CN101765850B - 存储卡控制设备和用来控制存储卡控制设备的方法 - Google Patents

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Abstract

一种存储卡控制设备，包括：插入单元，存储卡插入所述插入单元；存储卡控制器，用于控制向插入所述插入单元的存储卡的数据的写入和从插入所述插入单元的存储卡的数据的读取；接口控制器，用于向主机计算机发送向存储卡写入的数据和从主机计算机接收从存储卡读取的数据；时钟供应器，用于向所述存储卡控制器和所述接口控制器提供时钟信号；存储卡检测器，用于检测插入所述插入单元的存储卡的存在或不存在；以及低功耗模式切换单元，用于响应于由所述存储卡检测器所检测到的存储卡的不存在而将所述存储卡控制器和所述接口控制器切换至低功耗模式。

Description

存储卡控制设备和用来控制存储卡控制设备的方法
技术领域
本发明涉及一种控制计算机等使用的存储卡的存储卡控制设备，并且涉及一种存储卡控制方法。
背景技术
在图4中示出了用作传统的存储卡控制设备的设备控制器100。设备控制器100包括接口控制器101、CPU102、ROM103、内部PLL控制器104、内部PLL105和存储卡控制器106。
接口控制器101与外部连接至设备控制器100的主机计算机200通信，以接收要被写入至存储卡的数据并且发送从存储卡读取的数据。
CPU102控制接口控制器101和稍后描述的存储卡控制器106。CPU102管理设备控制器100的总体控制。ROM103是其中预先存储了用于控制CPU102的软件的只读存储器。
内部PLL控制器104控制稍后描述的内部PLL105。内部PLL105以预定的频率向接口控制器101和存储卡控制器106提供时钟信号。
存储卡控制器106包括多卡控制器1061、1062、1063、...、和106n，每个多卡控制器控制向插入到存储卡插入单元的存储卡的写入和从插入到存储卡插入单元的存储卡的读取等。
图4中示出的设备控制器100通过USB(通用串行总线)接口连接至例如主机计算机200并且控制向各种存储卡的写入和从各种存储卡的读取，以用作主机计算机200的外部存储设备。
这种设备控制器100有时连接至或安装在用作主机计算机的笔记本计算机。在这种情况下，功耗是一个问题。
在电池供电的笔记本计算机中，功耗直接影响了电池的寿命。具体地，在最近的存储卡中，容量一直增加，所处理的数据量已经增加到G(千兆)单位，并且数据传输速率也一直增加。因此，存在对预期更大的功耗的关注。
专利文献1公开了解决这种问题的方法。在这个方法中，当计算机检测到连接至该计算机的设备处于空闲状态时，该计算机发送使得该设备处于挂起状态(处于低功耗状态)的功能(function)。
[专利文献1]日本专利申请公开No.2005-508041
然而，因为需要主机计算机监视设备的状态，所以需要向主机计算机侧的OS(操作系统)、设备驱动器等添加监视功能。
发明内容
考虑解决上述问题提出了本发明。
本发明的至少一个实施例的目的是自动地使得存储卡控制设备在不由主机计算机控制的情况下通过自身处于低功耗模式。
根据本发明的一个方面，存储卡控制设备包括：插入单元，存储卡被插入其中；存储卡控制器，用于控制向插入所述插入单元的存储卡进行数据的写入和从插入所述插入单元的存储卡进行数据的读取；接口控制器，用于向主机计算机发送向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据以及从主机计算机接收向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据；时钟供应器，用于向存储卡控制器和接口控制器提供时钟信号；存储卡检测器，用于检测在插入单元中所插入的存储卡的存在或不存在；以及低功耗模式切换单元，用于响应于由存储卡检测器所检测的存储卡的不存在而将存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式。
根据本发明的另一个方面，提供用于控制存储卡控制设备的方法，所述存储卡设备包括配置为控制向插入所述插入单元的存储卡进行数据的写入和从插入所述插入单元的存储卡进行数据的读取的存储卡控制器，以及配置为向主机计算机发送向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据以及从主机计算机接收向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据的接口控制器。所述存储卡控制方法包括检测在插入单元中所插入的存储卡的存在或不存在的步骤，以及响应存储卡的不存在而将存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式的步骤。
