CN100483376C - 连接总线、电子设备、系统和用于连接的方法 - Google Patents

连接总线、电子设备、系统和用于连接的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于通过连接总线(14)将存储器组件(12)连接到电子设备(1)的方法。在连接总线(14)上至少第一接口协议和第二接口协议是可用的，其中存储器组件(12)被识别。根据所述识别，确定所述第一接口协议或所述第二接口协议在存储器组件中是否可用，其中根据所述识别，选择存储器组件(12)中可用的其中一个协议以供在连接总线(14)上使用。本发明还涉及一种应用所述方法的系统，以及一种电子设备(1)和一种总线连接(14)。

Description

连接总线、电子设备、系统和用于连接的方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过连接总线将存储器组件连接到电子设备的方法。本发明还涉及一种系统，其包括电子设备、可连接于电子设备的存储器组件以及用于将存储器组件连接到该电子设备的连接总线。此外，本发明还涉及一种带有连接总线的电子设备，所述连接总线用于将存储器组件连接到电子设备。此外，本发明还涉及一种用在电子设备中的连接总线，以用于将存储器组件连接到电子设备。
背景技术
在许多现有技术的电子设备中，在其中例如将存储器用来作数据存储，所述存储器是作为内部集成的存储器实现的。所述电子设备由此配备了使存储器连接到其上的存储器总线。存储器总线的结构尤其取决于连接于该存储器总线的存储器的类型。因此，将连接于这种存储器总线的存储器相对于它们的连接方式而言必须是相似的。所以，布局方案是固定的而且取决于技术。
可使各种不同的外围设备，比如卡(接口卡、扩展卡)，与之相连的电子设备是已知的，通过这些卡就可以改变电子设备的功能。例如，这类卡能用来为电子设备提供存储器扩展，所述电子设备比如是计算机、无线通信装置、个人数字助理等等。由此，所述电子设备装备外围设备连接，比如卡连接，在其中放置外围设备。外围设备连接包括连接总线，经由所述连接总线就能通过利用接口协议而在电子设备和接口卡之间传送数据。经由外围设备连接，还可能给卡提供必要的工作电压。所述连接总线典型地包括控制总线、地址总线和/或数据总线。所述控制总线用于传输电子设备和卡之间的控制信息。地址总线用于将地址传输到卡。而数据总线则是为传输电子设备和卡之间的信息而设的。然而，已经开发出这样的布局方案，其中至少部分地组合一条或几条所述总线。例如，可以经由数据总线传输其中一些地址数据。这类卡的例子是遵循MultiMediaCardTM技术规范的存储卡。
现有技术的系统中的一个问题例如是这样的事实，即：不一定在所有接口卡中使用相同的协议，其中电子设备在每种情况下都应该能确定连接于该电子设备的接口卡所支持的总线连接协议。例如，在NOR和NAND类型的总线布局方案中，使用技术相关的协议，其中在该电子设备中必须实现遵循这个协议的接口卡驱动器。遵循不同技术的总线布局方案无法彼此混合，其中每一种技术都需要单独的总线。然而，在如下的实施方案中使用了相对大量的总线连接协议，所述实施方案目的在于消除总线连接对技术的相依性，即其中接口卡的内部实施方案并不表示在连接总线上。这要求在接口卡上使用处理器以执行协议所需要的功能。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种改进的总线连接，其支持一种以上的接口协议。本发明基于如下构思：总线连接包括用于实现依照两个或多个协议的消息传输的装置。更精确而言，根本上来讲，根据本发明的总线连接，其特征在于：至少第一接口协议和第二接口协议在连接总线上是可用的，其中存储器组件被识别，使用所述识别来确定所述第一接口协议或所述第二接口协议在存储器组件中是否可用，其中使用所述识别来选择在存储器组件中可用的其中一个协议，以供在连接总线上使用。根本上来讲，根据本发明的系统，其特征在于：至少第一接口协议和第二接口协议在连接总线上是可用的，其中所述系统包括：用于识别存储器组件的装置；确定装置，用于利用所述识别来确定在存储器组件中可用的协议；和选择装置，用于根据所述识别来选择在存储器组件中可用的其中一个协议以供在连接总线上使用。根本上来讲，根据本发明的电子设备，其特征在于：至少第一接口协议和第二接口协议在连接总线上是可用的，其中所述电子设备包括：用于识别存储器组件的装置；确定装置，用于利用所述识别来确定在存储器组件中可用的协议；和选择装置，用于根据所述识别来选择在存储器组件中可用的其中一个协议以供在连接总线上使用。根本上来讲，根据本发明的存储器组件，其特征在于：至少第一接口协议和第二接口协议在连接总线上是可用的，其中所述电子设备包括：用于识别存储器组件的装置；确定装置，用于利用所述识别来确定在存储器组件中可用的协议；和选择装置，用于根据所述识别来选择在存储器组件中可用的其中一个协议以供在连接总线上使用。
