阅读说明：本技术 一种电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路 (Multifunctional physical self-destruction and power-down protection method and circuit for electronic disk ) 是由 刘升 韩延良 唐伟 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：一种电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路,属于电子盘技术领域,当掉电信号触发时,储能电容依次经能量控制单元和隔离电路给存储芯片供电,完成掉电保护；当物理自毁信号触发时,能量控制单元中断向存储芯片供电；同时储能电容给物理自毁电路供电,经物理自毁电路向存储芯片执行物理自毁操作,完成物理自毁。通过物理自毁控制电路、物理自毁电路、能量控制电路、储能电容以及隔离电路对异常进行判断,能智能切换到所需的工作模式下,让其能在掉电模式下限流输出给电子盘提供数据保护,物理自毁模式下,瞬间大电流输出。电路简单,器件少,而且整个储能完全独立,对主机电源无依赖性,且内部隔离处理,其物理自毁过程可靠度高。(A multifunctional physical self-destruction and power-down protection method and circuit of an electronic disk belong to the technical field of electronic disks, when an electric signal is triggered, an energy storage capacitor supplies power to a storage chip through an energy control unit and an isolation circuit in sequence to complete power-down protection; when the physical self-destruction signal is triggered, the energy control unit interrupts power supply to the storage chip; and meanwhile, the energy storage capacitor supplies power to the physical self-destruction circuit, and the physical self-destruction operation is executed to the memory chip through the physical self-destruction circuit to complete the physical self-destruction. The abnormality is judged through the physical self-destruction control circuit, the physical self-destruction circuit, the energy control circuit, the energy storage capacitor and the isolation circuit, the intelligent switching can be conducted to the required working mode, the electronic disk can be subjected to current limiting output in the power failure mode to provide data protection, and in the physical self-destruction mode, large current is output instantly. The circuit is simple, the devices are few, the whole stored energy is completely independent, the host power supply is not dependent, the internal isolation processing is performed, and the reliability of the physical self-destruction process is high.)

一种电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路

技术领域

本发明属于电子盘技术领域，尤其涉及一种电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路。

背景技术

随着科技的发展，信息对人类社会进步举足轻重，而信息最终会将被以数字形式存储在各种各样的存储介质中，而目前主流的存储产品已更新换代为电子盘（各种接口的NAND FLASH存储介质），而对于电子盘数据的安全显得尤为重要。这里的安全有两个层面：第一个层面是指数据存储可靠性，如：发生异常掉电后，是否能完整保护用户数据。第二个层面是指电子盘中数据安全性，电子盘内部数据不能被他人窃取，而在特定条件下，对电子盘内部数据进行物理自毁。

为了防止发生异常掉电，而引起电子盘数据丢失或损坏，行业内会对整机供电电源（主机电源）增加掉电储能要求，部分厂商会对电子盘单独增加储能电容，来完成掉电后电子盘异常处理和数据存储，来保证数据和电子盘的完整性。当产品使用在机载环境中，为了防止特殊情况而引起的电子盘落入敌方手中导致重要数据被窃取，目前做法是主机提供一路单独的物理自毁电源（主机备用电源），该电源是由蓄电池提供。为整机内各个重要模块提供物理自毁的能量，而各个模块需要对蓄电池电源能量进行分配，通常会明确各个模块的电流分配方式，为了确保不因物理自毁过程中短路而引起其他重要模块无法完成物理自毁。电子盘通过内部电路对物理自毁电源提供的能量进行限流控制，来保证物理自毁电路能够正常进行。

现有技术中需要两个独立的电路实现，储能电路和物理自毁电路。不论是数据存储可靠性和安全性，都需要依赖主机提电源和备用电源，如果主机电源或备用电源故障，就无法保证数据存储的可靠性和安全性。由于物理自毁电路是由主机备用电源（蓄电池）提供，其蓄电能力有限、电压不稳定，且整机中如需物理自毁的设备过多，其中任何一个设备短路都将造成其他设备无法完成物理自毁，导致数据泄露，可靠性低。现有物理自毁技术是使用单独提供蓄电池供电，然后各个需要物理自毁的模块进行单独控制，对器件进行物理破坏，我们知道损坏器件的最终是电在器件上产生的热量，W=P×t=U×I×t=I²×R×t。而现有物理自毁电路必须进行限流处理，假如电流缩小1倍，在器件上想要产生同样的热量，势必其时间将延长4倍。而时间长又会增加器件散热，影响自毁效果，造成不必要的能量损失，使效率下降。

