CN101840486B - 一种改进的sd卡转换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改进的SD卡转换器，可插入标准的TF卡，可将TF卡转换为SD卡使用，所述改进的SD卡转换器的外型形状及尺寸与标准的SD卡完全相同，其包括呈片状主体，内部设有控制器，所述TF卡将通过在主体侧面开设的敞开的TF卡插口被插入到该主体并可从其中拔出，TF卡的整个卡体配合插入于所述改进的SD卡转换器的TF卡插口中，并与所述改进的SD卡转换器的主体合为一体，TF卡插槽中有与TF卡数据接口针脚相匹配的连接元件，在TF卡插入时，夹紧TF卡针脚部将其固定在TF卡插槽内，并接通数据针脚电路，其特征在于，所述主体上设置有至少一个协处理器芯片IC插槽，该IC接口线路与所述控制器相连接。

Description

一种改进的SD卡转换器

技术领域

本发明涉及一种存储卡转换器，尤其是一种改进的SD卡转换器，其可插入不同应用功能的协处理器芯片，使改进的SD卡转换器在插入标准的TF卡后不仅具有存储功能还具有芯片数据运算功能。

背景技术

手机等移动终端技术发展的一个趋势就是体积更小、重量更轻、贮存容量更大、运算速度更快，在实现这种技术更新换代的过程中。闪存技术的发展起到关键作用，在手机早期的技术发展中，只有几十K至上百K的容量，难以满足基本的数据贮存需求，以后随着闪存技术的快速发展，手机的贮存容量越来越大，尤其是扩展卡技术的出现，手机可以通过扩展卡方便地增加贮存容量。上G的扩展卡已经是很普遍了，而且体积非常小，如TF卡（即Trans Flash卡，也称作微型SD卡）。但大量的手机的标准扩展卡插槽仍然是标准的SD卡（数字安全卡）插槽，见图2。

目前市场上的扩展卡种类也比较多，是目前流行的几种薄片式闪存卡，广泛应用于便携型电子产品中，如手机、数码相机、PDA等，这些闪存卡的尺寸如下：

闪存卡类型	高(mm)	宽(mm)	厚(mm)	针脚数(个)
					SD	32	24	2.1	9
MMC	32	24	1.4	7
					RS-MMC	24	18	1.4	13
Mini-SD	21.5	20	1.4	11
					Mini-MMC	14	12	1.1	10
TF	15	11	1.0	8

上表也基本上代表了各类闪存卡在市场上出现的先后顺序，发展趋势时体积越来越小，这种发展趋势便于电子产品的微型化设计，从上表可以看出大量的不同尺寸类型的闪存卡的存在，给电子产品的设计及消费者的使用带来了极大不便。

为了解决这个问题，一些小体积的扩展卡在出售时，随卡提供或用户可选购的SD卡转换器，将小体积的扩展卡（如TF卡）插入SD卡转换器中，再插入手机的SD卡扩展槽中。

为了追求手机体积的小巧化，手机在设计中，对其内部空间的利用已精确到丝米级（十分之一毫米），显然SD插槽造成了手机内部空间的“极大”浪费。从厚度上讲，TF卡不到SD卡二分之一，从扩展卡的一个面的面积上讲，TF卡约为SD卡五分之一，这样TF卡的整个体积也只有SD卡的十分之一，可见将近90％的手机扩展插槽空间被浪费了。