通过本发明实现了相当重要的优点。利用根据本发明的布局方案，不同的内部或外部存储器组件都能被用在相同的总线连接中，使得在存储器组件中实现的技术不需要为电子设备所知，或者使得在存储器组件中实现的技术在电子设备方面、在总线的控制方面以及在电子设备与存储器组件之间的数据传输方面得到考虑。技术相关的实施方案具有下列优点：在存储器组件中将不需要处理器，而是更简单的控制逻辑就将足够了，这尤其是降低了存储器组件的功耗并且还可能缩小存储器组件所需的表面积。反过来，技术无关的可选方案具有例如以下优点：不需要在电子设备中实现给定技术所需的驱动器。由此，总线的控制和数据传输是由高级协议来执行的。本发明具有显著的优点，即：对于不同类型的存储器组件，电子设备不需要不同类型的总线，而是不同类型的存储器组件都能连接到相同的总线上。如果必要的话，可以使这条总线加倍或倍增，其中能够同时地将一个以上的更多存储器组件连接到该总线上。而且，在这种情况下，所述总线连接实质上是相似的。
所以，本发明的布局方案以这种方式来将常规集成的技术相关的存储器系统与可拆卸的技术无关的存储器系统的实施方案组合起来，即：通过利用初始识别的相同方法而能够在相同的物理总线上使用每一实现。这种布局方案在使用技术相关的驱动器时提供了存储器组件方面的成本节省。此外，如果不是预先已知的话，还可以使用技术无关的布局方案，所述技术是在稍后将插入在电子设备中的可拆卸存储器中使用的。
附图说明
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明，其中：
图1按简化框图的形式示出了根据本发明的第一优选实施例的电子设备和存储器组件；
图2a和2b示出了按两个不同方式实现的电子设备和存储器组件之间的双总线连接；和
图3a和3b借助于不同类型的存储器组件举例说明了电子设备和存储器组件之间的信令。
具体实施方式
在本发明的有利实施例的以下说明中，将例示电子设备具备无线终端1，但是很明显本发明并不局限于仅仅在这样的终端中使用。此外，将存储卡用作为存储器组件的一个例子。然而，本发明并不仅仅局限于存储卡。该终端1包括处理器2、存储器3，所述存储器还可以包括几种不同的存储块，比如只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。此外，按照已知的那样，一部分存储器可以是非易失性存储器，比如EEPROM存储器。此外，该终端优选地包括显示器4、小键盘5和音频装置，比如耳机和/或扬声器6和麦克风7。优选地，该终端1还包括通信装置，比如发射器9和接收器8，用于终端1和通信网络10之间的数据传输。这些通信装置8、9优选地是为无线通信设计的，其中通信网络10包括无线通信网络，比如移动通信网络、无线局域网等等。该终端还包括存储器组件连接11，用于将一个或多个存储器组件12连接到终端1。
所述存储器组件连接11优选地包括存储器组件驱动器13，用于控制使用连接于存储器组件连接上的存储器组件12所必要的功能。此外，存储器组件连接具有必要的连接总线，其优选地包括控制总线4b和数据总线14a。例如，控制总线14b用于在存储器12和终端1之间传送命令和响应。数据总线14a是打算用于存储器组件12和终端1之间的数据传输。如果能同时将一个以上的更多存储器组件连接到存储器组件连接11上，则给存储器组件连接11提供几个连接器(未示出)，总线14a、14b与之耦合。另外，所述总线连接可以包括内部总线和/或外部总线，如图2a和2b所示。
存储器组件驱动器13在所有应用当中不是必需的，在这些应用中处理器2负责连接总线的控制。
