JP2006024217A - 複数の機能デバイスで単一のホスト・コントローラを共有すること - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の機能の同時の動作を可能にする、ＰＤＡデバイス、およびＰＤＡマイクロプロセッサ・コントローラを提供すること。
【解決手段】 同時の複数の機能は、機能デバイス群のすべてをホスト・コントローラに接続し、ホスト・コントローラと個々のデバイスの間でやり取りされるコマンド信号およびコンテンツ・データを多重化することによって実施される。相互接続は、ホスト・コントローラが、機能デバイス群からの信号応答を使用して、ある機能デバイスから別の機能デバイスに切り替えることができるようにする動的スイッチング・マトリックスを使用して実施される。
【選択図】図１

Description

本発明は、同時にアクティブである複数の機能を単一のホスト・コントローラを使用して実施することに関する。

（このセクションに含まれる技術的題材のいくつかの部分は、先行技術ではない可能性がある。）

ＰＤＡ、パーソナルＰＣ、スマートセル電話などのポータブル・コンピュータ・デバイスおよび無線コンピュータ・デバイスが、いたるところで見られるようになっている。便宜上、それらのデバイスを本明細書では総称としてＰＤＡと呼ぶ。それらのデバイスの多くは、アクティブな集積回路カードを収容するＳＤスロットを備える。一般的なＳＤ機能が、メモリ機能であり、カードは、様々なメモリ・カードのいずれであることも可能である。例えば、１つのタイプのＳＤメモリ・カードが、ＰＤＡ内部のＭＭＣ回路を使用して実装されるマルチメディア・カード、またはＭＭＣである。ＷＬＡＮ無線機能を有するＰＤＡユニットは、ＳＤＩＯインターフェース回路を有し、ＳＤＩＯカードを使用する。ＳＤＩＯインターフェース回路およびＳＤＩＯカードは、ＷＬＡＮネットワークに対する無線接続をＰＤＡに提供する。このケースにおけるＳＤＩＯカードは、ＲＦ集積回路を担持する。カードは、他のＳＤ機能を実施するデジタル・メモリ回路群も有することが可能である。他のデバイス群もＳＤ技術を使用する。多くのデジタル・カメラは、ＳＤメモリ・カード用のＳＤスロットを備える。ＳＤカードは、イメージ記憶媒体として機能する。それらのデバイスでは、カード内のメモリ回路は、非常に大きいことが可能であり、多数のピクチャが格納されることを可能にする。セル電話も、ＳＤＩＯ機能を備えることが可能である。それらは、しばしば、スマートホン（Ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ）と呼ばれる。それらの先行技術の多くでは、ＰＤＡは、単一のＳＤ機能を有し、その単一の機能のためにデータを管理し、切り替える専用コントローラ・ユニットを有する。

ＰＤＡの設計および機能における最近の進歩により、１つのＰＤＡデバイスの中に複数の機能を収容することが可能になっている。それらのＰＤＡでは、マイクロプロセッサ・ホスト・コントローラが、ユーザによって諸機能の間で切り替えられ、ユーザによるコマンドに応答してデータを編成し、配信するように設計されている。例えば、当初、単一機能（ＭＭＣ）コントローラとして設計されたＩｎｔｅｌ（登録商標）ＰＸＡ２５０マイクロプロセッサＭＭＣコントローラは、現在では、ＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯ機能をサポートする。参照により全体が本明細書に組み込まれている２００２年２月のＩｎｔｅｌアプリケーション・ノート２７８５３３−００１を参照されたい。

多機能ＰＤＡデバイスは、各機能に関して別個のカードで、単一のＳＤスロットを使用することができる。あるいは、多機能ＰＤＡデバイスは、複数の機能を含むカードを使用することもできる。特に有用な多機能カードは、ＷＬＡＮ通信のためのＳＤＩＯ機能を含む。例えば、参照により全体が本明細書に組み込まれている、２００４年５月６日に出願した「ＳＤＩＯメモリ−インターフェース・カード」という名称の米国特許出願第＿＿（Ｓ０４０４）＿＿号を参照されたい。

