CN101414209A

CN101414209A - 存储卡供电装置以及存储卡存取装置

Info

Publication number: CN101414209A
Application number: CNA2007101823769A
Authority: CN
Inventors: 江邦健
Original assignee: Winbond Electronics Corp
Current assignee: Winbond Electronics Corp
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2027-10-18
Also published as: CN101414209B

Abstract

一种存储卡供电装置以及存储卡存取装置，该存储卡供电装置耦接于一存储卡插槽与一处理器之间，包括一延迟电路和一开关单元。延迟电路用以接收一检测信号，并且当接收到上述检测信号时延迟一即定时间传送一开关信号。开关单元耦接至上述延迟电路以及上述处理器，当接收到上述开关信号时传送一供应电压至上述存储卡插槽，并传送一控制信号至上述处理器指出上述供应电压已传送至上述存储卡插槽。

Description

存储卡供电装置以及存储卡存取装置

技术领域

本发明有关于电源供应领域，特别指一种存储卡供电装置，在存储卡插入后延迟一段时间才开始供电并进行存取。

背景技术

存储卡由于体积小、重量轻、储存容量大、以及传输速度快等优点，常作为数字相机、手机、以及其它行动装置的储存媒介，也可供一般计算机(如桌上型计算机、笔记型计算机等)存取其中数据。现今存储卡的种类繁多，如安全数字卡(Secure Digital，SD)、迷你安全数字卡(Mini SD)、微安全数字卡(Micro SD)、先端数字卡(eXtreme Digital，XD)、小型快闪卡(Compact Flash，CF)、多媒体卡(Multi-Media Card，MMC)、存储棒(Memory Stick，MS)等。一般而言，存储卡经由存储卡插槽与上述装置连接，且对设计开发者而言，可以使用一个混合插槽就可以通用大部分的快闪存储卡。

存储卡插槽本身可由插槽上的金手指弹片与存储卡的金手指接触而提供电力给存储卡使用。但是若在供电状况下因插入插槽的过程中发生金属摩擦，会导致产生大于供应电压两至三倍的噪声，或是产生细微摩擦火花而造成存储卡内的电路被破坏或是受损。

一种传统作法是利用微控制器(MCU或μC)或微处理器(MPU)以控制供电。在此种作法中，存储卡插槽平时并不供电，而当存储卡完全插入存储卡插槽时，会推动插槽里的一机械开关使之接地而发出一检测信号，而微控制器或微处理器可根据此控制信号而控制存储卡插槽开始提供电力，因而避免因为供电状态下插入存储卡而产生的噪声及火花。然而，此种作法需要使用额外的接脚(pin)作为接收检测信号之用，对于系统而言，存储卡的插入事件发生机率并不频繁，因此独立多出一接脚供检测存储卡是否插入会浪费接脚的使用，此传统作法并不符合实际情况且大幅增加生产成本。此外，系统还必须作轮询(polling)的动作去周期性观察是否有检测信号出现，因而浪费不必要的运算资源。

发明内容

本发明提供一种存储卡供电装置，其耦接于一存储卡插槽与一处理器之间，包括一延迟电路和一开关单元。延迟电路用以接收一检测信号，并且当接收到上述检测信号时延迟一既定时间传送一开关信号。开关单元耦接至上述延迟电路以及上述处理器，当接收到上述开关信号时传送一供应电压至上述存储卡插槽，并传送一控制信号至上述处理器指出上述供应电压已传送至上述存储卡插槽。

本发明还提供一种存储卡存取装置，其包括一存储卡插槽、一处理器、以及一供电电路。存储卡插槽用以电性连接一存储卡，并于电性连接上述存储卡时，输出一检测信号。处理器用以根据一控制信号存取上述存储卡的一数据。供电电路耦接至上述存储卡插槽与上述处理器之间，用以当接收到上述检测信号时，延迟一既定时间后经由上述存储卡插槽提供上述存储卡一供应电压以及输出上述控制信号至上述处理器。

