DE112016001699T5

DE112016001699T5 - Schutz einer entfernbaren Vorrichtung vor Kurzschlüssen

Info

Publication number: DE112016001699T5
Application number: DE112016001699.9T
Authority: DE
Inventors: Ramakrishnan Karungulam Subramanian; Anand Venkitachalam
Original assignee: SanDisk Technologies LLC
Current assignee: SanDisk Technologies LLC
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-12-28
Also published as: US20160327602A1; KR20180019063A; WO2016178821A1; CN107592928A

Abstract

Eine Schaltungsanordnung kann verwendet werden, um Kurzschlüsse im entfernbaren oder anschließbaren Medium in der Art von Speicherkarten zu erkennen und zu verhindern. Das Medium kann eine beliebige Vorrichtung oder Komponente mit Verbindungen mit einer anderen Vorrichtung in der Art einer Host-Vorrichtung, die eine Speicherkarte aufnimmt, sein. Die Host-Vorrichtung kann durch Verbinder (die mehrere Kontaktstellen aufweisen können), welche eine Verbindung ermöglichen, mit dem Medium verbunden werden. Falls die Verbindung zwischen der Host-Vorrichtung und dem Medium ungeeignet oder fehlerhaft ausgerichtet ist, weil die jeweiligen Verbinder/Kontaktstellen nicht geeignet verbinden, kann ein Kurzschluss auftreten. Ein Kurzschlussdetektor kann diesen Kurzschluss sowohl erkennen als auch verhindern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft allgemein Speichervorrichtungen. Diese Anmeldung betrifft insbesondere eine Schaltung zum Verringern von Kurzschlüssen in einer entfernbaren Speichervorrichtung.
HINTERGRUND
Nichtflüchtige Speichersysteme in der Art eines Flash-Speichers wurden weit verbreitet zur Verwendung in Endverbraucherprodukten eingesetzt. Flash-Speicher können in verschiedenen Formen angetroffen werden, beispielsweise in Form einer tragbaren/entfernbaren Speicherkarte, die zwischen Host-Vorrichtungen getragen werden kann, oder als ein Halbleiterlaufwerk (SSD), das in eine Host-Vorrichtung eingebettet ist. Eine ungeeignete Verbindung des entfernbaren Speichers mit einer Host-Vorrichtung kann zu einem Kurzschluss führen, der die Karte beschädigen kann. Die Verwendung eines Polysiliciumwiderstands, der breit genug ist, zusammen mit einer Metallzwischenverbindung, welche den Kurzschluss aushalten kann, erfordert mehr Fläche auf der Karte. Ein Ansatz zum Verhindern eines Kurzschlusses ohne die Verwendung zusätzlicher Fläche auf der Karte kann vorteilhaft sein, wenn Produktentwürfe kleiner werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Es zeigen:
1A ein Blockdiagramm eines als Beispiel dienenden nichtflüchtigen Speichersystems,
1B ein Blockdiagramm eines Speichermoduls, das mehrere nichtflüchtige Speichersysteme aufweist,
1C ein Blockdiagramm eines hierarchischen Speichersystems,
2A ein Blockdiagramm als Beispiel dienender Komponenten einer Steuereinrichtung eines nichtflüchtigen Speichersystems,
2B ein Blockdiagramm als Beispiel dienender Komponenten eines nichtflüchtigen Speichers eines nichtflüchtigen Speichersystems,
3 eine als Beispiel dienende Speicherkarte mit Kontaktstellen,
4 eine als Beispiel dienende Peripherievorrichtung, die mit einer Host-Vorrichtung verbindet,
5 ein Blockdiagramm einer Eingabe-Ausgabe(EA)-Stufe einer Peripherievorrichtung mit einer bidirektionalen Leitung und einer bidirektionalen Kontaktstelle,
6 ein Blockdiagramm einer Peripherievorrichtung mit einer bidirektionalen Leitung und einer bidirektionalen Kontaktstelle, die fehlerhaft mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist,
7 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform einer Peripherievorrichtung mit einer bidirektionalen Leitung und einer bidirektionalen Kontaktstelle, die mit einer Host-Vorrichtung fehlerhaft ausgerichtet ist,
8 ein Blockdiagramm einer Peripherievorrichtung mit einem Kurzschlussdetektor oder -schützer,
9 ein Schaltungsdiagramm eines als Beispiel dienenden Kurzschlussdetektors oder -schützers,
10 ein Sequenzdiagramm des Kurzschluss-Zeitablaufs und
11 ein Flussdiagramm, das eine Kurzschlusserkennung zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zur Einleitung sei bemerkt, dass die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen Schaltungen und Verfahren zum Verringern von Kurzschlüssen in entfernbaren/verbindbaren Medien einschließen. Das Medium kann eine beliebige Vorrichtung oder Komponente mit Verbindungen zu einer anderen Vorrichtung sein. Das Medium kann als eine Medienvorrichtung, Peripherievorrichtung und/oder Speichervorrichtung bezeichnet werden. Bei einem Beispiel kann eine Host-Vorrichtung durch Verbinder (die mehrere Kontaktstellen aufweisen können), welche eine Verbindung ermöglichen, mit dem Medium verbunden werden. Die Verbindung kann einem Daten- oder Stromfluss dienen. Falls die Verbindung zwischen der Host-Vorrichtung und dem Medium ungeeignet oder fehlerhaft ausgerichtet ist, weil die jeweiligen Verbinder/-Kontaktstellen nicht geeignet verbinden, kann ein Kurzschluss auftreten.
Wie nachstehend beschrieben wird, kann das verbindbare Medium ein entfernbarer Speicher in der Art eines Flash-Speichers sein, der eine Speicherkarte (beispielsweise eine SD-Karte, einen USB-Speicherstick usw.) einschließt. Die 1A–2B zeigen ein als Beispiel dienendes Speichersystem, wobei der nichtflüchtige Speicher ein Beispiel eines entfernbaren/verbindbaren Mediums mit Verbindern zur Verbindung mit dem Host sein kann. Der entfernbare Speicher ist lediglich ein Beispiel einer verbindbaren Komponente, welche die nachstehend beschriebenen Systeme und Verfahren zum Verringern von Kurzschlüssen verwenden können. Die 3–4 zeigen eine als Beispiel dienende Vorrichtung, die mit einer Host-Vorrichtung koppelt. Die Verbinder der Speichervorrichtung und Host-Vorrichtung können elektrische Kontaktstellen aufweisen, welche zueinander passen, wie in den 3–4 dargestellt ist. Insbesondere kann der entfernbare Speicher Kontaktstellen aufweisen, die zu entsprechenden Kontaktstellen einer Host-Vorrichtung passen.
Eine entfernbare Speichervorrichtung oder Speicherkarte ist lediglich ein Beispiel einer Vorrichtung, die angeschlossen wird und die nachstehend beschriebenen Kurzschlusserkennungs- und/oder Kurzschlussschutzmerkmale verwenden kann. Die 1A–2B zeigen eine als Beispiel dienende Speicher- und Host-Verbindung. 1A ist ein Blockdiagramm eines nichtflüchtigen Speichersystems. Das nichtflüchtige Speichersystem 100 weist eine Steuereinrichtung 102 und einen nichtflüchtigen Speicher, der aus einem oder mehreren Nichtflüchtiger-Speicher-Dies 104 bestehen kann, auf. Hier bezeichnet der Begriff Die den Satz nichtflüchtiger Speicherzellen und zugeordnete Schaltungsanordnungen zur Durchführung des physikalischen Betriebs dieser nichtflüchtigen Speicherzellen, die auf einem einzigen Halbleitersubstrat ausgebildet sind. Die Steuereinrichtung 102 ist mit einem Host-System verbunden und überträgt Befehlssequenzen für Lese-, Programmier- und Löschoperationen zum Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104.
Beispiele von Host-Systemen umfassen Personalcomputer (PC) in der Art von Desktop- oder Laptop- und anderen tragbaren Computer, Tablets, mobile Vorrichtungen, Mobiltelefone, Smartphones, persönliche digitale Assistenten, PDA, Spielvorrichtungen, Photo-Digitalkameras, digitale Filmkameras und tragbare Medienabspielgeräte, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Für Anwendungen tragbarer Speicherkarten kann ein Host eine eingebaute Aufnahme für einen oder mehrere Typen von Speicherkarten oder Flash-Vorrichtungen aufweisen, oder ein Host kann Adapter benötigen, worin eine Speicherkarte eingesteckt wird. Das Speichersystem kann seine eigene Speichersteuereinrichtung und seine eigenen Treiber aufweisen, es kann jedoch auch einige Nur-Speicher-Systeme geben, die stattdessen durch Software gesteuert werden, die vom Host ausgeführt wird, womit der Speicher verbunden ist. Bei einigen Speichersystemen, welche die Steuereinrichtung enthalten, insbesondere jenen, die in einen Host eingebettet sind, sind der Speicher, die Steuereinrichtung und Treiber häufig auf einem einzigen Integrierte-Schaltung-Chip ausgebildet. Der Host kann unter Verwendung eines beliebigen Kommunikationsprotokolls in der Art des Secure-Digital-(SD)-Protokolls, des Memory-Stick(MS)-Protokolls und des Universal-Serial-Bus-(USB)-Protokolls, jedoch ohne Einschränkung auf diese, mit der Speicherkarte kommunizieren.
Die Steuereinrichtung 102 (die eine Flash-Speichersteuereinrichtung sein kann) kann in Form einer Verarbeitungsschaltungsanordnung in der Art eines Mikroprozessors oder eines Prozessors oder eines computerlesbaren Mediums, das computerlesbaren Programmcode (beispielsweise Software oder Firmware) speichert, der vom (Mikro)Prozessor ausführbar ist, von Logikgattern, Schaltern, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einer programmierbaren Logiksteuereinrichtung und einer eingebetteten Mikrosteuereinrichtung vorliegen. Die Steuereinrichtung 102 kann mit Hardware und/oder Firmware zur Ausführung der verschiedenen nachstehend beschriebenen und in den Flussdiagrammen dargestellten Funktionen konfiguriert sein. Auch können einige der Komponenten, die als sich innerhalb der Steuereinrichtung befindend dargestellt sind, auch außerhalb der Steuereinrichtung gespeichert werden, und es können andere Komponenten verwendet werden. Zusätzlich könnte der Ausdruck ”operativ in Kommunikation mit” direkt oder indirekt über eine oder mehrere Komponenten, die hier dargestellt oder beschrieben sein können oder nicht, (fest verdrahtet oder drahtlos) in Kommunikation mit bedeuten.
