CN100423024C - 一种多界面的自适应miniSD存储卡 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多界面的自适应miniSD存储卡，包括SD界面单元、控制器和存储模块，SD界面单元一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器，控制器与存储模块通过总线连接，miniSD存储卡兼容MS标准，可经由MS适配器连接到MS标准主机，控制器可自行识别存储卡所处主机的类型，自动调整存储卡自身以适应对应的主机。本发明存储卡可完全替代传统意义上的SD和MS卡，用户则无需再为不同的产品配备不同的存储卡，省钱又省心。

Description

一种多界面的自适应miniSD存储卡
技术领域
本发明涉及一种存储卡，特别是指一种兼容MS标准的多界面自适应miniSD存储卡。
背景技术
SD规范广泛应用在目前的数字多媒体存储装置中，如数码相机、手机、PDA、MP3/MP4播放机等消费电子产品。MS标准是SONY公司规定的一种信息存储标准，其旗下众多数字多媒体产品都采用该标准。MS标准特指MS系列标准，包括Memory Stick，Memory Stick Duo，MemoryStick Pro，Memory Stick Pro Duo等系列标准；MS卡特指符合MS系列标准的所有存储卡，如Memory Stick卡，Memory Stick Duo卡，Memory StickPro卡，Memory Stick Pro Duo卡等。
随着市场的发展，以上两大类存储卡成为了当今市场上闪存卡(FlashMemory Card)的主流。但由于其标准的不统一，对用户来说，要为不同的产品配备不同的存储卡，既费钱又费心。所以人们开始研究一种可兼容MS标准和SD规范的存储卡，也就是说，这种存储卡可应用在SD主机平台，又可应用在MS主机平台，可替代传统的SD卡和MS卡。
SD规范中定义有标准尺寸的SD卡和小尺寸的miniSD卡，miniSD卡可通过适配器转为标准的SD卡。考虑到标准SD卡和MS卡的尺寸限制，本发明所要阐述的兼容SD规范和MS标准的存储卡就以miniSD卡为载体。也就是说，在miniSD卡上实现MS功能。
如图1所示为miniSD卡的接口信号定义。
如图2所示为MS标准中MS卡的接口信号定义，该接口信号对MS系列卡都是兼容的，所有MS系列卡都可采用此接口来实现。
比较图1和图2，SD规范和MS标准中都规定了主机和卡之间的接口信号有电源、地、时钟、命令、最多达4比特的数据等信号线，也就是说，SD规范和MS标准具有可兼容的接口，完全可用一张存储卡同时实现SD和MS功能。
发明内容
本发明提供了一种兼容SD规范和MS标准，并能根据主机自动适应的多界面自适应miniSD存储卡。
一种多界面的自适应miniSD存储卡，包括SD界面单元、控制器和存储模块，SD界面单元一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器，控制器与存储模块通过总线连接，所述的miniSD存储卡兼容MS标准，可经由MS适配器连接到MS标准主机，控制器可自行识别存储卡所处主机的类型，自动调整存储卡自身以适应对应的主机。
所述的MS适配器包括适配miniSD存储卡接口标准的插槽端和适配MS标准主机的接口端，插槽端的各接口与接口端的各接口内部对应连接，插槽端用于连接miniSD存储卡，接口端用于与外界主机相连。
所述的控制器可根据主机中命令线和数据线所处状态识别主机类型，并自动调整存储卡自身以适应对应的主机，其自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断主机中命令线和数据线所处的状态，若状态是上拉，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若状态是下拉，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
所述的MS适配器接口端的INS接口和插槽端的任一NC接口连接，miniSD存储卡内部NC接口加有上拉电阻，控制器的自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断NC接口的电平，若为高电平，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若为低电平，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
所述的miniSD存储卡内部任一NC接口接有上拉电阻，MS适配器上对应的接口接有下拉电阻，控制器的自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断NC接口的电平，若为高电平，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若为低电平，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