附图说明

图1为本发明的一实施例的示意图；

图2为图1的存储卡存取装置的系统架构图；

图3为图1的存储卡存取装置的另一系统架构图；

图4为图3的存储卡存取装置在存储卡插入时的操作时序图；以及

图5为图3的存储卡存取装置在存储卡拔出时的操作时序图。

主要组件符号说明：

100、200、300～存储卡存取装置

102、202、302～存储卡插槽

203、303～机械开关

104～供电电路

106、206、306～处理器

108、208～延迟电路

110、210～开关单元

212、214、220、222、312、314、320、322～开关

216、316、326、330、332、336～电阻

218、318～电容

324、328、334、338～晶体管

具体实施方式

图1为本发明的一实施例的示意图，用以当检测到存储卡插入时延迟一段时间再供电，并同时输出一控制信号指示处理器可以开始存取此存储卡。存储卡的储存媒介为快闪存储器(flash memory)，其型式可为安全数字卡(SD)、迷你安全数字卡(Mini SD)、微安全数字卡(Micro SD)、先端数字卡(XD)、小型快闪卡(CF)、多媒体卡(MMC)、以及存储棒(MS)等。存储卡存取装置100包括存储卡插槽102、供电电路104、以及处理器106。当有一存储卡插入存储卡插槽102时，存储卡插槽102通过其内部的存储卡检测接口发出一检测信号至供电电路104，由此告知检测到存储卡的插入。存储卡检测接口可为一机械开关(如一弹簧片)，当有存储卡插入时，存储卡的本体会碰触到此机械开关使之与地电源短路，由此传送一接地电压代表上述检测信号。

供电电路104可包括延迟电路108以及开关单元110。当有存储卡插入时，延迟电路108会接收到从存储卡插槽传来的一检测信号，并延迟一段预定时间后再传送一开关信号至开关单元110。开关单元110接到此开关信号后，开关单元110会导通一供应电压至存储卡插槽102供存储卡使用，并传送一控制信号至处理器106告知已可开始存取此存储卡。值得注意的是，处理器106可为一微处理器(μC)或一系统芯片(SoC)，且此控制信号可经由一通用输入/输出(General Purpose Input/Output，GPIO)接口传送至处理器106，因此不需要单独使用一接脚来接收检测信号。此外，由于存储卡是在碰触机械开关一段时间后才开始得到供电，因此可避免在存储卡插入的过程中产生火花或噪声，使存储卡电路受损。

图2为图1的系统架构图，用以当检测到存储卡插入时延迟一段时间再供电，并同时输出一控制信号指示已可以开始存取此存储卡。存储卡存取装置200包括存储卡插槽202、延迟电路208、开关单元210、以及处理器206。当一存储卡插入存储卡插槽202时，此存储卡会推动存储卡插槽202内的机械开关203使的与地电源短路，并发出一接地电压作为一检测信号至延迟电路208。延迟电路208包括开关212和214、电阻216、以及电容218。开关212耦接于机械开关203以及一供应电压，而开关214耦接至机械开关203以及一接地电压。当机械开关203发出检测信号时，开关212为导通且开关214为不导通。此时开关212会导通供应电压至电阻216和电容218，使电容218经由电阻216进行充电。相反地，当未接收到检测信号时(即存储卡未插入)，开关212不导通且开关214导通，此时电容218会经由开关214对地电源进行放电。

开关单元210包括开关220以及开关222。开关220耦接至延迟电路208，即电阻216与电容218之间，并且作为供应电压与存储卡插槽202之间的连接开关。开关220的导通与否受控于电容218的端电压。当存储卡插入时，开关212接收到检测信号并使电容218开始充电。当电容218的端电压提升至一预定电压时，此预定电压作为一开关信号使开关220导通而使供应电压传送至存储卡插槽202。此外，开关222耦接于开关220，随开关220导通而导通，并作为接地电压与处理器206之间的连接开关。因此，当开关220导通时，开关222为导通而使接地电压作为一控制信号传送至处理器206，告知处理器206此存储卡已供电完成可开始存取。

由于电容218的充电时间是由电容218的电容值，电阻216的电阻值，供应电压，以及预定电压所共同决定的，因此可以由此决定延迟电路208在接收到检测信号后会延迟多少时间而发出开关信号至开关装置210，使供应电压传送至存储卡插槽202供存储卡使用，并发出控制信号至处理器206告知已可开始存取此存储卡。