Hier ist eine Flash-Speichersteuereinrichtung eine Vorrichtung, welche Daten behandelt, die auf einem Flash-Speicher gespeichert sind, und mit einem Host in der Art eines Computers oder einer elektronischen Vorrichtung kommuniziert. Eine Flash-Speichersteuereinrichtung kann verschiedene Funktionen zusätzlich zu der hier beschriebenen spezifischen Funktionalität aufweisen. Beispielsweise kann die Flash-Speichersteuereinrichtung den Flash-Speicher formatieren, um zu gewährleisten, dass der Speicher geeignet arbeitet, schlechte Flash-Speicherzellen ausgrenzen und unbelegte Zellen zuordnen, die künftige fehlerhafte Zellen ersetzen sollen. Ein Teil der unbelegten Zellen kann verwendet werden, um Firmware für das Betreiben der Flash-Speichersteuereinrichtung und für das Implementieren anderer Merkmale zu halten. Wenn ein Host beim Betrieb Daten aus dem Flash-Speicher lesen oder in diesen Schreiben muss, kommuniziert er mit der Flash-Speichersteuereinrichtung. Falls der Host eine logische Adresse bereitstellt, an der Daten zu lesen bzw. zu schreiben sind, kann die Flash-Speichersteuereinrichtung die vom Host empfangene logische Adresse in eine physikalische Adresse im Flash-Speicher umwandeln. (Alternativ kann der Host die physikalische Adresse bereitstellen.) Die Flash-Speichersteuereinrichtung kann auch verschiedene Speicherverwaltungsfunktionen ausführen, wie einen Abnutzungsausgleich (Verteilen von Schreibvorgängen, um ein Abnutzen spezifischer Speicherblöcke zu vermeiden, die andernfalls wiederholt beschrieben werden würden) und eine Abfallsammlung (nachdem ein Block voll ist, werden nur die gültigen Datenseiten zu einem neuen Block bewegt, so dass der volle Block gelöscht und wiederverwendet werden kann), jedoch ohne Einschränkung darauf.
Der Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 kann ein beliebiges geeignetes nichtflüchtiges Speichermedium, einschließlich NAND-Flash-Speicherzellen und/oder NOR-Flash-Speicherzellen, aufweisen. Die Speicherzellen können die Form von Halbleiterspeicherzellen (in der Art von Flash-Speicherzellen) annehmen und einmal programmierbar, einige Male programmierbar oder viele Male programmierbar sein. Die Speicherzellen können auch Single-Level-Zellen (SLC), Multiple-Level-Zellen (MLC) oder Triple-Level-Zellen (TLC) sein oder eine andere Speicherzellenebenentechnologie verwenden, die jetzt bekannt ist oder später entwickelt wird. Auch können die Speicherzellen zweidimensional oder dreidimensional hergestellt werden. Die Schnittstelle zwischen der Steuereinrichtung 102 und dem Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 kann eine beliebige geeignete Flash-Schnittstelle in der Art von Toggle Mode 200, 400 oder 800 sein. Gemäß einer Ausführungsform kann das Speichersystem 100 ein kartenbasiertes System in der Art einer sicheren digitalen Karte (SD-Karte) oder einer sicheren digitalen Mikrokarte (Mikro-SD-Karte) sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann das Speichersystem 100 Teil eines eingebetteten Speichersystems sein. Beispielsweise kann der Flash-Speicher in den Host eingebettet sein, zum Beispiel in Form eines Halbleiterlaufwerks (SSD), das in einem Personalcomputer installiert ist.
Wenngleich beim in 1A dargestellten Beispiel das nichtflüchtige Speichersystem 100 einen einzigen Kanal zwischen der Steuereinrichtung 102 und dem Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 aufweist, ist der hier beschriebene Gegenstand nicht darauf beschränkt, dass ein einziger Speicherkanal vorhanden ist. Beispielsweise können bei einigen NAND-Speichersystemarchitekturen in der Art jener aus den 1B und 1C 2, 4, 8 oder mehr NAND-Kanäle zwischen der Steuereinrichtung und der NAND-Speichervorrichtung, abhängig von den Fähigkeiten der Steuereinrichtung, existieren. Gemäß jeglichen der hier beschriebenen Ausführungsformen kann zwischen der Steuereinrichtung und dem Speicher-Die mehr als ein einziger Kanal vorhanden sein, selbst wenn in der Zeichnung ein einziger Kanal dargestellt ist.
1B zeigt ein Speichermodul 200, das mehrere nichtflüchtige Speichersysteme 100 aufweist. Dabei kann das Speichermodul 200 eine Speichersteuereinrichtung 202 aufweisen, die mit einem Host und mit einem Speichersystem 204 verbunden ist, welches mehrere nichtflüchtige Speichersysteme 100 aufweist. Die Schnittstelle zwischen der Speichersteuereinrichtung 202 und den nichtflüchtigen Speichersystemen 100 kann eine Busschnittstelle in der Art einer Serial-Advanced-Technology-Attachment(SATA)- oder einer Peripheriekomponentenschnittstellenexpress(PCIe)-Schnittstelle sein. Das Speichermodul 200 kann gemäß einer Ausführungsform ein Halbleiterlaufwerk (SSD) sein, wie es in tragbaren Rechenvorrichtungen in der Art von Laptopcomputern und Tabletcomputern angetroffen wird.
1C ist ein Blockdiagramm, das ein hierarchisches Speichersystem zeigt. Ein hierarchisches Speichersystem 210 weist mehrere Speichersteuereinrichtungen 202 auf, die jeweils ein jeweiliges Speichersystem 204 steuern. Host-Systeme 212 können über eine Busschnittstelle auf Speicher innerhalb des hierarchischen Speichersystems zugreifen. Gemäß einer Ausführungsform kann die Busschnittstelle eine Nichtflüchtiger-Speicher-Express(NVMe)- oder Faserkanal-über-Ethernet(FCoE)-Schnittstelle sein. Gemäß einer Ausführungsform kann das in 1C dargestellte System ein in einem Rack montierbares Massenspeichersystem sein, worauf von mehreren Host-Computern zugegriffen werden kann, wie es in einem Datenzentrum oder einer anderen Stelle, wo Massenspeicher benötigt wird, vorgefunden wird.
2A ist ein Blockdiagramm, das als Beispiel dienende Komponenten der Steuereinrichtung 102 in weiteren Einzelheiten zeigt. Die Steuereinrichtung 102 umfasst ein Vorschaltmodul 108, das mit einem Host verbunden ist, ein Nachschaltmodul 110, das mit dem einen oder den mehreren Nichtflüchtiger-Speicher-Dies 104 verbunden ist, und verschiedene andere Module, die Funktionen ausführen, welche nun detailliert beschrieben werden. Ein Modul kann beispielsweise die Form einer in eine Baugruppe aufgenommenen funktionellen Hardwareeinheit, die für die Verwendung mit anderen Komponenten ausgelegt ist, eines Teils eines Programmcodes (beispielsweise Software oder Firmware), der durch einen (Mikro-)prozessor oder eine Verarbeitungsschaltungsanordnung ausführbar ist, wodurch typischerweise eine bestimmte Funktion oder verwandte Funktionen ausgeführt werden, oder einer abgeschlossenen Hardware- oder Softwarekomponente, die mit einem größeren System verbunden ist, annehmen. Beispielsweise kann jedes Modul eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA), eine Schaltung, eine Digitallogikschaltung, eine Analogschaltung, eine Kombination diskreter Schaltungen, Gatter oder einen anderen Hardwaretyp oder eine Kombination davon aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann jedes Modul Speicherhardware in der Art beispielsweise eines Teils des Speichers 104 aufweisen, der Befehle aufweist, die mit einem Prozessor ausführbar sind, um eines oder mehrere der Merkmale des Moduls zu implementieren. Wenn eines der Module den Teil des Speichers aufweist, der Befehle aufweist, die mit dem Prozessor ausführbar sind, kann das Modul den Prozessor aufweisen, oder dies kann nicht der Fall sein. Bei einigen Beispielen kann jedes Modul lediglich der Teil des Speichers 104 oder eines anderen physikalischen Speichers sein, der mit dem Prozessor ausführbare Befehle aufweist, um die Merkmale des entsprechenden Moduls zu implementieren.
Module der Steuereinrichtung 102 können ein Kurzschlusserkennungsmodul 112 einschließen, das sich auf dem Die der Steuereinrichtung 102 befindet. Das Kurzschlusserkennungsmodul kann auch als Kurzschlussschutzmodul bezeichnet werden. Wie nachstehend in weiteren Einzelheiten mit Bezug auf die 5–11 erklärt wird, kann das Kurzschlusserkennungsmodul 112 eine mögliche Kurzschlussbedingung (beispielsweise eine Fehlausrichtung eines Anschlusses) identifizieren und einen Kurzschluss verhindern (d. h. vor einem Kurzschluss schützen). Die elektrischen Kontaktstellen (der Verbinder) des Speichersystems 100 kann Teil des Vorschaltmoduls 108 sein, und das Kurzschlusserkennungsmodul 112 kann die Verbindung überwachen und weist eine Schaltungsanordnung (beispielsweise in den 5–9 dargestellt) auf, die dafür ausgelegt ist, einen möglichen Kurzschluss zu behandeln.
Wiederum auf Module der Steuereinrichtung 102 Bezug nehmend sei bemerkt, dass eine Pufferverwaltungs-Bussteuereinrichtung 114 Puffer im Direktzugriffsspeicher (RAM) 116 verwaltet und die interne Bus-Arbitration der Steuereinrichtung 102 steuert. Ein Nurlesespeicher (ROM) 118 speichert System-Boot-Code. Wenngleich sie in 2A als getrennt von der Steuereinrichtung 102 angeordnet dargestellt sind, können sich der RAM 116 und/oder der ROM 118 gemäß anderen Ausführungsformen innerhalb der Steuereinrichtung befinden. Gemäß wieder anderen Ausführungsformen können sich Teile des RAM oder ROM sowohl innerhalb der Steuereinrichtung 102 als auch außerhalb der Steuereinrichtung befinden. Ferner können sich bei einigen Implementationen die Steuereinrichtung 102, der RAM 116 und der ROM 118 auf einem getrennten Halbleiter-Die befinden.
Das Vorschaltmodul 108 weist eine Host-Schnittstelle 120 und eine Physikalische-Schicht-Schnittstelle (PHY) 122 auf, welche die elektrische Schnittstelle mit der Host-Steuereinrichtung oder der Speichersteuereinrichtung der nächsten Ebene bereitstellen. Die Auswahl des Typs der Host-Schnittstelle 120 kann vom verwendeten Speichertyp abhängen. Beispiele von Host-Schnittstellen 120 umfassen SATA, SATA Express, SAS, Fibre Channel, USB, PCIe und NVMe, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Host-Schnittstelle 120 erleichtert typischerweise die Übertragung von Daten, Steuersignalen und Zeitsignalen. Die 3–4 zeigen eine Ausführungsform einer Schnittstelle, die einen Verbinder mit elektrischen Kontaktstellen zur Herstellung einer Verbindung mit dem Host aufweist.