另一方面，大量的手机主要是满足基本的通讯需求，其数据运算能力较低，尤其是中低端的非智能手机，基本上不具备数据运算能力，而扩展卡也只是单纯地提高手机的贮存容量。随着手机成为现代人随身通讯工具，其信息处理需求也日渐凸显，对大量的用户来讲，直接去新购智能手机仍然存在成本费用问题，而且淘汰原来的非智能手机也会造成浪费。在社会上整体手机的保有量中，智能手机仍然只占一个很小的比例，不到15％。就是智能手机，其数据运算能力仍然差别很大。因此能否通过扩展的方式让手机也增加运算能力，是一个需要解决的问题。但目前的手机都基本上没有设计增加数据处理芯片扩展功能，无法通过像PC主板一样增加扩展卡的方式扩充手机的数据处理功能。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种存储卡转换器，尤其是一种改进的SD卡转换器，其可插入不同应用功能的协处理器芯片，使改进的SD卡转换器在插入标准的TF卡后不仅具有存储功能还具有芯片数据运算功能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改进的SD卡转换器，可插入标准的TF卡，可将TF卡转换为SD卡使用，所述改进的SD卡转换器的外型形状及尺寸与标准的SD卡完全相同，其包括呈片状主体部，内部设有控制器，所述TF卡将通过在主体侧面开设的敞开的TF卡插槽的插口被插入到该主体并可从其中拔出，TF卡的整个卡体配合插入于所述改进的SD卡转换器的TF卡插槽的插口中，并与所述改进的SD卡转换器的主体合为一体，TF卡插槽中有与TF卡数据接口针脚相匹配的连接元件，在TF卡插入时，夹紧TF卡针脚部将其固定在TF卡插槽内，并接通数据针脚电路，其中，所述主体上设置有至少一个协处理器芯片IC插槽，该IC接口线路与所述控制器相连接，所述协处理器芯片IC插槽可插入不同应用功能的协处理器芯片，使改进的SD卡转换器在插入标准的TF卡后不仅具有存储功能还具有芯片数据运算功能。

优选地，所述改进的SD卡转换器装入标准TF卡与不同应用功能的协处理器芯片，主要使用于具有标准SD插槽的中低端手机上，所述不同应用功能的协处理器芯片提供良好兼容性，不需要改变手机本身的硬件、驱动及操作系统；适配各种不同的软硬件环境，大幅度提升中低端手机的计算能力。

所述协处理器芯片为片上系统（SoC）封装有各种程序，其分不可擦写区与可擦写区，所述各种程序包括计算程序、控制程序的固定应用程序和可升级程序,在协处理器芯片初始化时，将固定应用程序固化于不可擦写区，可擦写区的可升级程序将存入TF卡中，通过下载新程序至TF卡或直接更换TF卡，实现软件的升级及数据下载。

所述的协处理器芯片包括只读存储器和随机存储器，主要用来存储协处理器芯片运作所需要的数据，所述计算程序为协处理器芯片对数据运算的程序，所述控制程序包括通信方式控制协议和协处理器芯片工作模式控制程序，通信模式控制协议可使手机与TF卡之间的通信模式从标准SD卡的基于块的通信方式转变为输入输出的通信方式。

所述协处理器芯片还包含视频解码模块，协处理器芯片协助手机CPU处理视频流解码工作，所述工作模式控制程序可以控制协处理器的工作模式，视频流解码模式下，视频流经过手机所述改进的SD卡转换器主控总线传输到解码器，由解码器进行音频和视频的解码，再经过改进的SD卡转换器主控总线上传到手机，在这种工作模式下，整个系统除了TF卡外都处于正常工作状态；TF存储卡模式，在这种工作模式下整个系统就是一张TF卡，手机可以正常访问TF卡并进行存储读写功能；待机模式，在这种工作模式下，除了部分功能单元工作以监视手机主控外，整个系统处于深度睡眠模式，降低手机的待机功耗和漏电流。

所述的芯片插槽可插入的协处理芯片还可以是射频识别RFID芯片或者移动证书芯片。

所述射频识别RFID芯片采用的天线类型为近场天线，频段为HF段RFID的线圈天线谐振工作频率通常为13.56MHz，标签所需的能量都是通过电感耦合方式由读写器的耦合线圈辐射近场获得，工作方式为电感耦合。

所述的协处理器芯片为移动数字证书芯片，将插入有移动数字证书芯片的改进的SD卡转换器装入具有标准SD插槽的手机中，可以将手机作为电子智能钥匙连接到电脑登录用户系统。

本发明的有益效果在于，使用本发明，协处理器芯片I C插槽可插入不同应用功能的协处理器芯片，不需要改变手机本身的硬件、驱动及操作系统，使改进的SD卡转换器在插入标准的TF卡后不仅具有存储功能还具有芯片数据运算功能，用户只需购买成本很低的改进的SD卡转换器和协处理器芯片就可以享受到智能手机的运算速度和效果，相对于购买高端智能手机，大大降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例改进的SD卡转换器与标准TF卡的示意图；