在各种不同的应用中，将要连接到终端1的存储器组件12可能是非常不同的，而本发明不局限于任何特定的存储器组件。待提及的这类存储器组件12的一些非限制性的例子包括：存储卡，比如符合MultiMediaCard的技术规范的存储卡或符合SD存储卡的技术规范的存储卡，通信卡，比如包括移动通信功能的卡，等等。当使用各种不同的存储器组件类型时，终端中的存储器组件连接11可能会改变，但是根据下列示例性的应用，本领域的技术人员同样也将能在其它类型的存储器组件和存储器连接中应用本发明。在根据图1中所示的本发明的有利实施例的系统中，存储器组件是符合SD存储卡技术规范的存储卡，并且存储器组件12和终端1的存储器组件驱动器13之间的数据传送是根据MultiMediaCard技术规范以串行格式执行的。在这种情况下，存储器组件连接11的控制总线14b和数据总线14a在格式方面都是串行的。此外，存储器组件连接典型地包括设为0电位的一条或多条地线14c(Gnd)以及一条或多条工作电压线14d(Vcc)。控制总线14b优选地包括命令线CMD、时钟线CLK和芯片选择线CS。上拉电阻R优选地耦合于数据总线14a的线，其中为了清楚起见图1仅示出一个电阻。
图1还以简化框图的形式示出一个这样的存储器组件12的内部结构。存储器组件12包括总线连接块15，经由所述总线连接块，总线14a、14b连接于存储器组件12。存储器组件还可以包括控制器16，用于控制存储器组件12的功能。在另一方面，本发明还使得与总线连接相结合使用这样的存储器组件成为可能，所述存储器组件不具有单独的处理器。下面在本说明书中将更详细地论述这些总线连接中不同类型的存储器组件的操作。优选地，存储器组件12还包括内部寄存器17，用于存储一些数据。由于这里作为一个例子所用的存储器组件12是存储卡，因而存储器组件12还具有存储器18，所述存储器可以是只读存储器和/或随机存取存储器。存储器18可以包括一种或多种存储器类型，比如动态存储器(DRAM)、静态存储器(SRAM)或非易失性存储器(例如，EEPROM、闪存)。存储器18还可以整个地或部分地实施为磁性存储器和/或光学存储器，其中非限制性的例子包括固定盘、CD-ROM和数字通用盘。此外，按照已知的方式那样，存储器组件12可以优选地包括时钟电路19，用于生成在操作存储器组件12的不同功能块过程中所需的时钟信号。
在下文中，将参照图3a和3b的信令表来描述根据本发明的优选实施例的方法的操作。在这个上下文中，假定已经定义了两种协议，第一个是低级协议，即它只包括有限数量的命令。第二协议是高级协议，它包括比第一协议更为通用的命令集。此外，假定使用接口总线的所有存储器组件12都从第一协议的命令来识别至少与初始化有关的命令。在另一方面，还能够为进行初始化而使用初始化协议，这样它的命令必须由存储器组件12来识别。图3a示出了在存储器组件12不支持第二协议的情况下的信令。反过来，图3b示出了当第二协议在存储器组件12中可用时终端1和存储器组件12之间的信令图的例子。
在终端1中，开始初始化总线连接的步骤301，借此启动总线连接以便与所述第一协议(或如果已经定义一个的话，则为初始化协议)一起工作。在为初始化使用的协议中，定义了一些功能，借助于这些功能能够将命令发送给存储器组件并且能够从存储器组件那里接收响应。例如，可以利用存储器组件驱动器13中或处理器2中执行的程序命令来采取初始化步骤。如果必要的话，还可以使用存储器组件12来采取初始化步骤302以便例如相对于总线连接而启动存储器组件的操作。使得通过使用正确的协议来实施存储器组件和终端之间的通信，必须首先识别存储器组件12的类型或其它数据，以确定存储器组件12所支持的协议。例如，可以通过在第一协议中设置存储器组件12必须识别的命令来识别存储器组件12的类型，而不管该存储器组件所支持的协议级别。由此，经由总线连接的控制总线14b将这条命令从终端1发送303到存储器组件12。当在工作条件中时，存储器组件12解释所接收的命令并且在控制总线14b上或在数据总线14a上发送305响应，根据所述响应能够确定存储器组件所支持的协议。然而，识别存储器组件以便存储器组件12在如下状态下设置一条或多条检测线(未示出)从而确定存储器组件的类型是可能的，其中所述状态是由终端的处理器2或存储器组件驱动器13来检测的。
在存储器组件12所支持的协议已被确定306之后，可以继续根据这个协议来进行操作。如果所述第二协议在存储器组件12中是可用的，则存储器组件12由此正常地具有单独的控制器16以接收和解释命令，发送响应并采取符合存储器组件12中的命令的步骤，比如在存储器18中存储数据和从存储器18中读取数据。在这种情况下，终端1不需要具有任何关于用在存储器组件12中的技术方面的信息，因为第二协议实质上是技术无关的协议。这使得与终端1相结合使用几种不同类型的存储器组件12成为可能。而且，终端1不需要任何对存储器组件特定的驱动软件，等等。所以，该连接格式是隐藏技术的一种连接格式。此外，第二协议中所包含的功能可能比第一协议的功能更为通用。