Das Nachschaltmodul 110 weist eine Fehlerkorrektur-Steuereinrichtungs-(ECC)-Maschine 124 auf, welche die vom Host empfangenen Datenbytes codiert und die aus dem nichtflüchtigen Speicher gelesenen Datenbytes decodiert und fehlerkorrigiert. Ein Befehlssequenzer 126 erzeugt Befehlssequenzen in der Art von Programmier- und Löschbefehlssequenzen, die zum Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 zu übertragen sind. Ein RAID(Redundant Array of Independent Drives)-Modul 128 behandelt die Erzeugung der RAID-Parität und die Wiederherstellung fehlerhafter Daten. Die RAID-Parität kann als eine zusätzliche Integritätsschutzebene für die in das nichtflüchtige Speichersystem 100 geschriebenen Daten verwendet werden. In einigen Fällen kann das RAID-Modul 128 ein Teil der ECC-Maschine 124 sein. Eine Speicherschnittstelle 130 stellt die Befehlssequenzen dem Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 bereit und empfängt Statusinformationen vom Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104. Gemäß einer Ausführungsform kann die Speicherschnittstelle 130 eine Doppelte-Datenrate(DDR)-Schnittstelle in der Art einer Toggle-Mode-200, 400 oder 800-Schnittstelle sein. Eine Flash-Steuerschicht 132 steuert den Gesamtbetrieb des Nachschaltmoduls 110.
Zusätzliche Komponenten des in 2A dargestellten Systems umfassen eine Medienverwaltungsschicht 138, welche eine Abnutzungsnivellierung der Speicherzellen des Nichtflüchtiger-Speicher-Dies 104 ausführt. Das System 100 weist auch andere diskrete Komponenten 140 in der Art externer elektrischer Schnittstellen, eines externen RAMs, von Widerständen, Kondensatoren oder anderen Komponenten, die mit der Steuereinrichtung 102 verbunden werden können, auf. Gemäß alternativen Ausführungsformen sind eine oder mehrere von der Physikalische-Schicht-Schnittstelle 122, vom RAID-Modul 128, von der Medienverwaltungsschicht 138 und von der Pufferverwaltungs-/Bussteuereinrichtung 114 optionale Komponenten, die sich nicht notwendigerweise in der Steuereinrichtung 102 befinden.
Die FTL oder MML 138 kann als Teil der Flash-Verwaltung integriert sein, wodurch Flash-Fehler behandelt werden können und mit dem Host verbunden werden kann. Insbesondere kann die MML ein Modul bei der Flash-Verwaltung sein und für die inneren Angelegenheiten der NAND-Verwaltung verantwortlich sein. Insbesondere kann die MML 138 einen Algorithmus in der Speichervorrichtungsfirmware aufweisen, der Schreibvorgänge vom Host in Schreibvorgänge in den Flash-Speicher 104 übersetzt. Die MML 138 kann erforderlich sein, weil 1) der Flash-Speicher eine begrenzte Haltbarkeit haben kann, 2) nur in mehreren Seiten in den Flash-Speicher 104 geschrieben werden kann und/oder 3) in den Flash-Speicher 104 nicht geschrieben werden kann, es sei denn, dass er als ein Block gelöscht wird. Die MML 138 versteht diese möglichen Beschränkungen des Flash-Speichers 104, die für den Host nicht sichtbar sein können. Dementsprechend versucht die MML 138, die Schreibvorgänge vom Host in Schreibvorgänge in den Flash-Speicher 104 zu übersetzen. Wie nachstehend beschrieben wird, können fehlerhafte Bits unter Verwendung der MML 138 identifiziert und aufgezeichnet werden. Dieses Aufzeichnen fehlerhafter Bits kann für die Beurteilung der Funktionstüchtigkeit von Blöcken verwendet werden.
2B ist ein Blockdiagramm, das als Beispiel dienende Komponenten des Nichtflüchtiger-Speicher-Dies 104 in weiteren Einzelheiten zeigt. Der Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 weist eine Peripherieschaltungsanordnung 141 und ein Nichtflüchtiger-Speicher-Feld 142 auf. Das Nichtflüchtiger-Speicher-Feld 142 weist die für das Speichern von Daten verwendeten nichtflüchtigen Speicherzellen auf. Die nichtflüchtigen Speicherzellen können beliebige geeignete nichtflüchtige Speicherzellen einschließlich NAND-Flash-Speicherzellen und/oder NOR-Flash-Speicherzellen in einer zweidimensionalen und/oder dreidimensionalen Konfiguration sein. Die Peripherieschaltungsanordnung 141 weist eine Zustandsmaschine 152 auf, welche der Steuereinrichtung 102 Statusinformationen bereitstellt. Der Nichtflüchtiger-Speicher-Die 104 weist ferner einen Daten-Cache 156 auf, der Daten zwischenspeichert.
3 ist eine als Beispiel dienende Speicherkarte mit Kontaktstellen. 3 zeigt Ansichten als Beispiel dienender Secure-Disk(SD)-Karten 302, 304, die jeweils einen Verbinderabschnitt mit mehreren Kontaktstellen aufweisen. Eine elektrische Kontaktstelle oder einfach eine Kontaktstelle kann einer Schicht aus leitendem Material in der Art von Kupfer entsprechen, die mit internen Komponenten der Vorrichtung verbunden sein kann. Die Schicht kann als die Kontaktfläche der Kontaktstelle bezeichnet werden. Die Kontaktstellen sind mit 1–9 bezeichnet und haben verschiedene Funktionen. Beispielsweise sind die Kontaktstellen 3, 6 Massekontaktstellen, ist die Kontaktstelle 4 eine Stromzufuhr-Kontaktstelle, ist die Kontaktstelle 2 eine Befehlssignal-Kontaktstelle, sind die Kontaktstellen 1, 7–9 Datensignal-Kontaktstellen und ist die Kontaktstelle 5 eine Taktsignal-Kontaktstelle. Die Verbinderkontaktstellen der SD-Karte sind paarweise Verbinderkontaktstellen für die Host-Vorrichtung zugeordnet. Falls die Karte fehlerhaft ausgerichtet ist und die entsprechenden Kontaktstellen einander nicht berühren, arbeitet die Vorrichtung nicht. Falls die Karte fehlerhaft ausgerichtet ist, so dass sich verschiedene Kontaktstellen berühren, kann ein Kurzschluss hervorgerufen werden. Falls beispielsweise die Stromzufuhr-Kontaktstelle eine Nicht-Stromzufuhr-Kontaktstelle für die Host-Vorrichtung berührt, kann ein Kurzschluss hervorgerufen werden. Die 5–11 zeigen und beschreiben Kurzschluss-Schutzmechanismen, die verwendet werden können, um eine Fehlausrichtung von Kontaktstellen zu behandeln. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Vorrichtung, welche sich mit einer Host-Vorrichtung unter Verwendung von Kontaktstellen verbindet.
4 ist eine als Beispiel dienende Peripherievorrichtung 400, welche mit einer Host-Vorrichtung 402 verbindet. Die Peripherievorrichtung 400 kann Vorrichtungen aufweisen und Verfahren implementieren, die hier beschrieben werden, um den Status einer elektrischen Verbindung zwischen elektrischen Kontaktstellen des Verbinders 404 der Peripherievorrichtung 400 mit elektrischen Kontaktstellen des empfangenden Verbinders 422 der Host-Vorrichtung 402 zu erkennen. Gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform kann die Host-Vorrichtung 404 mit einem Empfangsschlitz versehen sein, der so bemessen ist, dass er den Abmessungen der Peripherievorrichtung 400 entspricht. Der Verbinder 422 der Host-Vorrichtung 400 kann am Ende des Empfangsschlitzes von der Öffnung des Schlitzes fort angeordnet werden. Die Peripherievorrichtung 400 kann in den Empfangsschlitz geschoben werden, um zu bewirken, dass eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstellen des Verbinders 422 und des Verbinders 404 eingerichtet wird. Die in 3 dargestellte SD-Karte ist ein Beispiel, und eine eingebettete Multimediakarte (eMMC) und Compact Flash sind andere als Beispiel dienende Peripherievorrichtungen, die in einen Schlitz der Host-Vorrichtung 402 geschoben werden können und hier beschriebene Verfahren implementieren. Gemäß einer Ausführungsform kann der Empfangsschlitz bemessen sein, um nur den Verbinder 404 der Peripherievorrichtung 400 aufzunehmen. Ein anderes Beispiel einer solchen Peripherievorrichtung ist ein Universal-Serial-Bus(USB)-Speicherstick. Digitalkameras, Laptops, Smartphones, Tablets, Drucker und andere Rechenvorrichtungen sind als Beispiel dienende Host-Vorrichtungen, die mit jeweiligen Schlitzen versehen werden können, welche dafür geeignet sind, mit den vorstehend erwähnten Typen von Peripherievorrichtungen verbunden zu werden.
Eine elektrische Verbindung zwischen der Host-Vorrichtung 402 und der Peripherievorrichtung 400 kann durch Einführen oder Einschieben des Verbinders 404 der Peripherievorrichtung 400 in den entsprechenden empfangenden Verbinder 422 der Host-Vorrichtung 402 verwirklicht werden, wodurch bewirkt wird, dass die Kontaktfläche der Kontaktstellen des Verbinders 404 gleitfähig Kontakt mit der Kontaktfläche der Kontaktstellen des Verbinders 422 herstellt. Eine ausgerichtete Verbindung wird verwirklicht, wenn alle Kontaktstellen des Verbinders 404 jeweils Kontakt mit einer entsprechenden vorgesehenen Kontaktstelle des Verbinders 422 herstellen, um die Übertragung elektrischer Signale zwischen der Host-Vorrichtung 402 und der Peripherievorrichtung 400 zu erleichtern und dadurch den vorgesehenen Betrieb des sich ergebenden Systems, das aus der Host-Vorrichtung 402 und der Peripherievorrichtung 400 besteht, zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine ausgerichtete Verbindung hergestellt werden, wenn die Kontaktstellen 406, 408, 410 und 412 des (Peripherie-)verbinders 404 eine jeweilige exklusive Verbindung mit den Kontaktstellen 414, 416, 418 und 420 des (Host-)verbinders 422 herstellen. Dagegen tritt eine fehlerhaft ausgerichtete Verbindung auf, wenn eine Kontaktstelle eines Verbinders einen unbeabsichtigten elektrischen Kontakt mit einer nicht vorgesehenen Kontaktstelle des anderen Verbinders oder mit mehr als einer Kontaktstelle des anderen Verbinders herstellt. Eine fehlerhaft ausgerichtete Verbindung kann auftreten, wenn ein Benutzer die Peripherievorrichtung 400 unter einem inkorrekten Winkel in den entsprechenden empfangenden Verbinder 422 der Host-Vorrichtung 402 schiebt.
