CN107622024B - 接口电路、信号传输系统及其参数配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种接口电路、信号传输系统及其参数配置方法，接口电路应用标准接口和协议。其中接口电路包括：FSM及协议分析器，用于接收第一信号，并根据第一信号配置参数值进入配置模式；以及控制器，与FSM及协议分析器耦合，用于接收配置/控制参数值并通过配置参数值使得主机设备与存储卡之间信号得以正常传输，其中FSM及协议分析器中还包括：数据采集单元，用于采集主机设备发送的第一信号；数据分析单元，用于分析第一信号，并通过解码第一信号获取配置参数值；以及数据配置单元，用于配置配置参数值并发送给控制器。通过本发明公开的接口电路，主机设备适应于多种模式的存储卡且可以降低接口电路的成本。

Description

接口电路、信号传输系统及其参数配置方法

技术领域

本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种接口电路、信号传输系统以及信号传输方法。

背景技术

图1所示为现有技术提供的一种用于主机设备与存储卡，如安全数位(SecureDigital,简称SD)卡、UFS卡、MMC卡等等在标准模式下通信的接口电路、与主机设备和存储卡所组成的信号传输系统的示意图100。如图所示该信号传输系统100包括有主机设备102、接口电路104以及存储卡106。其中接口电路中包含有PIN脚PIN 1……PIN N,用于配置适用于存储卡正常工作的参数，一旦配置成功后不能随意更改因为管脚电平是固定配置，其中参数包括有参数P1……参数PN。

由于不同种类的存储卡，与主机设备之间的距离、或是信号强度等原因均会影响存储卡工作状态，同时由于存储卡需要在不同模式间进行切换，在不同的模式下，接口电路104中所配置的参数是不相同的，因此开发一种适用于存储卡多种工作模式以及工作状态的的电路显得尤为必要。

本发明公开了一种接口电路、信号传输系统以及信号传输方法，可以使得存储卡在不同状态以及模式下正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种接口电路，其特征在于，所述接口电路包括：FSM及协议分析器，用于接收第一信号，并根据第一信号配置参数值进入配置模式；以及控制器，与所述FSM及协议分析器耦合，用于接收所述配置参数值并通过所述配置参数值使得主机设备与存储卡之间正常传输信号；

进一步地，所述FSM及协议分析器中还包括：

数据采集单元，用于采集所述主机设备发送的第一信号；

数据分析单元，用于分析所述第一信号，并通过解码所述第一信号获取所述配置参数值；以及

数据配置单元，用于配置所述配置参数值并发送给所述控制器；

进一步地，第一信号为指示操作存储卡的命令信号，其中包含有存储卡的特征信息。

本发明还提供了一种信号传输系统，其特征在于，主机设备、存储卡；以及接口电路，用于提供所述主机设备与存储卡之间的通信，所述接口电路包括：

FSM及协议分析器，用于从所述主机设备接收第一信号，并根据第一信号配置参数值以进入配置模式；以及

控制器，与所述FSM及协议分析器耦合，用于接收所述配置参数值并通过所述配置参数值使得主机设备与存储卡之间正常传输信号；

进一步地，所述FSM及协议分析器中还包括：

数据采集单元，用于采集所述主机设备发送的第一信号；

数据分析单元，用于分析所述第一信号，并通过解码所述第一信号获取所述配置参数值；以及

数据配置单元，用于配置所述配置参数值并发送给所述控制器；

进一步地，所述第一信号为指示操作存储卡的命令信号，其中包含有存储卡的特征信息。

本发明开提供了一种信号传输系统中参数配置方法，其特征在于，所述参数配置方法包括：

主机设备发送第一信号至存储卡；

接口电路内的控制器根据第一信号判断所述存储卡是否正常工作，如果所述存储卡正常工作，所述控制器保留现有的第一参数；反之接口电路内的FSM及协议分析器进入配置模式配置第二参数，其中所述第一信号为指示操作存储卡的命令信号，其中包含有存储卡的特征信息；以及

所述主机设备与存储卡进入正常的通信模式。

附图说明

图1所示为现有技术信号传输系统的模块图；

图2所示为根据本发明的实施例信号传输系统的模块图；

图3所示为根据本发明的实施例图2中信号传输系统内的接口电路的模块图；以及

图4所示为根据本发明的实施例图2中信号传输系统内配置参数的工作流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖后附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