先行技術の多機能ＰＤＡでは、マイクロプロセッサは、ユーザのニーズに応じて諸機能の間で切り替えを行うように設計される。このため、複数の機能は、ユーザに多様な種類が提示される可能性がありながら、１度に１つだけしか利用可能でない。
米国特許出願第＿＿（Ｓ０４０４）＿＿号 Ｉｎｔｅｌアプリケーション・ノート２７８５３３−００１

複数の機能の同時の動作を可能にする、ＰＤＡデバイス、およびＰＤＡマイクロプロセッサ・コントローラの必要性が認識された。複数機能のＰＤＡは、その複数の機能の１つがＳＤＩＯ機能である場合に、特に望ましい。この機能は、ＰＤＡデバイスの多機能性を新たな次元に拡張する。例えば、デジタル・カメラの場合、最新技術は、ＭＭＣの中に格納されたイメージが、無線ＳＤＩＯ機能を使用して遠隔局に伝送されることを可能にする。本発明によれば、ＭＭＣ機能とＳＤＩＯ機能を同時にアクティブにして、イメージが事実上のリアルタイムで伝送されることを可能にすることができる。このため、デジタル・カメラは、イメージが撮影されるにつれ、そのイメージを伝送することができる。単純なバッファ・メモリが、大きいＭＭＣの使用に取って代わる、またはその使用を補足することが可能である。以上は、複数の機能を同時に動作させることによって提供される多機能性の一例に過ぎない。

同時の複数の機能は、機能デバイス群のすべてをホスト・コントローラに接続し、ホスト・コントローラと個々のデバイスの間でやり取りされるコマンド信号およびコンテンツ・データを多重化することによって実施される。相互接続は、ホスト・コントローラが、機能デバイス群からの信号応答を使用して、ある機能デバイスから別の機能デバイスに切り替えることができるようにする動的スイッチング・マトリックスを使用して実施される。

図１を参照すると、ホスト・コントローラ１１は、インテル（登録商標）ＰＸＡ２５０マイクロプロセッサＭＭＣコントローラなどのマイクロプロセッサ・モジュールである。この特定のコントローラ・ユニットは、本明細書で、単に実施例として説明することを理解されたい。Ｑｕａｌｃｏｍｍ（登録商標）ＭＳＭ６５００デバイスなどの他のプロセッサを使用することもできる。図１に示す実施例では、ホスト・コントローラ１１は、クライアント・デバイス＃１、＃２、＃３とラベル付けされた３つのデバイスと通信する。クライアント・デバイスの１つまたは複数は、ＰＤＡ自体の一部であること、あるいはＳＤカード上に存在することが可能である。好ましいケースでは、クライアント・デバイスの１つは、ＳＤカード・スロットと、ＳＤＩＯ機能を含むＳＤカードとを含む。ＳＤＩＯ機能を含むＳＤカードは、別の機能、例えば、大きいメモリも有することが可能である。このため、クライアント・デバイス＃１は、ＳＤメモリであることが可能であり、クライアント・デバイス＃２は、ＳＤＩＯであることが可能である。クライアント・デバイス＃３は、マルチメディア・メモリ、ＭＭＣであることが可能である。３つすべてのクライアント・デバイスが、１つまたは複数のＳＤカード上に存在すること、あるいは１つまたは複数のクライアント・デバイスが、ＰＤＡの一部であることが可能である。３つのクライアント・デバイスは、例として選択されていることが明白であろう。２つ以上の任意の数のクライアント・デバイスを本発明のために使用することができる。

クライアント・デバイス群は、スイッチング・デバイス１４、１５を介してコントローラ１１と互いに接続される。実施例では、３つのクライアント・デバイスで、スイッチは、図示するとおり、ＳＰ３Ｔスイッチである。

また、本明細書で示す実施例では、同時の複数の機能は、コントローラ１１に関する１ビット・バスを使用して実施される。以上に述べたＩｎｔｅｌプロセッサは、ＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯ機能のそれぞれに関して１ビット・バスを有する。そのようなプロセッサは、ＳＤメモリおよびＳＤＩＯ機能に関する４ビット・スター・バスも有する。本発明の４ビット・バス実施形態も企図されており、以下で再び言及する。