Gemäß einer Ausführungsform versorgt die Host-Vorrichtung 404 die Peripherievorrichtung 400 mit Strom. Strom kann über eine oder mehrere elektrische Kontaktstellen von der Host-Vorrichtung 404 zur Peripherievorrichtung 400 übertragen werden, wenn die elektrischen Kontaktstellen des Verbinders 404 der Peripherievorrichtung 400 Kontakt mit den elektrischen Kontaktstellen des empfangenden Verbinders 422 herstellen. Eine oder mehrere der elektrischen Kontaktstellen des Verbinders 422 können mit Stromversorgungskomponenten der Host-Vorrichtung 402 verbunden werden. Beispielsweise kann die elektrische Kontaktstelle 414 mit einer Stromquelle der Host-Vorrichtung 402 verbunden sein und kann die elektrische Kontaktstelle 420 mit Masse verbunden sein. Masse liegt im Allgemeinen bei einem niedrigen Logikpegel von 0 Volt (V). Die elektrische Kontaktstelle 414 kann als Stromversorgungsanschluss bezeichnet werden. Die Host-Vorrichtung 404 kann einen geeigneten Spannungspegel (beispielsweise 3,3 V oder 5 V) am Stromversorgungsanschluss bereitstellen. Die elektrische Kontaktstelle 406 der Peripherievorrichtung 400 kann dafür ausgelegt sein, Strom zu empfangen, der für die Versorgung der Peripherievorrichtung 400 verwendet wird, und die elektrische Kontaktstelle 412 kann dafür ausgelegt sein, an Masse gelegt zu werden. Bei dieser Konfiguration ist es für eine ausgerichtete Verbindung erforderlich, dass die elektrische Kontaktstelle 406 elektrischen Kontakt mit der elektrischen Kontaktstelle 414 herstellt und dass die elektrische Kontaktstelle 412 Kontakt mit der elektrischen Kontaktstelle 420 herstellt. Die anderen elektrischen Kontaktstellen können mit einer internen Schaltungsanordnung verbunden werden, die dafür eingerichtet ist, die Übertragung von Befehlen und Daten zwischen der Host-Vorrichtung 402 und der Peripherievorrichtung 404 zu ermöglichen. Diese elektrischen Kontaktstellen können als Datenkontaktstellen bezeichnet werden, und die elektrischen Leitungen, welche die Datenkontaktstellen mit internen Schaltungen verbinden, können als Datenleitungen bezeichnet werden. Wieder andere elektrische Kontaktstellen können mit einer Steuerschaltungsanordnung verbunden sein, welche den Austausch von Informationen über die Datenleitungen steuert. Diese Kontaktstellen können als Steuerkontaktstellen bezeichnet werden, und die elektrischen Leitungen, welche die Steuerkontaktstellen mit der Steuerschaltungsanordnung verbinden, können als Steuerleitungen bezeichnet werden.
Auf der Grundlage der Richtung des Flusses elektrischer Signale entsprechend den Steuersignalen, Befehlen und Daten können die Datenleitungen und Steuerleitungen bidirektional oder unidirektional sein. Eine unidirektionale Leitung kann elektrische Signale von der Host-Vorrichtung 402 zur Peripherievorrichtung 400 übermitteln oder umgekehrt, und die elektrische Kontaktstelle, die mit der Leitung verbunden ist, kann als eine unidirektionale Kontaktstelle bezeichnet werden. Aus der Perspektive der Peripherievorrichtung ist die Leitung eine Eingangsleitung, falls elektrische Signale über eine unidirektionale Leitung von der Peripherievorrichtung 400 empfangen werden. Ebenso ist die Leitung eine Ausgangsleitung, falls elektrische Signale von der Peripherievorrichtung 400 über eine unidirektionale Leitung gesendet werden. Eine bidirektionale Leitung ist mit einer Schaltungsanordnung verbunden, die in der Lage ist, elektrische Signale zu verschiedenen Zeiten sowohl zu empfangen als auch zu senden. Eine mit einer bidirektionalen Kontaktstelle verbundene elektrische Kontaktstelle kann als eine bidirektionale Kontaktstelle bezeichnet werden.
5 ist ein Blockdiagramm einer Eingabe-Ausgabe(EA)-Stufe 500 einer Peripherievorrichtung mit einer bidirektionalen Leitung 502 und einer bidirektionalen Kontaktstelle 504. Die Peripherievorrichtung kann die Vorrichtung 400 in 4 oder eine andere entfernbare oder anschließbare Vorrichtung sein. Die bidirektionale Kontaktstelle 504 kann dafür eingerichtet sein, einen gleitenden Kontakt mit einer bidirektionalen Kontaktstelle eines Verbinders einer Host-Vorrichtung herzustellen, wenn ein Verbinder, an dem sich die bidirektionale Kontaktstelle 504 befindet, in einen empfangenden Verbinder einer Host-Vorrichtung eingeführt wird. Die EA-Stufe 500 weist zwei Tristate-Puffer auf, nämlich einen Tristate-Eingangspuffer 506 und einen Tristate-Ausgangspuffer 508. Die Tristate-Puffer 506, 508 können jeweils eine Eingangs-, Ausgangs- und eine Freigabeleitung aufweisen. Wenn die Freigabeleitung aktiv ist, wird der Logikzustand am Eingang des Tristate-Puffers am Ausgang widergespiegelt. Wenn die Freigabeleitung inaktiv ist, präsentiert der Ausgang des Tristate-Puffers eine hohe Impedanz, wodurch bewirkt wird, dass der Tristate-Puffer und die mit dem Eingang des Tristate-Puffers verbundene Schaltungsanordnung effektiv vom Ausgang getrennt sind. Der Zustand der Freigabeleitung kann durch eine sich in der Steuereinrichtung der Peripherievorrichtung befindende Steuerschaltungsanordnung gesteuert werden.
Der Tristate-Eingangspuffer 506 weist eine Eingangspuffer-Eingangsleitung 506-1, eine Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2 und eine Eingangsfreigabe(IE)-Leitung 506-3 auf. Die Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2 kann mit einer Schaltungsanordnung in der Peripherievorrichtung verbunden sein. Der Tristate-Ausgangspuffer 508 kann eine Ausgangspuffer-Eingangsleitung 508-1, eine Ausgangspuffer-Ausgangsleitung 508-2 und eine Ausgangsfreigabe(OE)-Leitung 508-3 aufweisen. Die Ausgangspuffer-Eingangsleitung 508-1 kann mit einer Schaltungsanordnung in der Peripherievorrichtung verbunden sein. Die Ausgangspuffer-Ausgangsleitung 508-2 und die Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2 können mit der bidirektionalen Leitung 502 verbunden sein, die gemäß einer Ausführungsform mit der bidirektionalen Kontaktstelle 504 verbunden sein kann.
Die mit OE 508-3 und IE 506-3 verbundene Steuerschaltungsanordnung steuert, ob die bidirektionale Leitung 502 ein Eingang oder ein Ausgang ist. Beispielsweise kann die Steuerschaltungsanordnung, um die bidirektionale Leitung 502 als eine Eingangsleitung zu konfigurieren, die Leitung IE 506-3 aktivieren und die Leitung OE 508-3 deaktivieren. Weil OE 508-3 inaktiv ist, wird die Ausgangspuffer-Ausgangsleitung 508-2 auf einen Zustand hoher Impedanz getrieben und wird der Ausgangspuffer 508 von der bidirektionalen Leitung 502 getrennt. Weil IE 506-3 aktiv ist, spiegelt die Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2 gleichzeitig den Logikzustand der Eingangspuffer-Eingangsleitung 506-1 wider. Demgemäß wird jedes elektrische Signal, das von einer Schaltungsanordnung erzeugt wird, die mit einer elektrischen Kontaktstelle der Host-Vorrichtung in Verbindung steht, d. h. in elektrischem Kontakt mit der Kontaktstelle 502 steht, an der Eingangspuffer-Eingangsleitung 506-1 widergespiegelt.
Um die bidirektionale Leitung 502 als eine Ausgangsleitung auszulegen, kann die Steuerschaltungsanordnung die Leitung IE 506-3 deaktivieren und OE 508-3 aktivieren. Weil IE 506-3 inaktiv ist, wird die Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2 auf einen Zustand hoher Impedanz getrieben und die mit der Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2 verbundene Schaltungsanordnung von der bidirektionalen Leitung 502 getrennt. Weil OE 508-3 aktiv ist, spiegelt die Ausgangspuffer-Ausgangsleitung 508-2 gleichzeitig den Logikzustand der Ausgangspuffer-Eingangsleitung 508-1 wider. Demgemäß kann jedes elektrische Signal, das von der Schaltungsanordnung erzeugt wird, die mit der Ausgangspuffer-Eingangsleitung 508-1 verbunden ist, an der Kontaktstelle 502 widergespiegelt werden.
5 zeigt Wahrheitstabellen für den Tristate-Ausgangspuffer 508 und den Tristate-Eingangspuffer 506. Tabelle 1 zeigt eine Wahrheitstabelle für den Tristate-Ausgangspuffer 508, worin dargestellt ist, dass, wenn OE 508-3 freigegeben ist, der Ausgang 508-2 (Wert an der Kontaktstelle 502) mit dem Eingang 508-1 übereinstimmt. Tabelle 2 zeigt eine Wahrheitstabelle für den Tristate-Eingangspuffer 506, worin dargestellt ist, dass, wenn IE 506-3 freigegeben ist, der Ausgang 506-2 mit dem Eingang 506-1 (Wert an der Kontaktstelle 502) übereinstimmt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine ähnliche Anordnung von Puffern für eine mit einer unidirektionalen Kontaktstelle verbundene unidirektionale Leitung verwendet werden. Gemäß dieser Ausführungsform können die Tristate-Puffer durch Logikpuffer ersetzt werden. Ein Logikpuffer kann keine Freigabeleitung haben und daher nicht den Zustand hoher Impedanz eines Tristate-Puffers haben. Dementsprechend gleicht der Logikzustand des Ausgangs des Logikpuffers dem Logikzustand des dem Logikpuffer bereitgestellten Eingangs. Falls der Eingang beispielsweise auf einen hohen Logikzustand gesetzt ist, ist der Logikzustand am Ausgang logisch hoch. Dies kann auftreten, wenn der Tristate-Ausgangspuffer 508 und der Tristate-Eingangspuffer 506 durch einen Ausgangslogikpuffer und einen Eingangslogikpuffer ersetzt werden.
Der Ausgang 508-3 des Ausgangspuffers 508 kann mit einer Überstrom-Schutzschaltung versehen werden. Wenn die bidirektionale Leitung 502 als eine Ausgangsleitung ausgelegt ist, begrenzt die Überstrom-Schutzschaltung die Stärke des Stroms, der in den Ausgangspuffer 508 hinein fließen und aus diesem heraus fließen kann. Wenn der Logikpegel an der Ausgangspuffer-Ausgangsleitung 508-3 niedrig oder eine binäre 0 ist, begrenzt die Überstrom-Schutzschaltung die Stärke des Stroms, der in den Ausgangspuffer abgeleitet werden kann. Wenn der Logikpegel an der Ausgangspuffer-Ausgangsleitung 508-3 hoch oder eine logische 1 ist, begrenzt die Überstrom-Schutzschaltung die Stärke des Stroms, der vom Ausgangspuffer 508 zugeführt werden kann.
Im Fall einer fehlerhaft ausgerichteten Verbindung kann die bidirektionale Kontaktstelle 504 der Peripherievorrichtung 400 in Kontakt mit einem Stromversorgungsanschluss (beispielsweise der elektrischen Kontaktstelle 414 der Host-Vorrichtung 404) gelangen. Bei diesem Szenario wird, wenn die bidirektionale Leitung 502 als eine Ausgangsleitung ausgelegt ist und eine fehlerhaft ausgerichtete Verbindung auftritt, ein Stromweg niedrigen Widerstands zwischen dem Stromversorgungsanschluss und dem Ausgang des Ausgangspuffers 508 erzeugt. Dieser Stromweg niedrigen Widerstands kann als ein Kurzschluss bezeichnet werden. Falls der Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 auf einen niedrigen Logikzustand getrieben wird, kann bewirkt werden, dass ein der Überstromgrenze entsprechender Strom in den Ausgang 508-2 des Ausgangspuffers 508 fließt. Dieser Strompegel kann eine Erwärmung der Kontaktstelle hervorrufen, und ein als Elektromigration bezeichneter Prozess kann eine Erosion der elektrischen Kontaktstelle hervorrufen. Dieses Szenario ist in 6 dargestellt.