图2为本发明的实施例信号传输系统200的结构示意图。如图2所示，信号传输系统200中包括有主机设备202、接口电路204以及存储卡206。主机设备202具体可以为(且不仅限于)能够从存储卡中读取数据或将数据写入存储卡内的电子设备；进一步地，电子设备具体可以为存储卡控制器芯片、存储卡读卡器或数字摄像机。接口电路204在存储卡206与主机设备202间传输数据。在一个实施例中，接口电路204可以位于主机设备202内。可替换地，在另一个实施例中，接口电路204可以位于存储卡206内。

接口电路204支持多个传输模式。多个传输模式具体可以包括(但不限于)：传统模式(如高速(HS)模式或超高速-I(UHS-I)模式)及高级模式(如超高速-II(UHS-II)模式)。高级模式下的信号传输速度高于传统模式下的信号传输速度。在多个传输模式下传输的信号包括但不限于：数据信号、命令信号、时钟信号。在一个实施例中，高级模式下的数据传输速度高于传统模式下的数据传输速度。

在一个实施例中，主机设备202检测存储卡的类型，并根据检测结果在多个传输模式中选择一个传输模式。若检测结果显示存储卡仅支持一个模式，且主机设备202支持该模式，则主机设备202选择存储卡支持的模式。若检测结果显示存储卡支持多个模式，并且主机设备202仅支持存储卡所支持的多个模式中的一个模式，则主机设备202选择主机设备202支持的模式。若存储卡与主机设备202均支持多个传输模式，则主机设备202选择存储卡与主机设备202共同支持的且具有较高信号传输速度的传输模式。

如图2所示，接口电路204包括FSM(Finite State Machine，有限状态机)及协议分析器241、控制器242以及转发器243。其中FSM及协议分析器241的一端与主机设备202相连，另一端与控制器242相连。控制器242经过FSM协议分析器241接收来自主机设备202的信号，其中信号包括有：数据信号、时钟信号、以及命令信号，但不限于此。FSM及协议分析器241用于接收主机设备202发送的命令信号，且可以发送指令指示控制器242控制转发器243的闭合与断开，以及向控制器242发送所需要的参数，该参数值根据存储卡206的类型、与主机设备202之间的距离以及主机设备202所发送信号的强弱等来确定，进一步的，转发器243还具有信号处理功能，比如转发器会根据配置的参数调整转发信号例如驱动能力，相位等。

具体地，存储卡206可以是不同类型的工作于多种模式的SD卡，比如SD2.0正常速率模式，工作频率为25MHZ；SD2.0高速模式，工作频率为50MHZ；SD3.0模式下,工作频率范围最高可以在25MHZ-208MHZ之间；SD4.0模式时，高速差分接口下，速率达到3.12Gbps,或甚至更高。简而言之，由于存储卡类型不一样，所与之匹配的传输模式也不相同。比如SD3.0SDR104模式的存储卡无法适应工作频率为50MHZ的配置参数。因此，本发明通过动态更改配置参数指令，使得不同类型的存储卡206与主机设备202之间工作在正常状态。

进一步地，如图2所示，主机设备202发送命令信号，如指示操作存储卡206的命令信号，命令信号包括有读、写信号等，但不限于此。例如，主机设备202发送读取存储卡206的命令信号，该命令信号经过转发器243发送至存储卡206的电信号，且控制器242中存储的适用于操作存储卡的第一组参数值P1----PN，如果控制器242中的第一组参数值使得存储卡206能够正常读取，则控制器242保留现有的第一组参数值P1----PN。主机设备202完成对SD的读取操作。

在另一个实施例中，主机设备202向存储卡206发送读取信号后，该命令信号经过转发器243发送至存储卡206不能正常读取，则FSM及协议分析器241向控制器242发送指令断开转发器243，则存储卡206与主机设备202之间断开。进一步地FSM及协议分析器241进入配置模式，重新配置适用于存储卡206工作的第二参数P1’----PN’，并将配置完成的第二参数P1’----PN’发送至控制器242。获取到配置的第二参数P1’----PN’后，FSM及协议分析器241重新发送指令接通转发器243的指令。主机设备202开始对存储卡206的进一步的操作指示。根据本发明的实施例，当接口电路204进入配置模式配置参数时，不需要改变接口的标准定义、且配置参数过程使用的是标准的存储卡协议，同时也不会影响存储卡的正常读写操作。