在存储器组件12不支持第二协议的情况下，在初始化之后采取符合第一协议的步骤。在这种情况下，如果必要的话，终端1确定用在存储器组件12中的技术，以便更加详细的确定要在总线连接中使用的信令。按照已知的那样，所述技术例如可以是NAND或NOR技术，其中总线协议适合于符合NAND协议或NOR协议的功能。所以，连接格式取决于技术。根据存储器组件12的类型，例如从存储器中将与该类型相对应的驱动程序下载307到处理器2的软件存储器(未示出)或存储器组件驱动器13。此后，开始这个驱动程序的运行。在驱动程序中执行使用符合该类型的总线所需的步骤。在这个布局方案中，存储器组件12不需要包括它自己的控制器，而是与它们相对应的命令的解译和功能的处理都能优选地作为存储器组件12中相对简单的逻辑功能加以实施。为了开始数据传输，例如将给定的特定命令发送(308)到存储器组件12，例如MMCA协议技术规范中存在的开关命令(#6)。这条命令设置了将由符合存储器组件和/或应用的命令309所执行的存储器组件12和终端1之间的通信。在这些命令的传输中，使用某些符合第一协议的消息，根据所述消息存储器组件12能够对所发送的命令进行解密。
如果必要的话，根据本发明，也可以同时地将一个以上的更多存储器组件连接到总线连接上，如图2a和2b所示。此外，存储器组件可以具有不同类型；也就是说，可以在连接总线上同时使用第一协议和第二协议这两种协议。为了清楚起见，图2a和2b没有示出终端1的所有功能块，而是主要示出了在举例说明使总线连接加倍这一原理时所必需的功能块。
在根据图2a中所示的本发明的有利实施例的电子设备中，所述加倍是把总线连接划分成两个部分而实现的。由此，控制总线14b和数据总线14a被分支成两个(或多个)并行总线。因此，就可能将一个存储器组件12连接到每个分支。在图2a的例子中，一个分支的控制和数据总线是打算用于连接外部存储器组件12a的，而其它分支的控制和数据总线是打算用于连接内部存储器组件12b的。
在图2b的实施例中，所述加倍是以包括存储器组件驱动器的专用集成电路(ASIC)20来实现的。在这个可选方案中，在电路内信号被划分到两个(或多个)不同的总线连接。同样，在图2b的这个例子中，一个总线连接是打算用于外部存储器组件12a的，而其它总线连接是打算用于内部存储器组件12b的。
在图2a和2b的实施例中，已经作为一个例子解释了专用集成电路20还包括处理器2(CPU)和存储器组件驱动器13。然而，很明显它们还可以是单独的电路。
通过使用根据本发明的总线连接，就可能提供一种用于与终端1相结合使用各种存储器组件12的灵活方法。例如，内部存储器组件12b可能是海量存储器，比如固定盘、快闪存储器，等等。因此，优选地在制造阶段将利用第一协议控制海量存储器所需的驱动程序安装在终端1中，其中例如电路板区域在终端1中节省。外部存储器组件还可以是这样的存储器组件，其例如能够被用以将新的应用加载到终端中，以增加终端1的存储器容量，等等。尽管是不同类型的存储器，也能够使用相同的总线连接。
优选地，在终端的制造阶段将存储器组件12利用第一协议所需的驱动程序存储在终端1中，其中在制造阶段选择将支持的存储器组件类型。在另一方面，在某些情况下可能稍后例如经由通信装置8、9或经由存储器组件连接11来更新终端1的包括驱动程序在内的应用软件，其中能够增加将支持的存储器组件类型的数量。
在本发明的上述说明中，术语存储器组件12、12a、12b是指这样的功能单元，其能够通过连接总线14而连接于终端。然而，显而易见的是，存储器组件12、12a、12b的机械实现可以是可拆卸式的或集成式的。
本发明不是仅限于上述的实施例，而是能够在所附权利要求的范围内修改它。

Claims (13)

1.一种用于通过连接总线将存储器组件连接到电子设备的方法，其中，至少技术相关的第一接口协议和技术无关的第二接口协议在所述连接总线上是可用的，所述方法包括：所述电子设备向所述存储器组件发送识别命令，然后接收从所述存储器组件返回的对所述识别命令的响应，所述电子设备识别所述存储器组件，使用对所述存储器组件的识别来确定所述第一接口协议或所述第二接口协议在所述存储器组件中是否可用，并根据所述对所述存储器组件的识别，选择在所述存储器组件中可用的所述第一接口协议或所述第二接口协议的其中一个以供在所述连接总线上使用，其中，通过使用所述第一接口协议来识别所述存储器组件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述第二接口协议相比，所述第一接口协议具有有限数量的命令，所述第二接口协议具有比所述第一接口协议更为通用的命令集。