6 ist ein Blockdiagramm einer Eingabe-Ausgabe(EA)-Stufe einer Peripherievorrichtung mit einer bidirektionalen Leitung und einer bidirektionalen Kontaktstelle, die fehlerhaft mit einer Host-Vorrichtung verbunden ist. Die bidirektionale Kontaktstelle 504 kann der Kontaktstelle 408 entsprechen. Eine fehlerhaft ausgerichtete Verbindung bewirkt, dass die bidirektionale Kontaktstelle 504 in elektrischen Kontakt mit der elektrischen Stromversorgungs-Kontaktstelle 414 des Verbinders 422 der Host-Vorrichtung 402 gelangt. Wenn der Ausgangspuffer 508 freigegeben ist und der Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 durch die Schaltungsanordnung der Peripherievorrichtung 402 auf einen niedrigen Logikpegel gesetzt ist, sollte der Ausgang 508-2 den Logikzustand des Eingangs widerspiegeln und auf einem niedrigen Logikpegel liegen. Wegen der fehlerhaft ausgerichteten Verbindung ist der Ausgang 508-2 jedoch zum Stromversorgungsanschluss kurzgeschlossen, der auf einem Spannungspegel liegt, welcher einem hohen Logikpegel entspricht (beispielsweise 3,3 V oder 5 V). Die Ausgangsimpedanz des Ausgangspuffers 508 bewirkt, dass der Ausgang selbst dann auf einen hohen Logikpegel ”hochgezogen” wird, wenn der Eingang des Ausgangspuffers auf einem niedrigen Logikpegel liegt. Dies ist in der dritten Zeile von Tabelle 3 aus 6 dargestellt.
7 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform einer Peripherievorrichtung mit einer bidirektionalen Leitung und einer bidirektionalen Kontaktstelle, die mit einer Host-Vorrichtung fehlerhaft ausgerichtet ist. Bei der in 7 dargestellten fehlerhaft ausgerichteten Verbindung ist die Massekontaktstelle 420 des Verbinders 422 der Host-Vorrichtung 402 mit der bidirektionalen Kontaktstelle 504 kurzgeschlossen. Gemäß einer Ausführungsform kann die bidirektionale Kontaktstelle 504 der elektrischen Kontaktstelle 410 entsprechen und grenzt daher an die Massekontaktstelle 420 des Verbinders 420 an. Die Massekontaktstelle 420 liegt typischerweise bei 0 V oder einem niedrigen Logikzustand. Wenn der Ausgangspuffer 508 freigegeben wird und der Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 auf einen hohen Logikpegel gesetzt wird, wird der Ausgang des Ausgangspuffers 508 auf einen niedrigen Logikpegel ”heruntergezogen”, welcher der an der Massekontaktstelle 420 verfügbaren Spannung entspricht. Der Eintrag von Zeile 4 aus Tabelle 4 aus 7 zeigt die Logikpegel gemäß dieser Ausführungsform. Gemäß einer Ausführungsform kann eine mit der EA-Stufe 500 verbundene Steuerschaltungsanordnung die fehlerhaft ausgerichtete Verbindung der bidirektionalen Kontaktstelle 504 mit dem Stromversorgungsanschluss der Host-Vorrichtungsverbindung 422 erkennen und Schutzmaßnahmen ergreifen, um den Ausgangspuffer 508 durch Deaktivieren von OE 508-3 von der bidirektionalen Kontaktstelle zu trennen.
8 ist ein Blockdiagramm einer Peripherievorrichtung mit einem Kurzschlussdetektor 802. Wie erörtert wurde, kann die Kurzschlusserkennung auch für den Kurzschlussschutz verwendet werden. Der Kurzschlussdetektor 802 kann eine Schaltungsanordnung zum Erkennen und Verhindern eines Kurzschlusses aufweisen. Der Kurzschlussdetektor 802 kann Teil des in 2A dargestellten Kurzschlusserkennungsmoduls 112 sein oder mit diesem identisch sein. Der Kurzschlussdetektor 802 kann verwendet werden, um einen Kurzschluss einer elektrischen Kontaktstelle einer bidirektionalen Datenleitung einer Peripherievorrichtung mit einer Stromzufuhr-Kontaktstelle oder Massekontaktstelle eines Verbinders einer Host-Vorrichtung zu erkennen. Gemäß dieser als Beispiel dienenden Ausführungsform ist die OE_aus-Leitung des Kurzschlussdetektors 802 mit der OE-Leitung 508-3 des Ausgangspuffers 508 verbunden und ist die IE_aus-Leitung des Kurzschlussdetektors 802 mit der IE-Leitung 506-3 des Eingangspuffers 506 verbunden. Die O_ein-Leitung des Kurzschlussdetektors 802 ist mit dem Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 verbunden, und die I_ein-Leitung des Kurzschlussdetektors ist mit dem Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 verbunden.
Der Betrieb des Kurzschlussdetektors 802 kann durch Signale gesteuert werden, die an den Eingängen OE_ein 804, IE_ein 806 und I_ein des Kurzschlussdetektors 802 bereitgestellt werden. Wie zuvor beschrieben wurde, kann die elektrische Kontaktstelle 504 zur Stromzufuhr-Kontaktstelle (6) oder zur Massekontaktstelle (7) kurzgeschlossen werden. Gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform kann IE_ein mit IE_aus im Kurzschlussdetektor 802 verbunden werden. Zur Erkennung eines Kurzschlusses zur Stromzufuhr-Kontaktstelle kann der Kurzschlussdetektor 802 den Eingangspuffer 506 und den Ausgangspuffer 508 durch jeweilige an IE_aus und OE_aus erzeugte Freigabesignale freigeben. Der Kurzschlussdetektor 802 kann die Leitung I_ein für den Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 auf eine logische 0 setzen. Weil beide Puffer freigegeben sind, muss der Logikpegel am Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 gleich dem Logikpegel am Eingang 506-1 des Eingangspuffers 506 sein, der wiederum gleich dem Logikpegel am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 sein muss. Der Kurzschlussdetektor 802 kann den Logikpegel am Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 lesen und den gelesenen Logikpegel mit dem am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 festgelegten Logikpegel vergleichen. Falls die Logikpegel gleich sind, kann der Kurzschlussdetektor 802 folgern, dass es keinen Kurzschluss zur Stromzufuhr-Kontaktstelle gibt. Wie mit Bezug, auf 6 erklärt wurde, kann der Eingang 506-1 des Eingangspuffers 506 jedoch im Fall eines Kurzschlusses zur Stromzufuhr-Kontaktstelle unabhängig vom Logikpegel am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 auf einen hohen Logikzustand ”hochgezogen” werden. Daher liegt der Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 auf einem hohen Logikzustand oder bei 1. Der Logikpegel am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508, der auf 0 gelegt ist, stimmt nicht mit dem am Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 gelesenen Logikpegel überein. Der Kurzschlussdetektor 802 kann folgern, dass die Kontaktstelle 504 zu einer Stromzufuhr-Kontaktstelle oder einem Stromzufuhranschluss des Verbinders einer Host-Vorrichtung kurzgeschlossen ist.
Zur Erkennung eines Kurzschlusses zu einer Massekontaktstelle kann der Kurzschlussdetektor 802 den Eingangspuffer 506 und den Ausgangspuffer 508 durch ein jeweiliges an IE_aus und OE_aus erzeugtes Freigabesignal freigeben. Gemäß einer als Beispiel dienenden Ausführungsform kann der Kurzschlussdetektor 802 die Leitung I_ein am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 auf eine logische 1 setzen. Weil beide Puffer freigegeben sind, muss der Logikpegel am Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 gleich dem Logikpegel am Eingang 506-1 des Eingangspuffers 506 sein, der wiederum gleich dem Logikpegel am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 sein muss. Der Kurzschlussdetektor 802 kann den Logikpegel am Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 lesen und den gelesenen Logikpegel mit dem am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 festgelegten Logikpegel vergleichen. Falls die Logikpegel gleich sind, kann der Kurzschlussdetektor 802 folgern, dass es keinen Kurzschluss zur Stromzufuhr-Kontaktstelle gibt. Wie mit Bezug auf 7 erklärt, wird der Eingang 506-1 des Eingangspuffers 506 jedoch im Fall eines Kurzschlusses zur Massekontaktstelle unabhängig vom Logikpegel am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508 auf einen niedrigen Logikpegel oder 0 ”heruntergezogen”. Daher liegt der Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 auf einem niedrigen Logikzustand oder bei 0. Deshalb stimmt der Logikpegel am Eingang 508-1 des Ausgangspuffers 508, der auf 1 gelegt ist, nicht mit dem am Ausgang 506-2 des Eingangspuffers 506 gelesenen Logikpegel überein. Der Kurzschlussdetektor 802 kann folgern, dass die Kontaktstelle 504 zu einer Massekontaktstelle oder einem Masseanschluss des Verbinders einer Host-Vorrichtung kurzgeschlossen ist. In jedem Fall kann der Kurzschlussdetektor die Ausgangs- und Eingangspuffer deaktivieren.
9 ist ein Schaltungsdiagramm eines als Beispiel dienenden Kurzschlussdetektors 802. Der Kurzschlussdetektor aus 9 kann der in 8 dargestellte als Beispiel dienende Kurzschlussdetektor 802 sein. Die Arbeitsweise und Ergebnisse der Schaltung aus 9 werden mit Bezug auf 8 beschrieben. OE_ein und IE_ein werden beim Einschalten des Stroms aktiviert. Falls die KONTAKTSTELLE nicht zu VDD/VSS kurzgeschlossen ist, sollte der Ausgang O_ein gleich dem Eingang I_ein sein. Falls der Ausgang O_ein und der Eingang I_ein verschieden sind, gibt dies einen Kurzschluss an, und der Treiber wird durch Abschneiden des Kurzschluss-Gleichstroms in einen Tri-State versetzt oder deaktiviert.
prot_en wird in die finite Zustandsmaschine (FSM) eingegeben. Wenn prot_en 1 ist, wird die Schutzschaltung freigegeben. Falls prot_en 0 ist, bleibt die Schutzschaltung deaktiviert. Das System kann prot_en während des Einschaltens des Stroms bei 1 halten und andernfalls bei 0 halten. Das Signal det_en ist die Ausgabe des ersten UND-Gatters. Der Kurzschlussdetektor kann freigegeben werden, wenn OE_ein und IE_ein 1 sind (d. h. wenn sowohl der Ausgangspuffer als auch der Eingangspuffer freigegeben sind), wie in der nachstehenden Tabelle 5 dargestellt ist:

OE_ein IE_ein det_en

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Tabelle 5: Wahrheitstabelle für OE_ein und IE_ein mit einer Ausgabe det_en aus Fig. 9
Ein möglicher Kurzschluss kann erkannt werden, wenn I_ein und O_ein unterschiedlich sind, wobei in diesem Fall das diff-Signal auf 1 geht. Diese Erkennung eines möglichen Kurzschlusses durch das diff-Signal ist in der nachstehenden Tabelle 6 dargestellt:

I_ein O_ein diff

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Tabelle 6: Wahrheitstabelle für diff-Ausgabe aus Fig. 9
Die FSM kann ein Zähler sein, der die Anzahl der Taktzyklen zählt, bei denen das diff-Signal bei 1 liegt. Der Zähler kann auch zählen, wenn das prot_en-Signal freigegeben ist. Das Ausgangssignal ctr dieses Zählers kann ein Sollwert von 0 sein, außer wenn er 10 Taktzyklen gezählt hat, und die ctr-Ausgabe geht dann auf 1. Das Signal oe_Gatter gatet OE, und wenn oe_Gatter 0 ist, wird dadurch OE_aus auf 0 getrieben, statt OE_ein zu OE_aus weiterzuleiten. Dies bedeutet, dass der Ausgangspuffer ein Tristate-Puffer ist. Nur dann, wenn diff, det_en und ctr 1 sind, geht oe_Gatter auf 0. Dies ist in der nachstehenden Tabelle 7 dargestellt:

det_en ctr diff oe_Gatter

0 0 0 1

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

Tabelle 7: Wahrheitstabelle für die oe_Gatter-Ausgabe aus Fig. 9
10 ist ein Sequenzdiagramm des Kurzschluss-Zeitablaufs. Die linke Seite zeigt Sequenzen, bei denen es an der Kontaktstelle keinen Kurzschluss gibt, während die rechte Seite zeigt, dass die Kontaktstelle zu VSS kurzgeschlossen ist. Wenn die Kontaktstelle zu VSS kurzgeschlossen ist, wird die O_ein-Ausgabe nicht ausgelöst. Falls nach einer festgelegten Anzahl von Zyklen (beispielsweise 10) die Differenz (diff) noch gesetzt ist, ist klar, dass der Eingang I_ein und der Ausgang O_ein verschieden sind, was einen möglichen Kurzschluss bedeutet. Im linken Diagramm entspricht eine Änderung des Eingangs I_ein schließlich O_ein (mit einem Schwellenwert von Zyklen in der Art von 10) und kehrt das diff-Signal zum niedrigen Pegel zurück, wodurch angegeben wird, dass im Eingang und Ausgang keine Differenz vorhanden ist. Wenn ein Kurzschluss erkannt wird (nachdem die Schwellenanzahl von Zyklen mit einer erkannten Differenz verstrichen ist), wird das ctr-Signal aktiviert. Ebenso wird auch das cntl-Steuersignal aktiviert, welches das oe_Gatter-Ausgangssignal deaktivieren kann. Durch Erkennen des Kurzschlusses wird der Wert von OE_aus geändert.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Kurzschlusserkennung zeigt. In Block 1102 wird die Vorrichtung eingeschaltet oder zurückgesetzt. Der Eingangspuffer 506 und der Ausgangspuffer 508 werden in Block 1104 beim Einschalten des Stroms freigegeben. Der Eingang des Ausgangspuffers (Ausgangspuffer-Eingangsleitung 508-1) wird in Block 1106 auf den hohen Pegel gelegt. Der Ausgang des Eingangspuffers (Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2) wird in Block 1108 gelesen. Der Logikpegel wird mit der Ausgabe verglichen, die wie in Block 1110 gelesen wird. Falls der Logikpegel nicht gleich der gelesenen Ausgabe ist, ist die elektrische Kontaktstelle wie in Block 1112 zum Masseanschluss kurzgeschlossen. Falls der Logikpegel gleich der gelesenen Ausgabe ist, ist die elektrische Kontaktstelle nicht zum Stromversorgungsanschluss kurzgeschlossen und wird der Eingang des Ausgangspuffers (Ausgangspuffer-Eingangsleitung 508-1) in Block 1114 auf einen niedrigen Logikzustand gesetzt. Der Ausgang des Eingangspuffers (Eingangspuffer-Ausgangsleitung 506-2) wird in Block 1116 gelesen. Der Logikpegel wird mit der Ausgabe verglichen, die wie in Block 1118 gelesen wird. Falls der Logikpegel nicht gleich der gelesenen Ausgabe ist, ist die elektrische Kontaktstelle wie in Block 1120 zum Stromversorgungsanschluss kurzgeschlossen. Falls der Logikpegel gleich der gelesenen Ausgabe ist, ist die elektrische Kontaktstelle nicht zur Masse kurzgeschlossen, und die Vorrichtung funktioniert wie in Block 1122 im Normalbetrieb (ohne Kurzschlussbedingungen).
Gemäß der vorliegenden Anmeldung können Halbleiterspeichervorrichtungen in der Art jener, die in der vorliegenden Anmeldung beschrieben werden, flüchtige Speichervorrichtungen in der Art dynamischer Direktzugriffsspeicher(”DRAM”)-Vorrichtungen oder statischer Direktzugriffsspeicher(”SRAM”)-Vorrichtungen, nichtflüchtige Speichervorrichtungen in der Art resistiver Direktzugriffsspeicher(”ReRAM”)-Vorrichtungen, elektrisch löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher(”EEPROM”)-Vorrichtungen, Flash-Speicher(welcher auch als Untermenge von EEPROM angesehen werden kann)-Vorrichtungen, ferroelektrischer Direktzugriffsspeicher(”FRAM”)-Vorrichtungen und magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher(”MRAM”)-Vorrichtungen und andere Halbleiterelemente, welche Informationen speichern können, umfassen. Jeder Speichervorrichtungstyp kann verschiedene Konfigurationen aufweisen. Beispielsweise können Flash-Speichervorrichtungen in einer NAND- oder einer NOR-Konfiguration ausgelegt werden.
Die Speichervorrichtungen können aus passiven und/oder aktiven Elementen in beliebigen Kombinationen gebildet werden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel umfassen passive Halbleiterspeicherelemente ReRAM-Vorrichtungselemente, welche gemäß einigen Ausführungsformen ein den spezifischen Widerstand schaltendes Speicherelement in der Art eines nicht schmelzenden Phasenänderungsmaterials usw. und optional ein Steuerelement in der Art einer Diode usw. aufweisen. Ferner umfassen als ein nicht einschränkendes Beispiel aktive Halbleiterspeicherelemente EEPROM- und Flash-Speichervorrichtungselemente, welche gemäß einigen Ausführungsformen Elemente umfassen, die einen Ladungsspeicherbereich in der Art eines Floating-Gates, leitende Nanoteilchen oder ein dielektrisches Ladungsspeichermaterial enthalten.
Mehrere Speicherelemente können so ausgelegt werden, dass sie in Reihe geschaltet werden oder jedes Element individuell zugänglich ist. Als ein nicht einschränkendes Beispiel enthalten Flash-Speichervorrichtungen in einer NAND-Konfiguration (NAND-Speicher) typischerweise in Reihe geschaltete Speicherelemente. Ein NAND-Speicherfeld kann so ausgelegt sein, dass das Feld aus mehreren Speicherketten besteht, wobei eine Kette aus mehreren Speicherelementen zusammengesetzt ist, die sich eine einzige Bitleitung teilen und als Gruppe angesteuert werden. Alternativ können Speicherelemente so ausgelegt sein, dass auf jedes Element individuell zugegriffen werden kann, beispielsweise als ein NOR-Speicherfeld. NAND- und NOR-Speicherkonfigurationen dienen als Beispiel, und die Speicherelemente können anders ausgelegt sein.
Die Halbleiterspeicherelemente, die sich innerhalb eines Substrats und/oder darüber befinden, können in zwei oder drei Dimensionen angeordnet sein, beispielsweise als eine zweidimensionale Speicherstruktur oder eine dreidimensionale Speicherstruktur. Bei einer zweidimensionalen Speicherstruktur sind die Halbleiterspeicherelemente in einer einzigen Ebene oder einem einzigen Speichervorrichtungsniveau angeordnet. Typischerweise sind bei einer zweidimensionalen Speicherstruktur Speicherelemente in einer Ebene (beispielsweise einer x-z-Ebene) angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu einer Hauptfläche des Substrats, welches die Speicherelemente trägt, verläuft. Das Substrat kann ein Wafer sein, worüber oder worin die Schicht der Speicherelemente ausgebildet ist, oder es kann ein Trägersubstrat sein, das an den Speicherelementen angebracht wird, nachdem sie gebildet wurden. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Substrat einen Halbleiter in der Art von Silicium aufweisen.
Die Speicherelemente können in einem geordneten Feld, beispielsweise in mehreren Zeilen und/oder Spalten, im einzelnen Speichervorrichtungsniveau angeordnet werden. Die Speicherelemente können jedoch auch in nicht regelmäßigen oder nicht orthogonalen Konfigurationen angeordnet werden. Die Speicherelemente können jeweils zwei oder mehr Elektroden oder Kontaktleitungen in der Art von Bitleitungen und Wortleitungen aufweisen.
Ein dreidimensionales Speicherfeld ist so angeordnet, dass Speicherelemente mehrere Ebenen oder mehrere Speichervorrichtungsniveaus belegen, wodurch eine Struktur in drei Dimensionen gebildet wird (d. h. in der x-, y- und z-Richtung, wobei die y-Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Substrats ist und die x- und z-Richtung im Wesentlichen parallel dazu sind). Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann eine dreidimensionale Speicherstruktur als ein Stapel mehrerer zweidimensionaler Speichervorrichtungsniveaus vertikal angeordnet werden. Als ein anderes nicht einschränkendes Beispiel kann ein dreidimensionales Speicherfeld als mehrere vertikale Spalten angeordnet werden (beispielsweise Spalten, die im Wesentlichen senkrecht zur Hauptfläche des Substrats, d. h. in y-Richtung, verlaufen), wobei jede Spalte mehrere Speicherelemente aufweist. Die Spalten können in einer zweidimensionalen Konfiguration, beispielsweise in einer x-z-Ebene, angeordnet werden, so dass sich eine dreidimensionale Anordnung von Speicherelementen mit Elementen auf mehreren vertikal gestapelten Speicherebenen ergibt. Andere Konfigurationen von Speicherelementen in drei Dimensionen können auch ein dreidimensionales Speicherfeld bilden.
Als ein nicht einschränkendes Beispiel können bei einem dreidimensionalen NAND-Speicherfeld die Speicherelemente miteinander gekoppelt werden, um eine NAND-Kette innerhalb eines einzigen horizontalen (beispielsweise x-z) Speichervorrichtungsniveaus zu bilden. Alternativ können die Speicherelemente miteinander gekoppelt werden, um eine vertikale NAND-Kette zu bilden, welche über mehrere horizontale Speichervorrichtungsniveaus verläuft. Andere dreidimensionale Konfigurationen sind vorstellbar, wobei einige NAND-Ketten Speicherelemente in einem einzigen Speicherniveau enthalten, während andere Ketten Speicherelemente enthalten, welche sich über mehrere Speicherniveaus erstrecken. Dreidimensionale Speicherfelder können auch in einer NOR-Konfiguration und in einer ReRAM-Konfiguration ausgelegt werden.
Typischerweise werden bei einem monolithischen dreidimensionalen Speicherfeld ein oder mehrere Speichervorrichtungsniveaus oberhalb eines einzelnen Substrats gebildet. Optional kann das monolithische dreidimensionale Speicherfeld auch eine oder mehrere Speicherschichten zumindest teilweise innerhalb des einzelnen Substrats aufweisen. Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Substrat einen Halbleiter in der Art von Silicium aufweisen. Bei einem monolithischen dreidimensionalen Feld sind die Schichten, welche jedes Speichervorrichtungsniveau des Felds bilden, typischerweise auf den Schichten der darunter liegenden Speichervorrichtungsniveaus des Felds angeordnet. Schichten benachbarter Speichervorrichtungsniveaus eines monolithischen dreidimensionalen Speicherfelds können jedoch geteilt werden oder zwischenstehende Schichten zwischen Speichervorrichtungsniveaus aufweisen.
Dann können zweidimensionale Felder wiederum getrennt gebildet werden und dann zusammen angeordnet werden, um eine nicht monolithische Speichervorrichtung mit mehreren Speicherschichten zu bilden. Beispielsweise können nicht monolithische gestapelte Speicher hergestellt werden, indem Speicherniveaus auf getrennten Substraten gebildet werden und die Speicherniveaus dann aufeinander gestapelt werden. Die Substrate können vor dem Stapeln gedünnt oder vom Speichervorrichtungsniveau entfernt werden, weil die Speichervorrichtungsniveaus jedoch anfänglich über getrennten Substraten gebildet werden, sind die sich ergebenden Speicherfelder keine monolithischen dreidimensionalen Speicherfelder. Ferner können mehrere zweidimensionale Speicherfelder oder dreidimensionale Speicherfelder (monolithisch oder nicht monolithisch) auf getrennten Chips gebildet werden und dann zusammen angeordnet werden, um eine Gestapelter-Chip-Speichervorrichtung zu bilden.
Typischerweise sind zugeordnete Schaltungsanordnungen für den Betrieb der Speicherelemente und für die Kommunikation mit den Speicherelementen erforderlich. Als ein nicht einschränkendes Beispiel können Speichervorrichtungen eine Schaltungsanordnung aufweisen, die für das Steuern und Ansteuern von Speicherelementen verwendet wird, um Funktionen in der Art einer Programmierung und eines Lesens zu erreichen. Diese zugeordnete Schaltungsanordnung kann sich auf demselben Substrat wie die Speicherelemente und/oder auf einem getrennten Substrat befinden. Beispielsweise kann sich eine Steuereinrichtung für Speicher-Lese-/Schreiboperationen auf einem getrennten Steuerchip und/oder auf demselben Substrat wie die Speicherelemente befinden.
Fachleute werden verstehen, dass diese Erfindung nicht auf die beschriebenen zweidimensionalen und dreidimensionalen als Beispiel dienenden Strukturen beschränkt ist, sondern alle relevanten Speicherstrukturen innerhalb des Gedankens und des Schutzumfangs der Erfindung, wie hier beschrieben und wie Fachleute verstehen werde, abdeckt.
Ein ”computerlesbares Medium”, ”maschinenlesbares Medium”, ”Signalausbreitungsmedium” und/oder ”signaltragendes Medium” kann eine beliebige Vorrichtung umfassen, die Software zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, einem Befehlsausführungsgerät oder einer Befehlsausführungsvorrichtung aufweist, speichert, übermittelt, ausbreitet oder transportiert. Das maschinenlesbare Medium kann selektiv ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystem oder ein entsprechendes Gerät oder eine entsprechende Vorrichtung oder ein entsprechendes Ausbreitungsmedium sein, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Eine nicht erschöpfende Liste von Beispielen eines maschinenlesbaren Mediums würde Folgendes aufweisen: eine elektrische Verbindung ”eine Elektronik” mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare magnetische oder optische Scheibe, einen flüchtigen Speicher in der Art eines Direktzugriffsspeichers ”RAM”, einen Nurlesespeicher ”ROM”, einen löschbaren, programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM oder Flash-Speicher) oder eine optische Faser, Ein maschinenlesbares Medium kann ein physisches Medium aufweisen, worauf Software gedruckt ist, wobei die Software als ein Bild oder in einem anderen Format (beispielsweise durch einen optischen Scann) elektronisch gespeichert, dann kompiliert und/oder interpretiert oder auf andere Weise verarbeitet werden kann. Das verarbeitete Medium kann dann in einem Computer und/oder einem Maschinenspeicher gespeichert werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform können zweckgebundene Hardwareimplementationen in der Art anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen, programmierbarer Logikfelder und/oder anderer Hardwarevorrichtungen gebildet werden, um eines oder mehrere der hier beschriebenen Verfahren zu implementieren. Anwendungen, welche die Vorrichtungen und Systeme gemäß verschiedenen Ausführungsformen aufweisen können, können breit eine Vielzahl elektronischer Systeme und Computersysteme aufweisen. Eine oder mehrere hier beschriebene Ausführungsformen können Funktionen unter Verwendung zweier oder mehr als zweier spezifischer miteinander verbundener Hardwaremodule oder -vorrichtungen mit entsprechenden Steuer- und Datensignalen implementieren, die zwischen den Modulen und durch die Module übermittelt werden können, oder als Teile einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung implementieren. Dementsprechend umfasst das vorliegende System Software-, Firmware- und Hardwareimplementationen.
Die Darstellungen der Ausführungsformen, die hier beschrieben werden, sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungsformen bereitstellen. Die Darstellungen sollen nicht als eine vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale der Vorrichtungen und Systeme dienen, welche die hier beschriebenen Strukturen oder Verfahren verwenden. Viele andere Ausführungsformen können Fachleuten beim Lesen der Offenbarung verständlich werden. Andere Ausführungsformen können verwendet werden und von der Offenbarung abgeleitet werden, so dass strukturelle und logische Austauschungen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich sind die Darstellungen lediglich repräsentativ und können nicht maßstabsgerecht gezeichnet sein. Bestimmte Proportionen innerhalb der Darstellungen können übertrieben sein, während andere Proportionen minimiert sein können. Dementsprechend sind die Offenbarung und die Figuren als erläuternd statt als einschränkend anzusehen.
Es ist vorgesehen, dass die vorstehende detaillierte Beschreibung als eine Erläuterung ausgewählter Formen, welche die Erfindung annehmen kann, und nicht als eine Definition der Erfindung verstanden wird. Lediglich die folgenden Ansprüche, einschließlich aller gleichwertiger Ausgestaltungen, sollen den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung definieren. Schließlich ist zu verstehen, dass beliebige Aspekte jeglicher der hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen für sich oder in Kombination miteinander verwendet werden können.