发明内容

本发明旨在解决上述问题提供一种可对异常掉电进行数据可靠性保护，同时可进行电子盘物理自毁的电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路。

本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法，电子盘系统供电单元给能量控制单元供电，经能量控制单元后分两路输出，其中一路经隔离电路后给存储芯片供电；另一路给储能电容供电；当掉电信号触发时，储能电容依次经能量控制单元和隔离电路给存储芯片供电，完成掉电保护；当物理自毁信号触发时，能量控制单元中断向存储芯片供电；同时储能电容给物理自毁电路供电，经物理自毁电路向存储芯片执行物理自毁操作，完成物理自毁。

进一步，本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法，所述物理自毁操作的过程包括储能电容通过物理自毁电路对存储芯片进行高压击穿，然后超大电流快速放电，造成存储芯片的永久性损坏。

进一步，本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法，所述电子盘系统供电单元的电压为5V。

进一步，本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法，所述经能量控制单元后分两路输出，其中一路电压为5V经电源管理模块降压至3.3V后再经隔离电路给存储芯片供电；另一路升压至28V后给储能电容供电。

进一步，本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法，所述储能电容给能量控制单元供电时将28V将压至5V。

本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路，包括电子盘系统供电电源、电源管理和存储芯片；能量控制电路、储能电容、物理自毁控制电路、物理自毁电路和隔离电路；所述电子盘系统供电电源、能量控制电路、电源管理、隔离电路和存储芯片依次相电连接；所述电子盘系统供电电源与前述物理自毁控制电路相电连接；所述能量自毁控制电路分别与能量控制电路和物理自毁电路相电连接；所述能量控制电路与储能电容相电连接；所述储能电容经物理自毁电路与前述存储芯片相电连接。能量控制电路主要用于升压、降压以及提供一路正常电源给后级使用；储能电容用于能量控制电路工作在升压模式下，对升压后的能量进行储存；物理自毁电路用于当受物理自毁控制电路控制，来具体实现物理自毁动作；物理自毁控制电路用于接收物理自毁触发信号，控制物理自毁电路完成自毁，同时控制能量控制电路，切断后级供电，确保储能电容所有能量完全用来进行物理自毁；隔离电路用于隔离物理自毁电源和电子盘正常工作电源，保证物理自毁效果。

进一步，本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路，所述电子盘系统供电电源与前述能量控制电路之间设置有滤波隔离电路；对电子盘系统供电电源供电在电子盘内部进行电源滤波和电源隔离。

进一步，本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路，所述滤波隔离电路与前述存储芯片相电连接；所述滤波隔离电路与存储芯片之间设置有电子盘主控电路；电子盘主控电路实时监测整机供电电源的电压。

本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路，通过物理自毁控制电路、物理自毁电路、能量控制电路、储能电容以及隔离电路对异常进行判断，能智能切换到所需的工作模式下，其中物理自毁控制电路可根据掉电或自毁动作，精确且灵活控制切换能量控制电路工作模式，让其能在掉电模式下限流输出给电子盘提供数据保护，物理自毁模式下，瞬间大电流输出。电路简单，器件少，而且整个储能完全独立，对主机电源无依赖性，且内部隔离处理，其物理自毁过程可靠度高。

附图说明

图1为本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路结构示意框图；

图2为本发明实施例所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路原理图。

具体实施方式

下面通过附图及实施例对本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护方法及电路进行详细说明。

实施例一

本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路，如图1所示，包括电子盘系统供电电源、电源管理和存储芯片；能量控制电路、储能电容、物理自毁控制电路、物理自毁电路和隔离电路；所述电子盘系统供电电源、能量控制电路、电源管理、隔离电路和存储芯片依次相电连接；所述电子盘系统供电电源与前述物理自毁控制电路相电连接；所述能量自毁控制电路分别与能量控制电路和物理自毁电路相电连接；所述能量控制电路与储能电容相电连接；所述储能电容经物理自毁电路与前述存储芯片相电连接。能量控制电路主要用于升压、降压以及提供一路正常电源给后级使用；储能电容用于能量控制电路工作在升压模式下，对升压后的能量进行储存；物理自毁电路用于当受物理自毁控制电路控制，来具体实现物理自毁动作；物理自毁控制电路用于接收物理自毁触发信号，控制物理自毁电路完成自毁，同时控制能量控制电路，切断后级供电，确保储能电容所有能量完全用来进行物理自毁；隔离电路用于隔离物理自毁电源和电子盘正常工作电源，保证物理自毁效果。