所述的存储卡的任一NC接口接有下拉电阻，MS适配器上对应的接口接有上拉电阻，控制器的自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断NC接口的电平，若为低电平，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若为高电平，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
所述的控制器可根据SD主机和MS主机发送命令和数据的不同制式调整自身以适应对应的主机，其自适应过程包括以下步骤：
1)上电后，等待主机发送有效的CMD0或有效的TPC：GET_INT或READ_REG；
2)若收到的是有效的CMD0，则继续等待主机发送有效的ACMD41；
3)收到主机发送有效的ACMD41后，回Response R3，启用SD功能；
4)若收到的是有效的TPC：GET_INT或READ_REG，则回寄存器的数值，启用MS功能。
所述的SD界面单元可采用miniSD界面连接器或金手指。
所述的所述的存储模块采用至少一个存储器件。
所述的存储器件可采用可擦写、非易失的半导体存储器件。
本发明存储卡具有以下特性：
1)具备SD规范定义的miniSD卡的外形特征和接口信号定义。
2)可通过适配器，具备兼容MS标准定义的MS卡的外形特征和接口信号定义。
3)在SD的主机平台，该存储卡表现为SD特性，能被SD的主机识别为SD卡，并以符合SD规范的方式正确读写和访问。
4)在MS的主机平台，该存储卡表现为MS特性，能被MS的主机识别为MS卡，并以符合MS规范的方式正确读写和访问。
和普通的SD存储卡和MS存储卡相比，本发明存储卡兼容MS规范和SD标准，在一张卡上即实现了SD功能和MS功能，只需配备适配器，该卡既可以做SD卡，也可以做MS卡，可完全替代传统意义上的SD和MS卡，用户则无需再为不同的产品配备不同的存储卡，省钱又省心。
附图说明
图1为miniSD卡的接口信号定义示意图；
图2为MS卡的接口信号定义示意图；
图3为本发明存储卡的结构框图；
图4为本发明存储卡用做MS卡的示意图；
图5为miniSD到MS卡的适配器的结构示意图；
图6为适配器的内部电路图；
图7为本发明存储卡的自动调整控制流程图。
具体实施方式
如图3所示，一种多界面的自适应miniSD存储卡，包括SD界面单元1、控制器2和存储模块3，SD界面单元1一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器2，控制器2与存储模块3通过总线连接，miniSD存储卡兼容MS标准，可经由MS适配器连接到MS标准主机，控制器2可自行识别存储卡所处主机的类型，自动调整存储卡自身以适应对应的主机。
SD界面单元1用于与主机相连，通常可以但不限于是miniSD的界面连接器或金手指。
控制器2和SD界面单元配合完成SD规范和MS标准的自适应、数据的传送和配置、状态的报告、SD/MS的界面功能及其兼容性，同时也完成对存储模块的操作，如读、写、擦、备份等的命令。控制器2通常可以但不限于是一个单芯片的集成电路。
存储模块3用于接收和储存数据，通常可采用至少一个存储器件，存储器件可采用可擦写、非易失的半导体存储器件，如闪存器件(FlashMemory)，电可擦写只读存储器(EEPROM)等。
本发明存储卡采用miniSD的外形尺寸和接口信号定义，可直接连接到SD主机平台，可完全应用于miniSD应用领域。
本发明存储卡兼容了MS标准，也可通过miniSD到MS卡的适配器应用于MS主机平台，如图4所示。MS系列卡的接口是兼容的，适配器的结构和转接电路也类似。考虑到标准SD卡的尺寸，本发明所述的存储卡通常采用小尺寸的miniSD为载体。
图5、6所示为miniSD存储卡到各种MS卡的适配器的结构及内部电路结构示意图，适配器包括适配miniSD存储卡接口标准的插槽端J1和适配MS标准主机的接口端J2，插槽端J1的各接口与接口端J2的各接口内部对应连接，插槽端J1用于连接miniSD存储卡，接口端J2用于与外界主机相连。
其中，MS接口中INS信号(pin6)和miniSD接口的NC(pin10、pin11)可做一些特殊应用处理。
适配器的外形可根据各种目标卡的不同而有所不同，若目标卡为Memory Stick Pro卡，则miniSD卡到Memory Stick Pro卡的适配器的外形可以(但不限于)采用Memory Stick Pro卡的外形。其它卡的适配器同理。
控制器2自动完成本发明存储卡自动适应主机的功能，当存储卡插入主机时，控制器2可根据接口信号的状态或主机发送命令(Command，简称CMD)的制式，自动识别存储卡所处主机的类型，从而做出适当调整，使自身符合相应的规范。
识别主机类型可选择以下四种方法之一：
1.SD规范中规定SD主机对命令线和数据线都要加上拉电阻，而MS标准中则规定MS主机对命令线和数据线都要加下拉电阻。所以卡插入主机时，首先去判断命令线和数据线所处的状态。如果是上拉，则认为是SD主机，卡自动启用SD功能，调整自己为SD卡。如果是下拉，则认为是MS主机，卡自动启用MS功能，调整自己为MS卡。
2.在miniSD到MS卡的适配器中，把MS接口J2的INS信号连接到miniSD插槽J1的Pin10或Pin11(原为NC)，存储卡内部把对应NC接口加上拉电阻。当卡被插入主机时，首先去判断INS连接对应管脚的电平。如果是高电平，则认为是SD主机，卡自动启用SD功能，调整自己为SD卡。如果是低电平，则认为是MS主机，卡自动启用MS功能，调整自己为MS卡。