图2为本发明实施例改进的SD卡转换器硬件架构方框示意图。

具体实施方式

下面结合附图来说明本发明具体实施。

图1是本发明实施例改进的SD（Secure Digital Memory Card,数字安全卡）卡转换器10与标准TF卡20的示意图，改进的SD卡转换器10与标准的SD卡转换器（未图示）以及SD卡（未图示）外形尺寸完全相同，体积为24mm×32mm×2.1mm，改进的SD卡转换器10主由大致成片状的主体101部构成主体部101由上壳体、下底座以及位于上壳体、下底座之间的连接电路组成，主体部101的一侧边上开设有TF卡插槽103，可以插入标准的TF（Trans Flash卡，也称作Micro SD卡或微型SD卡）卡20，当TF卡插入插槽103时，TF卡的数据接口将与插槽103内的电连接元件电性接通，改进的SD卡转换器10的连接电路包括一控制器，主体101部从上壳体向下底座还开设一个协处理器插槽102，协处理器插槽102内包含若干导电端子，可插入相应功能的协处理器与导电端子相互导接，其中，协处理器插槽电路连接至改进的SD卡转换器10的控制器。

标准的TF卡20是一种超小型卡，其尺寸为：11mm×15mm×1mm，约为SD卡的1/4，可以算是目前最小的储存卡。TF卡可经过标准的SD卡转换器后，当SD卡使用。在本发明实施例中，TF卡20是通过改进的SD卡转换器后，当SD卡使用的。TF卡20主要是为照相手机拍摄大幅图像以及能够下载较大的视频片段而开发研制的。TF卡20可以用来储存个人数据，例如数字照片、MP 3、游戏及用于手机的应用和个人数据等，还内设置版权保护管理系统，让下载的音乐、影像及游戏受保护；未来推出的新型TF卡还备有加密功能，保护个人数据、财政纪录及健康医疗文件。体积小巧的TF卡让制造商无须顾虑电话体积即可采用此设计，而另一项弹性运用是可以让供货商在交货前随时按客户不同需求做替换，这个优点是嵌入式闪存所没有的。

图2示出了本发明实施例改进的SD卡转换器硬件架构方框示意图，改进的SD卡转换器主要由接口连接器TF卡插槽、控制器及协处理器芯片以组成，其中接口连接器用于将改进的SD卡转换器连接至具有标准SD插槽的终端，例如手机等终端，终端本身具终端CPU用于处理数据，但终端CPU处理数据能力较低；TF卡插槽用于装入TF卡；控制器主要用于调用TF卡内的存储数据以及分配需要处理的数据至协处理器；协处理器可发出数据调用指令后，通过控制器向终端CPU调用数据行处理，即协助终端CPU共同进行数据运算，接口连接器成为协处理器与终端CPU间的数据输入输出接口，协处理器芯片包括只读存储器和随机存储器，主要用来存储协处理器芯片运作所需要的数据。

协处理器芯片为片上系统（SoC）封装有各种程序，其分不可擦写区与可擦写区，各种程序包括计算程序、控制程序的固定应用程序和可升级程序,在协处理器芯片初始化时，芯片初始化的过程为将协处理器芯片首次插入改进的SD协处理器插槽卡并且将改进的SD协处理器插入终端正常通电后，协处理器将自行将固定应用程序固化于不可擦写区，可擦写区的可升级程序将存入TF卡中，可升级程序通过下载新程序至TF卡或直接更换TF卡，实现软件的升级及数据下载，芯片初始化的过程也可以用户在在终端只需要下载一个小型引导程序即可。以上所说的计算程序为协处理器芯片对数据运算的程序，控制程序包括通信方式控制协议和协处理器芯片工作模式控制程序和数据调用协议，通讯模式控制协议可使手机与TF卡之间的通信模式从标准SD卡的基于块的通信方式转变为输入输出的通信方式，由于目前市场上的手机配备的SD接口，普遍不支持SD/IO模式,不具备外接扩展设备的能力。而常规SD存储规范不能用于IO扩展，不能用于实时的流式通信，只能用于块数据的读取。在这个问题上，我们提出方案“在终端不需修改驱动，以文件界面访问些处理器，以标准SD存储协议模拟流式IO（输入输出）通信”，目前已经能够实现。