根据至少一个实施例，存储卡检测器检测存储卡是否被插入插入单元中，然后低功耗模式切换单元将存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式。因此，可以仅通过存储卡的不存在来实现切换至低功耗状态。结果，存储卡控制设备能够在不被主机计算机控制的情况下通过自身切换至低功耗状态，因此能够降低功耗。
根据至少一个实施例，检测到在插入单元中所插入的存储卡的存在或不存在并且响应于存储卡的不存在，存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式。因此，存储卡控制设备能够仅通过存储卡的存在或不存在的数据而切换至低功耗模式。结果，存储卡控制设备能够在不被主机计算机控制的情况下通过自身自动地切换至低功耗模式，并且能够减少功耗。
附图说明
图1是示出了本发明的实施例的存储卡控制设备的框图。
图2是示出了存储卡控制设备至低功耗模式的切换操作的流程图。
图3是示出了存储卡控制设备至低功耗模式的切换操作的流程图。
图4是示出了传统的存储卡控制设备的框图。
具体实施方式
[第一实施例]
下面将参考图1和图2描述本发明的实施例。图1是示出了本发明的实施例的存储卡控制设备的框图。图2是示出了在图1中所示的存储卡控制设备至低功耗模式的切换操作的流程图。
在图1中所示出的用作存储卡控制设备的设备控制器1包括接口控制器2，CPU3，ROM4，内部PLL控制器5，内部PLL6，存储卡控制器7和接口控制寄存器8，并且该设备控制器1通USB接口连接至主机计算机10。
接口控制器2根据USB标准与外部地连接至设备控制器1的主机计算机10通信，以接收要被写至存储卡的数据和发送从存储卡读出的数据。
用作低功耗模式切换单元的CPU(中央处理单元)3控制接口控制器2、以下描述的存储卡控制器7等，并且管理设备控制器1的总体控制。
ROM4是只读存储器，其中预先存储用于控制CPU3的软件、数据等。
内部PLL控制器5操作为低功耗模式切换单元，该单元输出将存储卡控制设备切换至低功耗模式的信号，并且该单元输出使存储卡控制设备从低功耗模式返回到正常操作模式的信号。通过从CPU3或存储卡控制器7接收控制信号，内部PLL控制器5输出信号至以下描述的内部PLL6，以停止和重启内部PLL6的时钟信号供应。
作为时钟供应器的内部PLL6是用于以预定频率向接口控制器2和存储卡控制器7提供时钟信号的PLL(锁相回路)电路。
作为存储卡控制器的存储卡控制器7包括多卡控制器(卡1控制器71、卡2控制器72、卡3控制器73、...，和卡n控制器7n)和卡检测控制器7a。
这里的存储卡是以卡的形式的存储器介质，其由诸如闪存存储器的半导体存储卡构成。存在多种存储卡，诸如SD卡和记忆棒。上述多卡控制器的每个提供用于这些种类的存储卡。
多卡控制器(卡1控制器71、卡2控制器72、卡3控制器73、...，和卡n控制器7n)控制向插入未示出的相应的存储卡插入单元的存储卡的写入和从插入未示出的相应的存储卡插入单元的存储卡的读取等。
响应于由多卡控制器所输出的卡插入检测信号，作为存储卡检测器的卡检测控制器7a输出用于指示存储卡的存在或不存在的信号至CPU3和内部PLL控制器5。即，卡检测控制器7a检测存储卡是否被插入。
接口控制寄存器8操作为低功耗模式切换单元，该单元输出将存储卡控制设备切换至低功耗模式的信号，并且该单元输出使存储卡控制设备从低功耗模式返回到正常操作模式的信号。当通过CPU3设置时，接口控制寄存器8通过USB接口输出控制信号以断开或连接向主机计算机10的信号的发送和从主机计算机10的信号的接收。
接下来，参考图2中的流程图描述具有上述配置的设备控制器1至低功耗模式的切换操作。
首先，在步骤S1中，设备控制器1通过USB线缆连接至主机计算机10。操作进行至步骤S2。
在步骤S2中，来自主机计算机10的命令请求由接口控制器2接收，该接口控制器2然后发出响应命令以终止USB初始响应。结果，设备控制器1由主机计算机10识别，由此能够开始与存储卡的数据传输。操作进行至步骤S3。