3.利用miniSD接口的Pin10(或pin11)(原为NC)，在卡内部把pin10(或pin11)接上拉电阻，在miniSD到MS卡的适配器上把相应的pin10(或pin11)接下拉电阻。电阻阻值的选择原则为，当上下拉电阻同时存在时，该处电平应被认为是低电平。这样，当没有MS适配器插入时，自适应的SD/MMC控制器检测到pin10(或pin11)为高电平，则认为是SD主机，卡自动启用SD功能，调整自己为SD卡。当有适配器插入时，自适应的SD/MMC控制器检测到pin10(或pin11)为低电平，则认为是MS主机，卡自动启用MS功能，调整自己为MS卡。
把pin10(或pin11)的上下拉电阻反之亦然。也就是说，在卡内部把pin10(或pin11)接下拉电阻，在miniSD到MS卡的适配器上把相应的pin10(或pin11)接上拉电阻。电阻阻值的选择原则为，当上下拉电阻同时存在时，该处电平应被认为是高电平。这样，当没有MS适配器插入时，自适应的SD/MMC控制器检测到pin10(或pin11)为低电平，则认为是SD主机，卡自动启用SD功能，调整自己为SD卡。当有适配器插入时，自适应的SD/MMC控制器检测到pin10(或pin11)为高电平，则认为是MS主机，卡自动启用MS功能，调整自己为MS卡。
4.根据SD主机和MS主机发送命令和数据的不同制式，存储卡控制器2可根据主机的读写格式，识别存储卡所处主机的类型，其识别过程如图7所示，控制器2的自动调整过程包括以下步骤：
1)上电后，等待主机发送有效的CMD0或有效的TPC：GET_INT或READ_REG；
2)若收到的是有效的CMD0，则继续等待主机发送有效的ACMD41；
3)收到主机发送有效的ACMD41后，回Response R3，启用SD功能(包括SD的参数设置，底层软件等)，使卡为SD卡；
4)若收到的是有效的TPC：GET_INT或READ_REG。则回寄存器的数值，启用MS功能(包括MS的参数设置，底层软件等)，使卡为MS卡。

Claims (7)

1. 一种多界面的自适应miniSD存储卡，包括SD界面单元(1)、控制器(2)和存储模块(3)，SD界面单元(1)一端用于与外界主机连接，另一端连接控制器(2)，控制器(2)与存储模块(3)通过总线连接，所述的miniSD存储卡兼容MS标准，可经由MS适配器连接到MS标准主机，所述的MS适配器包括适配miniSD存储卡接口标准的插槽端(J1)和适配MS标准主机的接口端(J2)，插槽端(J1)的各接口与接口端(J2)的各接口内部对应连接，插槽端(J1)用于连接miniSD存储卡，接口端(J2)用于与外界主机相连，其特征在于：控制器(2)根据MS适配器与miniSD存储卡的接口信号，自行识别存储卡所处主机的类型，自动调整存储卡自身以适应对应的主机。
2. 如权利要求1所述的多界面的自适应miniSD存储卡，其特征在于：所述的MS适配器接口端(J2)的INS接口和插槽端(J1)的任一NC接口连接，miniSD存储卡内部对应NC接口加上拉电阻，控制器(2)的自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断对应NC接口的信号，若为高电平，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若为低电平，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
3. 如权利要求1所述的多界面的自适应miniSD存储卡，其特征在于：所述的miniSD存储卡内部任一NC接口接上拉电阻，MS适配器上对应的接口接下拉电阻，控制器(2)的自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断NC接口的信号，若为高电平，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若为低电平，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
4. 如权利要求1所述的多界面的自适应miniSD存储卡，其特征在于：所述的存储卡的任一NC接口接下拉电阻，MS适配器上对应的接口接上拉电阻，控制器(2)的自动识别过程包括以下步骤：
1)上电后，判断NC接口的信号，若为低电平，则识别为SD主机，存储卡自动启用SD功能，调整自身为SD卡；
2)若为高电平，则识别为MS主机，存储卡自动启用MS功能，调整自身为MS卡。
5. 如权利要求1所述的多界面的自适应miniSD存储卡，其特征在于：所述的SD界面单元(1)采用miniSD界面连接器或金手指。
6. 如权利要求1所述的多界面的自适应miniSD存储卡，其特征在于：所述的存储模块(3)采用至少一个存储器件。
7. 如权利要求6所述的多界面的自适应miniSD存储卡，其特征在于：所述的存储器件采用可擦写、非易失的半导体存储器件。
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