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一接口协议包括至少一条与存储器组件的初始化有关的命令，并且在所述存储器组件中可用的接口协议能够解释所述至少一条与所述初始化有关的命令。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述第一接口协议包括与接口协议改变有关的命令，如果根据所述对所述存储器组件的识别，已经确定所述第二接口协议在所述存储器组件中是可用的，则通过将所述与接口协议改变有关的命令传送到所述存储器组件而将所述第一接口协议改为符合所述第二接口协议。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，如果根据所述对所述存储器组件的识别，已经确定所述第二接口协议在所述存储器组件中是不可用的，则确定用在所述存储器组件中的存储技术，其中所述连接总线上的信令被设置成符合所确定的存储技术。
6.一种系统，包括电子设备、能连接于所述电子设备的存储器组件和用于将所述存储器组件连接到所述电子设备的连接总线，其中，至少技术相关的第一接口协议和技术无关的第二接口协议在所述连接总线上是可用的，所述系统包括：用于将识别命令从所述电子设备发送到所述存储器组件并接收从所述存储器组件返回的对所述识别命令的响应的部件；识别装置，用于识别所述存储器组件；确定装置，用于利用对所述存储器组件的识别来确定所述第一接口协议和所述第二接口协议的其中一个在所述存储器组件中是否可用；和选择装置，用于根据所述对所述存储器组件的识别来选择确定为在所述存储器组件中可用的所述第一接口协议或所述第二接口协议的其中一个以供用在所述连接总线上，其中通过使用所述第一接口协议来识别所述存储器组件。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述第一接口协议包括至少一条与存储器组件的初始化有关的命令，并且在所述存储器组件中可用的接口协议能够解释所述至少一条与初始化有关的命令。
8.一种电子设备，包括用于将存储器组件连接到所述电子设备的连接总线，其中，至少技术相关的第一接口协议和技术无关的第二接口协议在所述连接总线上是可用的，所述电子设备还包括：用于将识别命令从所述电子设备发送到所述存储器组件并接收从所述存储器组件返回的对所述识别命令的响应的部件；识别装置，用于识别所述存储器组件；确定装置，用于利用对所述存储器组件的识别来确定所述第一接口协议或所述第二接口协议的其中一个在所述存储器组件中是否可用；和选择装置，用于根据所述对所述存储器组件的识别来选择所确定的在所述存储器组件中可用的所述第一接口协议或所述第二接口协议的其中一个以供在所述连接总线上使用，其中通过使用所述第一接口协议来识别所述存储器组件。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，与所述第二接口协议相比，所述第一接口协议具有有限数量的命令，所述第二接口协议具有比所述第一接口协议更为通用的命令集。
10.根据权利要求8或9所述的电子设备，其中，所述第一接口协议包括至少一条与存储器组件的初始化有关的命令，并且所述至少一条与存储器组件的初始化有关的命令能够被所述存储器组件识别。
11.如权利要求8所述的电子设备，其中，所述第一接口协议包括至少一条与存储器组件的初始化有关的命令，并且在所述存储器组件中可用的接口协议能够解释所述至少一条与初始化有关的命令。
12.一种用在电子设备中的连接总线，用于将存储器组件连接到所述电子设备，其中，至少技术相关的第一接口协议和技术无关的第二接口协议在所述连接总线上是可用的，所述电子设备包括：驱动器，用于将识别命令从所述电子设备发送到所述存储器组件，然后接收从所述存储器组件返回的对所述识别命令的响应；识别装置，用于识别所述存储器组件；确定装置，用于利用对所述存储器组件的识别来确定在所述存储器组件中可用的所述第一接口协议或所述第二接口协议的其中一个；和选择装置，用于根据所述对所述存储器组件的识别来选择在所述存储器组件中可用的所述第一接口协议或所述第二接口协议的所述其中一个以供用在所述连接总线上，其中通过使用所述第一接口协议来识别所述存储器组件。
13.如权利要求12所述的连接总线，其中，所述第一接口协议包括至少一条与存储器组件的初始化有关的命令，并且在所述存储器组件中可用的接口协议能够解释所述至少一条与初始化有关的命令。
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