图3为图1的另一系统架构图，存储卡存取装置300用以当检测到存储卡插入时延迟一段时间再供电，并同时输出一控制信号表示已可以开始存取此存储卡。当一存储卡插入存储卡插槽302时，此存储卡会推动存储卡插槽302内的机械开关303使之与地电源短路，并发出一接地电压作为一检测信号输出至开关312和开关314。开关312由晶体管324和电阻326所构成。晶体管324可为一P型双极晶体管，耦接于供应电压与电阻316之间。当开关装置303输出一接地电压时，使晶体管324导通，而使供应电压经由晶体管324与电阻316对电容318进行充电。

开关320包括电阻336，以及晶体管334和338。晶体管334为一N型双极晶体管，其基极耦接至电阻316和电容318之间。电阻336耦接于供应电压与晶体管334之间，在晶体管334导通时可作为晶体管338的一接地开关。晶体管338可为一P型功率金氧半场效晶体管(P-POWERMOS)，耦接于供应电压与存储卡插槽302之间。当电容318的端电压充电至晶体管334的导通电压(约0.7伏特左右)时，晶体管334便导通使流经电阻336上的电流与晶体管338上的栅极吸引至地电位，进而使晶体管338导通。晶体管338导通后，便可将供应电压传送至存储卡插槽302供存储卡使用。开关332可为一N型双极晶体管，耦接于处理器306至接地电压之间。在另一替代实施例中，开关332可为一N型金氧半场效晶体管。当晶体管338导通时，供应电压会使开关322导通，使接地电压作为一控制信号传送至处理器306，告知处理器306存储卡已供电完成，可以开始存取此存储卡。

其中，电容318的端电压从接地电压(0伏特)充电到导通电压(V_BE)的所需时间(T)，与供应电压(V_DD)的关系如下式：

T＝(V_BE/V_DD)^*RC，

其中R为电阻316的电阻值，C为电容318的电容值。因此，存储器存取装置300可由改变充电常数(即RC值)而决定延迟供电的时间。

相反地，若存储卡拔出时，机械开关303未运作成短路，因此其输出电压为一浮动电压(floating voltage)，此时的晶体管324进入截止区，电容318停止充电。开关314包括晶体管328以及电阻330和332。晶体管328可为一N型双极晶体管，耦接至接地电压与电容318之间，并且其基极经由电阻330与332连接至供应电压。机械开关303连接至电阻332与330之间。当机械开关303的输出电压为浮动电压时，电阻332可作为一提升电阻，使晶体管328进入饱和区，因此电容318可经由晶体管328进行放电。由于电容318放电后其端电压低于晶体管334的导通电压，因此晶体管334进入截止区，而晶体管338也进入截止区而停止传送供应电压至存储卡插槽302，并且使开关322关闭。此时开关322输出至处理器306的控制信号将形成开漏极状态(open collector，OC)，再依处理器306界面特性加入适当提升电阻至处理器306供应电压源。在此实施例中，处理器306可为一微处理器或一系统芯片，而控制信号可经由通用输入/输出接口传送至处理器306。由于处理器306接收的电压不是接地电压，因此得知存储卡未插入或是未供电，便不会进行存取的动作。

值得注意的是，由于双极晶体管的漏极电流为基极电流的一固定倍数，为避免在充电过程中流经晶体管324的漏极电流过大而导致晶体管烧毁，因此可经过计算后放置具有适当电阻值的电阻326在晶体管324的基极作为一限流电阻限制其基极电流，进而获得不会超过晶体管324的漏极电流极限的电流值。同样地，电阻330可作为晶体管328的限流电阻，避免在放电过程中晶体管328的漏极电流超过极限。在另一替代实施例中，晶体管324和328可分别为P型金氧半场效晶体管和N型金氧半场效晶体管。由于金氧半场效晶体管没有栅极电流，因此开关312和314可不需要设置限流电阻326和330。

图4为图3的存储器存取装置300在存储卡插入时的操作时序图。SD_CD为机械开关303的输出电压，VC为电容318的端电压，SD_VDD为输入至存储卡插槽302的电压，GPIO_CD为开关322输入至处理器306的电压。如图4所示，时间t1以前表示存储卡插槽302内无存储卡，此时SD_CD因受提升电阻332影响而形成固定偏压，VC为接地电压，SD_VDD为无偏压状态，GPIO_CD视处理器306界面加入适当提升电阻而产生处理器端的固定偏压。在时间t1时，有存储卡插入存储卡插槽302并使机械开关303接地，此时SD_CD为接地电压，VC开始充电，SD_VDD依然为无偏压状态而GPIO_CD也依然为处理器306端固定偏压。在时间t2时，VC充电至晶体管334的导通电压使晶体管334导通，进而使晶体管338导通，此时SD_VDD提升为供应电压，GPIO_CD降低成接地电压。

