CN201571109U - 一种双存储卡手机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种双存储卡手机，用MCU的4个GPIO口模拟SD卡的SPI模式接口，将这4个GPIO口转用于操作T-Flash卡。相当于给MCU额外增加了一个SD卡的SPI模式接口，使得一部手机可同时支持2张存储卡(T-Flash卡)，并可以同时使用。依此方法，可根据需要适当增加模拟SPI模式接口的个数，使手机能支持更多的存储卡。

Description

一种双存储卡手机
技术领域
本实用新型涉及手机的设计，特别是一种双存储卡手机。用MCU(微控制器)的GPIO口模拟SD卡的SPI(Serial Peripheral Interface串行外设接口)模式接口，使手机可同时使用两个存储卡的的方法。
背景技术
目前，一般手机基本上只支持一张T-Flash(即microSD)存储卡，(插入了T-Flash的SD卡转接器均可在支持SD卡的装置内使用)，随着GPS地图、MP4、电影等功能的日益普及，对存储卡的容量需求越来越高；而大容量T卡价格昂贵，容量增加一倍，价格往往增加2倍以上；因此，用户在购置新卡后通常不愿意放弃原来的小容量卡，希望手机能同时支持两个或多个存储卡。
目前市场上很多MCU都配有现成的SPI接口电路，但只有一个，只能支持一张T卡。要同时支持两个存储卡，需有两个SD卡(Secure Digital Memory Card)接口，需再增加一个。怎么加呢？增加硬件会带来成本增加、空间更加拥挤等诸多问题。
SPI硬件接口用于MCU与各种外围器件进行全双工、同步串行通讯。可以同时发出和接收串行数据。它只需四条线：串行时钟线、主机输入/从机输出数据线、主机输出/从机输入数据线、低电平有效从机选择线。这些外围器件可以SD卡，LCM，数模转换或其他的MCU。当SPI工作时，在移位寄存器中的数据逐位从输出引脚输出(高位在前)，同时从输入引脚接收的数据逐位移到移位寄存器(高位在前)。发送一个字节后，从另一个外围器件接收的字节数据进入移位寄存器中。主SPI的时钟信号使传输同步。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种双存储卡手机。使一部手机能同时支持2张甚至多张存储卡。为此，采用了一种简单实用的方法，用MCU的4个GPIO口模拟SD口的SPI模式，以此增加MCU的SD卡接口数量，达到能同时支持多张T-Flash存储卡的目的。
一种双存储卡手机，其特征在于用MCU的4个GPIO口模拟SD卡的SPI模式接口，相当于给MCU额外增加了一个SD卡的SPI模式接口，使手机可同时支持2张存储卡。如表1所示，SD卡的SPI模式接口有4根信号线：SDI(数据输入)，SDO(数据输出)，SCK(时钟)，CS(片选)。可用4根GPIO口模拟，使MCU拥有双T-Flash卡接口，电路如图1所示。
电平匹配：多数MCU的GPIO口的电压是2.8V，T-Flash卡的VDD也需要是2.8V，故电平是匹配的。
软件设计：通过本实用新型模拟的SPI接口对T卡进行初始化，首先发送硬件初始化命令，将T卡电源打开，SPI接口初始化，时钟设置，然后将片选信号(CS)拉低使能，发送CMD0命令来使T卡复位，接着发送CMD1命令查询T卡的状态，有卡则激活卡进入初始化过程，发送CMD58命令读取OCR寄存器，查询T卡支持的电压值，发送CMD59命令使能CRC校验，发送CMD16命令设置读取接收块的长度，最后发送CMD9命令获取包括T卡大小，制造商等等T卡相关信息，到此，T卡初始化完成。收发数据时，根据所设置的块的长度，划分成3、4个字节数据来发送接收，发送接收以及命令执行接口在下面叙述。
本实用新型模拟的SPI口，速度可做到1MB/S，SD标准是最大25MB/S。速度虽慢了些，但播放T卡里面的MP3、MP4等没有问题，足够用了。
手机MCU芯片的内核通常是ARM7、ARM9，有50-60个GPIO口，设计分配时，除去必备的功能占用外(如LCM接口)，至少还有20个左右空闲，可供使用，例如MTK的MT6225芯片。每4个GPIO口就可以模拟成一个SPI T-Flash卡接口。单从能力的角度来看，一部手机完全可以支持5-6张T-Flash卡！只要手机尺寸足够大、能放得下。