改进的SD卡转换器可装入标准TF卡与不同应用功能的协处理器芯片，本发明实施例中主要将应用于具有标准SD插槽的中低端手机上，所述不同应用功能的协处理器芯片提供良好兼容性，不需要改变手机本身的硬件、驱动及操作系统；适配各种不同的软硬件环境，大幅度提升中低端手机的计算能力。

在本发明的第一个实施方式中，协处理器芯片为包含视频解码模块的一种多媒体处理器，协处理器芯片协助手机CPU处理视频流解码工作，此时工作模式控制程序可以控制多媒体处理器的工作模式，视频流解码模式下，视频流经过手机所述改进的SD卡转换器主控总线传输到解码器，由解码器进行音频和视频的解码，再经过改进的SD卡转换器主控总线上传到手机，在这种工作模式下，整个系统除了TF卡外都处于正常工作状态；TF存储卡模式，在这种工作模式下整个系统就是一张TF卡，手机可以正常访问TF卡并进行存储读写功能；待机模式，在这种工作模式下，除了部分功能单元工作以监视手机主控外，整个系统处于深度睡眠模式，降低手机的待机功耗和漏电流。

在本发明的第二个实施方式中，芯片插槽可插入的协处理器芯片还可以是射频识别RFID芯片，RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别，俗称电子标签,RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体，系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成，天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转化。在RFID系统中，天线分为电子标签天线和读写器天线两大类，分别承担接收能量和发射能量的作用。当前的RFID系统主要集中在LF、HF、UHF（860-960MHz）和微波频段，不同工作频段的RFID系统天线的原理和设计有着根本上的不同。RFID天线的增益和阻抗特性会对RFID系统的作用距离等产生影响，RFID系统的工作频段反过来对天线尺寸以及辐射损耗有一定要求。所以RFID天线设计的好坏关系到整个RFID系统的成功与否。改进的SD卡插入射频识别RFID芯片时，读写距离控制在50mm以内，将插入有射频识别RFID芯片的改进的SD卡转换器装入具有标准SD插槽的手机中，可以通过手机作为电子门票而通过门禁控制（即电子标签），或者将手机用作电子卡在通过道路收费站时自动交费。射频识别RFID芯片采用的天线类型为近场天线，频段为HF段RFID的线圈天线谐振工作频率为13.56MHz，标签所需的能量都是通过电感耦合方式由读写器的耦合线圈辐射近场获得，工作方式为电感耦合。

在本发明的第三个实施方式中，芯片插槽可插入的协处理器芯片为移动数字证书芯片，将插入有移动数字证书芯片的改进的SD卡转换器装入具有标准SD插槽的手机中，可以将手机作为电子智能钥匙连接到电脑登录用户系统，普通的移动数字证书外观类似日常储存电脑数据用的U盘，但其真正功能却不是储存数据，而是因为网络信息时代人们对与个人身份相关的信息安全意识在逐步加强，为了使电脑数据具有加解密和口令安全存储等功能，研发出的具有类似于生活中钥匙功能的小U盘，解决了人们加强信息安全管理的需要。它采用USB接口，外形小巧，便于携带，适用于系统安全登录、软件防盗版、信息加密等应用领域。相对于普通的移动数字证书，手机具有用户随时随地携带，不易丢失的特性，将插入有移动数字证书芯片的手机作为书字证书的带来的方便是显而易见的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进的SD卡转换器，可插入标准的TF卡，可将TF卡转换为SD卡使用，所述改进的SD卡转换器的外型形状及尺寸与标准的SD卡完全相同，其包括呈片状主体，内部设有控制器，所述TF卡将通过在主体侧面开设的敞开的TF卡插槽的插口被插入到该主体并可从其中拔出，TF卡的整个卡体配合插入于所述改进的SD卡转换器的TF卡插槽的插口中，并与所述改进的SD卡转换器的主体合为一体，TF卡插槽中有与TF卡数据接口针脚相匹配的连接元件，在TF卡插入时，夹紧TF卡针脚部将其固定在TF卡插槽内，并接通数据针脚电路，其特征在于，所述主体上设置有至少一个协处理器芯片IC插槽，IC接口线路与所述控制器相连接，所述协处理器芯片IC插槽可插入不同应用功能的协处理器芯片，使改进的SD卡转换器在插入标准的TF卡后不仅具有存储功能还具有芯片数据运算功能。 