图5为图3的存储卡存取装置300在存储卡拔出时的操作时序图。在时间t3以前，存储卡插在存储卡插槽302中并持续受到供电，此时SD_CD为接地电压，VC为晶体管334的导通电压，SD_VDD为供应电压，以及GPIO_CD为接地电压。在时间t3时，存储卡拔出存储卡插槽302，使机械开关303呈不确定状态，SD_CD由接地电压变为提升电阻332的固定偏压，VC开始对地放电使晶体管334进入截止区，SD_VDD则从供应电压变为无偏压状态，而GPIO_CD则从接地电压变为处理器306端固定偏压。

虽然本发明已以数个实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种存储卡供电装置，其耦接于一存储卡插槽与一处理器之间，所述存储卡供电装置包括：

一延迟电路，用以接收一检测信号，并且当接收到所述检测信号时延迟一既定时间传送一开关信号；以及

一开关单元，其耦接至所述延迟电路以及所述处理器，当接收到所述开关信号时，传送一供应电压至所述存储卡插槽，并传送一控制信号至所述处理器指出所述供应电压已传送至所述存储卡插槽。

2.如权利要求1所述的存储卡供电装置，其中，所述延迟电路还包括：

一第一开关，其耦接至所述供应电压，当接收到所述检测信号时为导通；

一第二开关，其耦接至一接地电压，当未接收到所述检测信号时为导通；

一第一电阻，其耦接至所述第一开关以及一连接点之间；以及

一电容，其耦接至所述连接点、所述第二开关、以及所述接地电压之间。

3.如权利要求2所述的存储卡供电装置，其中，所述第一开关还包括：

一双极晶体管，其耦接至所述供应电压以及所述第一电阻之间，当接收到所述检测信号时为导通；以及

一第二电阻，其耦接至所述双极晶体管，用以当接收到所述检测信号时作为一限流电阻以避免所述双极晶体管烧毁。

4.如权利要求2所述的存储卡供电装置，其中，所述第二开关还包括：

一双极晶体管，其耦接至所述接地电压以及所述连接点之间；

一第二电阻，其耦接至所述双极晶体管，用以当未接收到所述检测信号时作为一限流电阻以避免所述双极晶体管烧毁；以及

一第三电阻，其耦接至所述供应电压以及所述第二电阻之间，用以当未接收到所述检测信号时作为一提升电阻使所述双极晶体管为导通。

5.如权利要求2所述的存储卡供电装置，其中，当所述延迟电路接收到所述检测信号时，所述第一开关导通使所述供应电压对所述电容进行充电，以及当所述延迟电路未接收到所述检测信号时，所述第二开关导通使所述电容对所述接地电压进行放电。

6.如权利要求2所述的存储卡供电装置，其中，所述开关单元包括：

一第三开关，其耦接至所述供应电压与所述存储卡插槽，用以当所述延迟电路接收到所述开关信号时而导通，并使所述供应电压传送至所述存储卡插槽；以及

一第四开关，其耦接至一接地电压与所述处理器，用以当所述第三开关为导通时而导通使所述接地电压传送至所述处理器。

7.如权利要求6所述的存储卡供电装置，其中，所述第四开关为一双极晶体管或一金氧半场效晶体管。

8.如权利要求6所述的存储卡供电装置，其中，所述第三开关包括：

一双极晶体管，其耦接至所述延迟电路；

一功率金氧半场效晶体管，其耦接至所述供应电压以及所述存储卡插槽，其中当所述双极晶体管接收所述开关信号而导通时，所述功率金氧半场效晶体管导通并使所述第四开关为导通；以及

一偏压电阻，其耦接至所述功率金氧半场效晶体管，用以提供所述功率金氧半场效晶体管的一偏压。

9.如权利要求6所述的存储卡供电装置，其中，

当所述电容的一端电压大于一既定电压时，所述第三开关导通；以及

当所述电容的所述端电压小于或等于所述既定电压时，所述第三开关不导通。

10.如权利要求1所述的存储卡供电装置，其中，所述存储卡插槽还包含一机械开关，其耦接至所述延迟电路，用以当一存储卡插入时输出所述检测信号为所述接地电压。