在步骤S3中，执行存储要传输的数据的存储卡的检测。当检测到存储卡的存在时(步骤S3的Y)，数据传输开始。当检测到存储卡的不存在时(步骤S3的N)，操作进行至S4。检测存储卡的插入，卡检测控制器7a通过内部PLL控制器5向内部PLL6输出指示在插入单元中的存储卡的存在的信号作为触发。因而，内部PLL6开始向存储器控制器7提供时钟信号。结果，在主机计算机10和存储卡之间开始数据传输。当检测到在插入单元中的存储卡不存在时，确定存储卡控制设备未在使用中，由此开始至低功耗模式的切换操作。
在步骤S4中，停止(断开)通过USB接口的存储卡控制设备和主机计算机10的连接，并且开始步骤S5。即，与主机计算机10的数据的发送和接收被接口控制器2断开。
如下执行停止(断开)与主机计算机10的连接。已知USB有全速模式和高速模式。在全速模式下，通过禁用与主机计算机10通信的信号线DP的上拉电阻器，断开主机计算机10和设备控制器1之间的连接。在高速模式下，通过禁用信号线DP和DM的终端电阻器，断开主机计算机10和设备控制器1之间的连接。结果，主机计算机10没有识别设备控制器1。具体来说，接收到来自卡检测控制器7a的指示插入单元中的存储卡的不存在的信号，CPU
3在接口控制寄存器8中写入值(例如，0)以断开USB连接。接口控制寄存器8输出控制信号并且禁用信号线DP的上拉电阻器和信号线DP和DM的终端电阻器。注意，这里的禁用并不意味着物理地禁用电阻器，而是以电方式禁用电阻器。
在步骤S5中，停止从内部PLL6提供的时钟信号并且操作进行至步骤S6。在步骤S4中设备控制器1和主机计算机10断开，但不是物理地断开。因此，仍然向设备控制器1提供电源，消耗更多电流。为解决这个问题，指示插入单元中的存储卡的不存在的信号从卡检测控制器7a输出至内部PLL控制器5。然后，内部PLL控制器5停止内部PLL6，即，内部PLL控制器5输出信号以停止的内部PLL6的时钟信号供应。结果，在设备控制器1中功耗最小化。
当步骤S6中完成切换至低功耗模式时，步骤S7开始。响应于存储卡检测器(卡检测控制器7a)的检测结果(即存储卡没有被插入)，在步骤S4和S5中设备控制器1作为整体切换至低功耗模式。
当在步骤S7中检测到在插入单元中所插入的存储卡的存在(在步骤S7中的Y)，该操作返回到步骤S1。另一方面，当在步骤S7中检测到存储卡的不存在时，操作待命。即，当检测到存储卡的存在时，卡检测控制器7a将指示在插入单元中的存储卡的存在的信号输出至内部PLL控制器5。内部PLL控制器5输出控制信号至PLL6以重启时钟信号供应。CPU3在接口控制寄存器8中写入指示建立了USB连接的值(例如，1)。然后，接口控制寄存器8输出控制信号以连接被断开的电阻器。结果，断开的设备控制器1和主机计算机10重新启动协商并且完成USB初始响应，因此主机计算机10识别设备控制器1。然后，在存储卡和主机计算机10之间开始数据传输(返回到正常操作模式)。
在本实施例中，当由在控制向存储卡的数据的写入和从存储卡的数据的读取等的设备控制器1中的存储卡控制器7的卡控制器检测到存储卡的不存在时，卡检测控制器7a向CPU3输出指示在插入单元中的存储卡的不存在的信号。然后，CPU3在接口控制寄存器8中写入值以断开与主机计算机10的USB连接。卡检测控制器7a向内部PLL控制器5输出指示在插入单元中的存储卡的不存在的信号。然后，内部PLL控制器5停止来自内部PLL6的时钟信号供应。以这种方式，存储卡控制设备切换至低功耗模式。因此，能够仅通过存储卡的不存在实现切换至低功耗模式。结果，本发明的存储卡控制设备在不被主机计算机10控制的情况下通过自身自动地切换至低功耗模式。
卡检测控制器7a向CPU3输出指示在插入单元中的存储卡的不存在的信号，该CPU3然后在接口控制寄存器8中写入值以断开与主机计算机10的USB连接。因此，存储卡控制设备能够免于主机计算机10的控制。结果，能够减少用于接口控制器2以向主机计算机1发送信号和从主机计算机1接收信号所需要的功耗。
卡检测控制器7a向内部PLL控制器5输出指示在插入单元中的存储卡的不存在的信号，使得内部PLL控制器5停止从内部PLL6提供的时钟信号。因此，能够停止在接口控制器2和存储卡控制器7中的寄存器电路的操作。结果，能够抑制功耗。
在完成接口控制器2和主机计算机10之间的USB初始响应后，卡检测控制器7a检测在插入单元中的存储卡的存在或不存在。因此，当检测到存储卡的存在时，接口控制器2能够立即开始与主机计算机10的通信。
[第二实施例]