Claims

System zur Verringerung von Kurzschlüssen, welches Folgendes aufweist: eine Host-Vorrichtung mit Host-Kontaktstellen, ein entfernbares Medium mit Anschlusskontaktstellen, die den Host-Kontaktstellen entsprechen, so dass die Host-Kontaktstellen mit den Anschlusskontaktstellen ausgerichtet sind, wenn das entfernbare Medium mit der Host-Vorrichtung verbunden ist, wobei das entfernbare Medium Folgendes aufweist: einen Kurzschlussdetektor, der mit einer oder mehreren der Anschlusskontaktstellen gekoppelt ist, wodurch eine Fehlausrichtung der Anschlusskontaktstellen mit den Host-Kontaktstellen erkannt wird, indem Signale an den Anschlusskontaktstellen verglichen werden.
System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlussdetektor mit einem Eingangspuffer und einem Ausgangspuffer gekoppelt ist und die Signale an den Anschlusskontaktstellen Eingangs- und Ausgangssignale für den Eingangspuffer und den Ausgangspuffer umfassen.
System nach Anspruch 2, wobei die Fehlausrichtung durch Vergleichen einer Ausgabe des Eingangspuffers mit einer Eingabe des Ausgangspuffers erkannt wird.
System nach Anspruch 3, wobei die Host-Kontaktstellen und die Anschlusskontaktstellen elektrische Kontaktstellen umfassen.
System nach Anspruch 4, wobei die elektrischen Kontaktstellen Datenkontaktstellen, Stromzufuhr-Kontaktstellen, Massekontaktstellen, Befehlskontaktstellen und/oder Taktkontaktstellen umfassen.
System nach Anspruch 4, wobei die Fehlausrichtung an einer Stromzufuhr-Kontaktstelle auftritt, wenn der Eingang des Ausgangspuffers auf einen hohen Pegel gelegt ist.
System nach Anspruch 4, wobei die Fehlausrichtung an einer Massekontaktstelle auftritt, wenn der Eingang des Ausgangspuffers auf einen niedrigen Pegel gelegt ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Anschlusskontaktstellen jeweils mit einem getrennten vom Eingangspuffer und vom Ausgangspuffer gekoppelt sind.
System nach Anspruch 8, wobei die Anschlusskontaktstellen jeweils getrennt mit einem Kurzschlussdetektor gekoppelt sind.
System nach Anspruch 1, wobei der Kurzschlussdetektor ein Kurzschlusserkennungsmodul in einer Steuereinrichtung des entfernbaren Mediums aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei das entfernbare Medium eine Flash-Speichervorrichtung aufweist.
Verfahren zum Feststellen, ob eine Kontaktstelle einer entfernbaren Vorrichtung einem Kurzschluss unterliegt, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Legen eines Eingangs eines ersten Logikpuffers auf einen ersten Logikzustand, wobei der erste Logikpuffer einen mit der Kontaktstelle verbundenen Ausgang aufweist, Vergleichen des ersten Logikzustands mit einem Logikzustand eines Ausgangs eines zweiten Logikpuffers, wobei der zweite Logikpuffer einen mit der Kontaktstelle verbundenen Eingang aufweist, und Feststellen, dass die Kontaktstelle dem Kurzschluss unterliegt, wenn der erste Logikzustand nicht gleich dem Logikzustand des Ausgangs des zweiten Logikpuffers ist.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei beim Vergleich des ersten Logikzustands mit dem Logikzustand des Ausgangs des zweiten Logikpuffers eine Exklusiv-Oder(XOR)-Operation zwischen dem ersten Logikzustand und dem Logikzustand des Ausgangs des zweiten Logikpuffers ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ferner der erste Logikpuffer und der zweite Logikpuffer freigegeben werden, bevor der Eingang des ersten Logikpuffers gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren, wenn festgestellt wird, dass der Kurzschluss innerhalb einer Stromversorgung auftritt, ferner Folgendes aufweist: Deaktivieren des ersten Logikpuffers ansprechend auf die Feststellung, dass die Kontaktstelle dem Kurzschluss mit der Stromversorgung unterliegt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei, wenn der erste Logikzustand gleich dem Logikzustand des Ausgangs des zweiten Logikpuffers ist, das Verfahren ferner Folgendes aufweist: Legen des Eingangs des ersten Logikpuffers auf einen zweiten Logikzustand, Vergleichen des zweiten Logikzustands mit dem Logikzustand des Ausgangs des zweiten Logikpuffers und Feststellen, dass die Kontaktstelle einem Kurzschluss durch eine Verbindung mit einer Masse unterliegt, wenn der zweite Logikzustand nicht gleich dem Logikzustand des Ausgangs des zweiten Logikpuffers ist.
Verfahren nach Anspruch 16, welches ferner Folgendes aufweist: Deaktivieren des ersten Logikpuffers ansprechend auf die Feststellung, dass die Kontaktstelle einem Kurzschluss durch eine Verbindung mit einer Massekontaktstelle unterliegt.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der erste Logikzustand einen hohen Wert umfasst und der zweite Logikzustand einen niedrigen Wert umfasst.
Vorrichtung, welche Folgendes aufweist: einen Ausgangspuffer mit einem Ausgangspuffereingang und einem Ausgangspufferausgang, einen Eingangspuffer mit einem Eingangspuffereingang und einem Eingangspufferausgang, wobei der Ausgangspufferaungang mit dem Eingangspuffereingang verbunden ist, und eine Steuereinrichtung in Kommunikation mit dem Ausgangspuffereingang und dem Eingangspufferaungang, welche dafür ausgelegt ist, den Ausgangspuffereingang auf einen ersten Logikpegel zu setzen und den ersten Logikpegel mit dem Eingangspufferausgang zu vergleichen, wobei die Steuereinrichtung einen freigegebenen Zustand auf der Grundlage des Vergleichs selektiv einstellen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Vorrichtung ein entfernbares Medium mit einer oder mehreren elektrischen Kontaktstellen zur Verbindung mit einer Host-Vorrichtung aufweist, wobei die Einstellung des freigegebenen Zustands ferner eine durch eine Fehlausrichtung der elektrischen Kontaktstellen hervorgerufene Kurzschlussbedingung verhindern kann.