémoire (26) se trouvant sur la carte à circuits intégrés. 3. Dispositif à disque virtuel à semiconducteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la carte de circuits intégrés (25) est équipée d'un connecteur (28) qui est placé à une extrémité de la carte et fait partie intégrante de celle-ci. 4. Dispositif à disque virtuel à semiconducteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le bus d'entrée/sortie (30) de la carte de circuits intégrés (25) est connecté à un circuit de conversion de bus (29) destiné à effectuer une conversion de bus entre ce bus d'entrée/sortie (30) et le bus d'entrée/ sortie (31) du système d'entrée/sortie de base fonctionnant sous la commande du système d'exploitation précité.