2.如权利要求1所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述改进的SD卡转换器装入标准TF卡与不同应用功能的协处理器芯片，主要使用于具有标准SD插槽的中低端手机上，所述不同应用功能的协处理器芯片提供良好兼容性，不需要改变手机本身的硬件、驱动及操作系统；适配各种不同的软硬件环境； 

所述的改进SD卡转换器具有所述TF卡插槽、所述控制器、协处理器、接口连接器； 

接口连接器用于将改进的SD卡转换器连接至具有标准SD插槽的终端；接口连接器成为协处理器与终端CPU间的数据输入输出接口； 

控制器主要用于调用TF卡内的存储数据以及分配需要处理的数据至协处理器； 

协处理器可发出数据调用指令后，通过控制器向终端CPU调用数据行处理，即协助终端CPU共同进行数据运算； 

其中，协处理器芯片包括只读存储器和随机存储器，主要用来存储协处理器芯片运作所需要的数据。 

3.如权利要求2所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述协处理器芯片为片上系统(SoC)封装有各种程序，其分不可擦写区与可擦写区，所述各种程序包括计算程序、控制程序的固定应用程序和可升级程序，在协处理器芯片初始化时，将固定应用程序固化于不可擦写区，可擦写区的可升级程序将存入TF卡中，通过下载新程序至TF卡或直接更换TF卡，实现软件的升级及数 据下载。 

4.如权利要求3所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述的协处理器芯片包括只读存储器和随机存储器，主要用来存储协处理器芯片运作所需要的数据，所述计算程序为协处理器芯片对数据运算的程序，所述控制程序包括通信方式控制协议和协处理器芯片工作模式控制程序，所述通信方式控制协议可使手机与TF卡之间的通信方式从标准SD卡的基于块的通信方式转变为输入输出的通信方式。 

5.如权利要求4所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述协处理器芯片还包含视频解码模块，协处理器芯片协助手机CPU处理视频流解码工作。 

6.如权利要求5所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述工作模式控制程序可以控制协处理器的工作模式，视频流解码模式下，视频流经过手机中的所述改进的SD卡转换器的主控总线传输到解码器，由解码器进行音频和视频的解码，再经过该改进的SD卡转换器的主控总线上传到手机，在这种工作模式下，整个系统除了TF卡外都处于正常工作状态；TF卡存储卡模式下，整个系统就是一张TF卡，手机可以正常访问TF卡并进行存储读写功能；待机模式，在这种工作模式下，除了部分功能单元工作以监视手机主控外，整个系统处于深度睡眠模式，降低手机的待机功耗和漏电流。 

7.如权利要求1所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述的协处理芯片IC插槽可插入的协处理芯片是射频识别RFID芯片或者移动证书芯片。 

8.如权利要求7所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，插入射频识别RFID芯片时，读写距离控制在50mm以内，将插入有射频识别RFID芯片的改进的SD卡转换器装入具有标准SD插槽的手机中，可以通过手机作为电子门票而通过门禁控制，或者将手机用作电子卡在通过道路收费站时自动交费。 

9.如权利要求8所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述射频识别RFID芯片采用的天线类型为近场天线，频段为HF段RFID的线圈天线谐振工作频率为13.56MHz，标签所需的能量都是通过电感耦合方式由读写器的耦合线圈辐射近场获得，工作方式为电感耦合。 

10.如权利要求7所述的改进的SD卡转换器，其特征在于，所述的协处理器芯片为移动数字证书芯片，将插入有移动数字证书芯片的改进的SD卡转换器装入具有标准SD插槽的手机中，可以将手机作为电子智能钥匙连接到电脑登录用户系统。 

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