接下来，参考图3描述本发明的第二实施例。和第一实施例中相同的组件由相同的参考标号所表示，并且省略其描述。图3是示出了第二实施例的设备控制器1至低功耗模式的切换操作的流程图。
在该实施例中，采用了与第一实施例类似的配置。然而，本实施例的流程图与第一例的流程图不同在于在USB初始响应之前执行存储卡的检测。就是说，在检测到在插入单元中所插入的存储卡的存在之后，开始主机计算机10和接口控制器之间的初始响应。在下文中，描述在图3中示出的流程图。
首先，在步骤S11中，设备控制器1通过USB线缆连接至主机计算机10，并且步骤S12开始。
随后，当检测到存储要传输的数据的存储卡的存在时(步骤S12中的Y)，步骤S13开始。当检测到存储卡的不存在时(步骤S12中的N)，在该步骤中操作待命。
在步骤S13中，接口控制器2接收到来自主机计算机10的命令请求并且然后向主机计算机10发出响应命令。以此方式，USB初始响应(初始响应操作)终止并且步骤S14开始。结果，设备控制器1被主机计算机10识别，并且准备开始与存储卡的数据传输。
在步骤S14中，数据传输开始并且然后步骤S15开始。在步骤S14中，卡检测控制器7a通过内部PLL控制器5向内部PLL6输出指示在插入单元中的存储卡的存在的信号作为触发信号。因此，内部PLL6开始向存储卡控制器7提供时钟信号。结果，主机计算机10和存储卡之间开始数据传输。
接下来，在步骤S15中，当检测到在插入单元中所插入的存储卡的存在(步骤S15中的Y)，操作返回到S14。当检测到在插入单元中所插入的存储卡的不存在时(步骤S15中的N)，步骤S16开始。
在步骤S16中，停止(断开)在USB接口处的存储卡控制设备与主机计算机10的连接，并且步骤S17开始。即，与主机计算机10的数据的发送和接收由接口控制器2断开。
在步骤S17中，停止内部PLL6。即，停止从内部PLL6提供的时钟信号并且操作进行至步骤S18。在步骤S16中设备控制器1和主机计算机10断开，但不是物理断开。因此，电源仍然被提供给设备控制器1，消耗更多电流。为解决这个问题，指示在插入单元中的存储卡的不存在的信号从卡检测控制器7a输出至内部PLL控制器5。然后，内部PLL控制器5停止内部PLL
6。即，内部PLL控制器5输出停止内部PLL6的时钟信号供应的信号。结果，在设备控制器1中的功耗被最小化。
在步骤S18中完成切换至低功耗模式之后，操作返回到步骤S12。即，响应于存储卡检测器(卡检测控制器7a)的检测结果(即，存储卡没有被插入)，在步骤S16和S17中设备控制器1作为整体切换至低功耗模式。
根据本实施例，在卡检测控制器7a检测到插入单元中所插入的存储卡的存在之后执行接口控制器2和主机计算机10之间的USB初始响应。因此，在这种情况下，当检测到存储卡的不存在时不执行USB初始响应。结果，当检测到存储卡的不存在时，能够减少用于USB初始响应的功耗。
本发明并不局限于该实施例，在不背离本发明的范围的情况下可以进行变化和修改。
根据至少一个实施例，因为存储卡检测器包括在存储卡控制器内，所以能够集成存储卡的检测和控制。结果，可以减少电路大小和布线。
根据至少一个实施例，低功耗模式切换单元使接口控制器断开向主机计算机的数据的发送和从主机计算机的数据的接收，以将存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式。因此，存储卡控制设备能够免于主机计算机的控制。结果，能够减少接口控制器向主机计算机发送数据和从主机计算机接收数据所需要的功耗。
根据至少一个实施例，低功耗模式切换单元使时钟供应器停止提供时钟信号以将存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式。因此，能够停止在存储卡控制器和接口控制器中的寄存器电路的操作。结果，能够减少用于寄存器电路的功耗。
根据至少一个实施例，提供用于输出信号至低功耗模式切换单元的单元，以当存储卡检测器检测到在插入单元中的存储卡的不存在时，将存储卡控制器和接口控制器切换至低功耗模式。因此，能够由仅通过检测到存储卡的不存在而输出的信号实现至低功耗模式的切换。
根据至少一个实施例，提供用于输出信号至低功耗模式切换单元的单元，以当存储卡检测器检测到插入单元中所插入的存储卡的存在时，将存储卡控制器和接口控制器从低功耗模式返回至正常操作模式。因此，能够由仅通过检测到存储卡的存在而输出的信号实现从低功耗状态返回至正常状态。
根据至少一个实施例，存储卡控制设备通过USB接口连接至主机计算机。因此，本发明的存储卡控制设备能够用市场中主流的USB端口连接至计算机。