本领域技术人员可以理解的是，接口电路204可应用于各种设备如数字摄像机、数字照相机、电视、机顶盒、个人电脑、手机、存储卡及存储卡读卡器。

图3所示为根据本发明的实施例图2中接口电路204中FSM及协议分析器241的模块图。图3将结合图2来描述。如图3所示，图3中的FSM及协议分析器241中具体包括有：数据采集单元332、数据分析单元334以及数据配置单元336。其中FSM及协议分析器241的具体功能可以参照图2所示实施例对FSM及协议分析器241的描述。

具体地，FSM及协议分析器241中的数据采集单元332用于采集主机设备202所发送的信号，信号包括有命令信号、数据信号以及时钟信号但不局限于此，且发送的命令信号都属于标准的存储卡命令。数据采集单元采集数据的方法是本领域技术人员所公知的技术，不再赘述。数据采集单元332采集到主机设备202发送的信号后发送至数据分析单元334，数据分析单元334解码存储卡的标准操作，并获取适应于存储卡206的工作模式以及对应于工作模式所需要配置的参数值；进一步地，数据分析单元334将解码后的结果以电信号的形式发送至参数配置单元336。参数配置单元336由状态器寄存器和组合电路组成，并根据接口处的卡是否有电和卡接口电平的条件来控制参数配置单元336跳转进入期望的模式。在一个实施例中，当现有参数配置不适应于当前存储卡的工作模式，参数配置单元336进入配置模式，根据存储卡206所需要的工作模式配置参数。

进一步地，参数配置单元336将配置的参数发送至控制器242，并指示控制器242使得存储卡206在不同的模式下工作，这里所说的存储卡206的不同工作模式是指适应于存储卡206正常工作的工作模式，如其中的SD卡包括有SD2.0，SD3.0，SD4.0以及SD标准模式，但不局限于此。

本发明提供的接口电路可以使得主机设备202在不更改存储卡标准的通信协议的基础上，通过接口电路配置参数适应性地传输适用于不同工作模式以及状态的存储卡的信号，还可以使得适用于多路工作模式的存储卡工作在最佳状态，并且减少了接口电路的配置参数管脚，节约成本的同时实现不同存储卡与主机设备之间的正常传输。

图4所示为根据本发明一个实施例的为主机设备202与存储卡206间提供通信时配置参数的信号流程示意图。图4将结合图2进行描述。图4所涵盖的具体操作步骤仅仅为示例性说明，也就是说，本发明实施例对于其他合理的操作流程或对图4进行改进的操作步骤同样适用。

在步骤401中，主机设备202(比如：手机)向存储卡206发送指令信号，比如读取存储卡的读命令信号。具体地，由于接口电路204内的控制器242中存储有第一参数P1----PN，主机设备202按照配置的第一参数值读取或写入存储卡。

步骤402中，控制器242判断存储卡能否正常工作。比如能否读取或写入存储卡内信息。具体地，主机设备产生中断告知操作系统和设备驱动是否正常工作完成，如果有错误发生，会有对应的错误类型寄存器的值来指示，设备驱动据此得知发生了何种错误，然后做相应的错误处理。

步骤403中，如果存储卡206能够正常读取或操作，则控制器242保留现有的参数配置，对存储卡进行需要的操作，以使得存储卡206工作在正常的工作模式。

反之，步骤404中，如果存储卡206不能进行正常的读取或操作，则主机设备202发送指令断开转发器243，而接口电路204内的FSM及协议分析器241获取存储卡206所需要的工作模式，比如SD2.0模式、SD3.0模式等等，FSM及协议分析器241进入配置模式。步骤405，控制器242接收到配置的适用于存储卡206的工作模式的第二参数P1’----PN’，并将配置的第二参数发送至存储卡206。