电子盘系统供电电源与前述能量控制电路之间设置有滤波隔离电路；对电子盘系统供电电源供电在电子盘内部进行电源滤波和电源隔离。所述滤波隔离电路与前述存储芯片相电连接；所述滤波隔离电路与存储芯片之间设置有电子盘主控电路；电子盘主控电路实时监测整机供电电源的电压。

本发明所述电子盘的多功能物理自毁和掉电保护电路的执行方法，电子盘系统供电单元给能量控制单元供电，经能量控制单元后分两路输出，其中一路经隔离电路后给存储芯片供电；另一路给储能电容供电；当掉电信号触发时，储能电容依次经能量控制单元和隔离电路给存储芯片供电，完成掉电保护；当物理自毁信号触发时，能量控制单元中断向存储芯片供电；同时储能电容给物理自毁电路供电，经物理自毁电路向存储芯片执行物理自毁操作，完成物理自毁。

物理自毁操作的过程包括储能电容通过物理自毁电路对存储芯片进行高压击穿，然后超大电流快速放电，造成存储芯片的永久性损坏。

在本实施例中，所述电子盘系统供电单元的输出电压为5V。所述经能量控制单元后分两路输出，其中一路电压为5V经电源管理模块降压至3.3V后再经隔离电路给存储芯片供电；另一路升压至28V后给储能电容供电。所述储能电容给能量控制单元供电时将28V将压至5V。如图1所示整机提供电子盘5V电源供电，电子盘内部进行电源滤波和电源隔离后，通过能量控制电路，将5V分为两路，一路升压到28V后进行储能，另一路直接将整机供电5V供给后级电源管理，电源管理将5V转换成3.3V和其他电压供给电子盘正常供电，整机掉电后，电子盘主控实时监测整机供电电源5V的电压，当检测到5V低于4.2V后，进行异常处理和数据保护，能量控制电路也对整机供电5V进行实时监测，当检测到电压低于4.2V后，能量控制电路切换到降压放电模式，将28V储能电容降压到4.2V后供给电源管理，然后电源管理在进行转换供给电子盘让其进行异常处理和数据保护，确保掉电后电子盘存储安全。

当出现紧急情况，需要防止电子盘数据不被窃取，主机通过接口给电子盘中物理自毁控制电路发送一个触发信号（高/低电平都可触发），物理自毁控制电路会控制能量控制电路，关闭放电回路，控制物理自毁电路打开，储能电容通过物理自毁电路对存储芯片NAND FLASH进行高压击穿，然后超大电流快速放电，造成存储芯片NAND FLASH永久性损坏，保证数据不被他人窃取。

实施例二

在实施例一的基础上，如图2所示，5V电源通过滤波，隔离电路进行处理后，输入给能量控制电路U7，然后能量控制电路将5V分为2路，一路直接通过U7的19脚输出给后级电源管理，保证电子盘正常工作所需电源，另外一路通过10脚进行升压充电，然后储能，充电电压可调，电流可调。当电子盘主控和能量控制电路检测到电源掉电后，会控制能力控制电路切换模式，将储能电容的能量进行降压释放，通过U7的19脚进行放电，来完成掉电后异常处理和数据保护。

当出现紧急情况需要物理自毁时，物理自毁控制接收到自毁信号，控制物理自毁电路打开，同时关闭降压放电回路，使高压直接施加在存储芯片NAND FLASH上，同时隔离电路反向阻隔高压，使其只对存储芯片NAND FLASH进行销毁，确保不会造成电子盘的电源管理单元不被击穿而引起能量被泄放而无法烧毁存储芯片NAND FLASH。高压击穿存储芯片NAND FLASH后，储能电容可瞬间大电流快速放电到短路的存储芯片NAND FLASH上，使其二次热损坏，确保物理自毁彻底，防止数据泄露。