根据至少一个实施例，在完成接口控制器和主机计算机之间的初始响应之后，存储卡检测器检测在插入单元中的存储卡的存在或不存在。因此，当检测到存储卡的存在时，接口控制器能够立即开始与主机计算机的通信。
根据至少一个实施例，在存储卡检测器检测到插入单元中所插入的存储卡的存在之后，接口控制器和主机计算机执行初始响应操作。因此，因为当检测到存储卡的不存在时没有执行初始响应操作，所以能够减少功耗。
本申请基于在2007年11月15日向日本专利局提交的日本优先权申请No.2007-296556和在2008年10月30日向日本专利局提交的日本优先权申请No.2008-279610，其全部内容被引用并于此。

Claims (9)

1.一种存储卡控制设备，包括：
插入单元，存储卡插入所述插入单元；
存储卡控制器，配置为控制向插入所述插入单元的存储卡进行数据的写入和从插入所述插入单元的存储卡进行数据的读取；
接口控制器，配置为向主机计算机发送向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据以及从主机计算机接收向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据；
时钟供应器，配置为向所述存储卡控制器和所述接口控制器提供时钟信号；
存储卡检测器，配置为检测插入所述插入单元的存储卡的存在或不存在；以及
低功耗模式切换单元，配置为响应于由所述存储卡检测器所检测到的存储卡的不存在而将所述存储卡控制器和所述接口控制器切换至低功耗模式；
其中所述低功耗模式切换单元使得所述接口控制器断开向主机计算机发送数据和从主机计算机接收数据，以将所述接口控制器切换至低功耗模式。
2.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述存储卡检测器包括在所述存储卡控制器中。
3.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述低功耗模式切换单元使得所述时钟供应器停止提供时钟信号，以将所述存储卡控制器和所述接口控制器切换至低功耗模式。
4.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述存储卡控制设备包括如下单元，其配置为当所述存储卡检测器检测到插入所述插入单元的存储卡的不存在时，输出信号至所述低功耗模式切换单元以将所述存储卡控制器和所述接口控制器切换至低功耗模式。
5.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述存储卡控制设备包括如下单元，其配置为当所述存储卡检测器检测到插入所述插入单元的存储卡的存在时，输出信号至所述低功耗模式切换单元以将所述存储卡控制器和所述接口控制器从低功耗模式返回至正常操作模式。
6.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述接口控制器通过USB接口连接至所述主机计算机。
7.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述存储卡检测器在所述接口控制器和所述主机计算机进行初始响应操作之后，检测插入所述插入单元的存储卡的存在或不存在。
8.根据权利要求1所述的存储卡控制设备，其中所述接口控制器和所述主机计算机在所述存储卡检测器检测到插入所述插入单元的存储卡的存在之后执行初始响应操作。
9.一种用于控制存储卡控制设备的方法，所述存储卡控制设备包括配置为控制向插入插入单元的存储卡进行数据的写入和从插入所述插入单元的存储卡进行数据的读取的存储卡控制器，配置为向主机计算机发送向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据以及从主机计算机接收向存储卡写入的数据和从存储卡读取的数据的接口控制器，以及配置为响应于由存储卡检测器所检测到的存储卡的不存在而将所述存储卡控制器和所述接口控制器切换至低功耗模式的低功耗模式切换单元，所述方法包括：
检测插入所述插入单元的存储卡的存在或不存在；
响应于存储卡的不存在，将所述存储卡控制器和所述接口控制器切换至低功耗模式；以及
使得所述接口控制器断开向主机计算机发送数据和从主机计算机接收数据，以将所述接口控制器切换至低功耗模式。
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