步骤406中，接收到配置的第二参数后，主机设备202向存储卡206发送信号，存储卡206进入正常的工作模式。这里的信号，包括有时钟信号、数据信号以及命令信号，但不局限于此。通过本发明公开的方法，可以在不更改存储卡正常通信协议的基础上，减少配置参数管脚，使得适应于不同工作模式的存储卡均能实现与主机设备202之间的正常工作，很大程度上降低接口电路的制造成本。

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 (6)

1.一种接口电路，其特征在于，用于主机设备与存储卡之间的通信，所述接口电路包括：

有限状态机FSM及协议分析器，用于接收主机设备发送的第一信号，并根据第一信号配置参数值进入配置模式，FSM及协议分析器获取存储卡所需要的工作模式，重新配置适用于存储卡的所述工作模式的第二参数，并将配置完成的第二参数发送至控制器；其中，所述第一信号为指示操作存储卡的命令信号，其中包含有存储卡的特征信息；控制器，与所述FSM及协议分析器耦合，用于接收所述第二参数，并将所述第二参数发送至存储卡，并通过所述第二参数使得主机设备与存储卡之间正常传输信号；

所述接口电路中还包括转发器，所述转发器用于连接主机设备与存储卡以及根据配置参数调整所述第一信号，且所述FSM及协议分析器通过控制器控制转发器的断开与闭合；

所述FSM及协议分析器进入配置模式时，所述转发器断开主机设备和存储卡的连接。

2.根据权利要求1所述的接口电路，其特征在于，所述FSM及协议分析器中还包括：

数据采集单元，用于采集所述主机设备发送的第一信号；

数据分析单元，用于分析所述第一信号，并通过解码所述第一信号获取所述第二参数；以及

数据配置单元，用于配置所述第二参数并发送给所述控制器。

3.一种通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：

主机设备；

存储卡；以及

接口电路，用于提供所述主机设备与存储卡之间的通信，所述接口电路包括：

有限状态机FSM及协议分析器，用于从所述主机设备接收第一信号，并根据第一信号配置参数值以进入配置模式，FSM及协议分析器获取存储卡所需要的工作模式，重新配置适用于存储卡的所述工作模式的第二参数，并将配置完成的第二参数发送至控制器；其中，所述第一信号为指示操作存储卡的命令信号，其中包含有存储卡的特征信息；

控制器，与所述FSM及协议分析器耦合，用于接收所述第二参数并将所述第二参数发送至存储卡，通过所述第二参数使得主机设备与存储卡之间正常传输信号；

所述接口电路中还包括转发器，所述转发器用于连接主机设备与存储卡以及根据配置参数调整所述第一信号，且所述FSM及协议分析器通过控制器控制转发器的断开与闭合；

所述FSM及协议分析器进入配置模式时，所述转发器断开主机设备和存储卡的连接。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，所述FSM及协议分析器中还包括：

数据采集单元，用于采集所述主机设备发送的第一信号；

数据分析单元，用于分析所述第一信号，并通过解码所述第一信号获取所述第二参数；以及

数据配置单元，用于配置所述第二参数并发送给所述控制器。

5.一种信号传输系统中参数配置方法，其特征在于，所述参数配置方法包括：

主机设备发送第一信号至存储卡；

接口电路内的控制器根据第一信号判断所述存储卡是否正常工作，如果所述存储卡正常工作，所述控制器保留现有的第一参数；

反之，接口电路内的有限状态机FSM及协议分析器根据所述第一信号进入配置模式，FSM及协议分析器获取存储卡所需要的工作模式，重新配置适用于存储卡的所述工作模式的第二参数，并将配置完成的第二参数发送至控制器；其中，所述第一信号为指示操作存储卡的命令信号，其中包含有存储卡的特征信息；

控制器接收所述第二参数，并将所述第二参数发送至存储卡；以及

所述主机设备与存储卡进入正常的通信模式；

所述接口电路中还包括转发器，所述转发器用于连接主机设备与存储卡以及根据配置参数调整所述第一信号，且所述FSM及协议分析器通过控制器控制转发器的断开与闭合；

所述FSM及协议分析器进入配置模式时，所述转发器断开主机设备和存储卡的连接。

6.根据权利要求5所述的信号传输系统中参数配置方法，其特征在于，接口电路配置所述第二参数时，所述主机设备与所述存储卡之间采用标准的存储卡协议。

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