本实用新型的方法不受手机硬件平台的限制，MTK、TI、高通等平台都可以使用，只要有足够多的GPIO口；也不分手机制式，GSM、CDMA、WCDMA、TD等手机平台都可以使用。对于其他便携式产品也同样有参考性。
附图说明
图1双T-Flash卡接口电路。
图2接收一个字节数据流程图。
图3发送一个字节数据流程图。
图432位命令发送接口设计流程。
图5读写T-Flash卡内数据时序图。
具体实施方式
SIMCOM在HI01项目上，为增加GPS、电子地图功能，采用了双T-Flash卡功能设计。采用的MTK的MT6225芯片只有一个标准SD卡接口，可支持一张T-Flash卡；但有54个GPIO口，除去控制LCM、BT、GPS等功能占用的，还剩13个GPIO口闲置。考虑到手机空间有限，仅用4个GPIO口模拟成一个SPI T-Flash卡接口，以支持另外一张T-Flash卡，构成双T卡功能。该模拟接口速度可达1MB/S，播放MP3、电影很流畅，完全满足普通手机用户的性能要求。此产品已经稳定量产、表明在手机中实现多个存储卡是可行的。
图2为模拟SPI口接收一个字节数据的流程图。过程是：设置一个八位的临时接收变量，设置CLK引脚为低并延时，将临时变量左移一位，接收数据开始，读取数据IO口，并将读取的数据加上临时变量，设置CLK引脚为高，延时；循环读取数据IO口，直到读完一个字节的数据，返回读出的数据。
图3为模拟SPI口发送一个字节数据的流程图。过程是：设置循环变量i＝0，将发送的数据右移7-i位，先发送最高位，将右移的数据与0x01位与，如果得出的数据为1，则往数据接口写1，否则写0，设置CLK为低，延时，设置CLK为高，延时，i++，一个比特发送成功后，再循环发送剩余7位，发送成功设置数据IO口为高，等待发送下一个字节数据。
图4为32位命令发送接口流程图，调用接口，设置片选信号为低，可以发送接收数据，将32位命令数据拆分为4个字节的八位数据，发送命令头，分4次发送32位命令数据，发送校验数据；循环等待接收此次响应的命令数据，响应的开始位为0，如果没有接收到响应开始位0，而且等待时间大于设定的超时时间，则返回失败，此次命令发送失败，如果接收到响应开始位0，则开始接收响应数据，发送此次命令成功，将片选信号拉高。
表一SPI mode T-Flash卡的引脚定义
  Pin#   Name   Type1   SPI Description
  1   CS   I   Chip Select(Active low)
  2   Dataln   I   Host tp Card Commands and Data
  3   VSS1   S   Supply Voltage Ground
  4   VDD   S   Supply Voltage
  5   CLK   I   Clock
  6   VSS2   S   Supply Voltage Ground
  7   DataOut   O   Card to Host Data and Status
  8   RSV(2)   I   Reserved
  9   RSV(2)   I   Reserved

Claims (1)

1.一种双存储卡手机，其特征在于用MCU的4个GPIO口模拟SD卡的SPI模式接口，相当于给MCU额外增加了一个SD卡的SPI模式接口，使手机可同时支持2张存储卡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102646202A (zh) * 2011-02-18 2012-08-22 上海三旗通信科技股份有限公司 一种模拟spi方式的双sd卡功能
CN104020704A (zh) * 2014-06-19 2014-09-03 大连理工大学 I/o口模拟spi接口的迷你嵌入式控制器装置和方法

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