コントローラ１１は、１つの専用コマンド信号、ＭＭＣ＿ＣＭＤ、および１つの専用データ信号、ＭＭＣ＿ＤＡＴＡを有し、これにより、この特定の構成が、１ビット・バス実施形態に限定される。コマンド、ＭＭＣ＿ＣＭＤが、コントローラ１１上のＭＭＣ＿ＣＭＤポートに対するスイッチ１４、１５を介して多重化された線を介して、コマンドをクライアント・デバイスのそれぞれに伝送し、それぞれから応答を受信する。同様に、３つすべてのクライアント・デバイスからのデータ信号が、スイッチ１４、１５を介して順次のタイムスロットで、コントローラ１１上のＭＭＣ＿ＤＡＴＡポートに伝送される。データ伝送のためのタイムスロットは、３つすべてのクライアント・デバイスに接続されたＭＭＣ＿ＣＬＯＣＫによって同期される。

コントローラ上のＧＰＩＯポート群は、３つのクライアント・デバイスに関する割り込みとして構成され、３つのデバイス・カード上のＩＲＱ信号に接続される（通常、カード・ソケット上のＣＤ端子およびＷＰ端子を介して）。

動作の際、スイッチ選択線、ＳＷ＿ＳＥＬ０、ＳＷ＿ＳＥＬ１が、ホスト・コントローラに接続するクライアント・デバイスを選択する。図示したスイッチ構成では、ホスト・コントローラのＭＭＣ＿ＣＭＤポートおよびＭＭＣ＿ＤＡＴＡポートが、クライアント・デバイス＃１に接続される。クライアント・デバイス＃１が動作している場合、データは、クライアント・デバイス＃１とホスト・プロセッサの間で交換される。クライアント・デバイス＃１に関するデータ・トランザクションが終了すると、スイッチ１４および１５は、クライアント・デバイス＃２をホスト・コントローラと互いに接続するようにリセットされる。すると、データは、クライアント・デバイス＃２とホスト・コントローラの間で交換される。同様に、データは、クライアント・デバイス＃３とホスト・コントローラの間で交換される。クライアント・デバイスのＩＲＱポート群からの割り込み信号により、いずれのクライアント・デバイスがアクティブであるかが示される。所与のクライアント・デバイスがスイッチ１４および１５を介してホスト・コントローラに接続されていないクロック・シーケンス中、クライアント・デバイスからのＣＭＤ／Ｒｅｓｐ線は、低電圧条件をコマンド信号の開始ビットとして読み違えることを回避するため、高である必要がある。ＣＭＤ／Ｒｅｓｐ線上のプルアップ抵抗器１７により、この問題が克服される。

図１から理解されるとおり、ホスト・プロセッサ上のＭＭＣ／ＳＤデバイス・ドライバは、スイッチ選択ポート群およびスイッチ１４、１５を操作して、コマンド／応答、およびデータ転送／確認応答トランザクションの間でクライアント・デバイスを接続する。これにより、ホストと、異なるクライアント・デバイス群の間のＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯポート・セッションが実質的に同時に行われることが可能になり、ユーザは、複数のクライアント・デバイスの実質的に同時の動作を体験する。これは、ＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯ仕様により、クライアント・デバイスからの伝送がホストによって開始されることが要求されるために可能である。これにより、いつ、どのようなタイプの伝送（応答、データ、および確認応答）がクライアント・デバイスによって実行されるかをホストが知ることが可能になり、コントローラが、そのような伝送が完了するまで待ってから、異なるクライアント・デバイスに切り替えることができるようになる。クライアント間で切り替えを行う場合、ＣＬＯＣＫ線は、ＬＯＷレベルで無効にされ、ホスト上、およびすべてのクライアント・デバイス上のＣＭＤ線は、論理レベル、ＨＩＧＨにプルされる。これらの動作条件の下で、複数のＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯクライアント・デバイスが、ホストＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯコントローラ上で利用可能な帯域幅を共用して、実質的に同時に動作することができる。このデバイスでは、すべての多重スイッチングは、クライアント・デバイスからのＣＭＤ／応答に応答してホスト・コントローラによって開始される。

ホスト・コントローラが、コマンド・ポートおよびデータ・ポートに関して４ビット・バス機能を備え、このため、コントローラが、それらの機能に関して４つの線を有する場合、本発明は、スイッチング素子を追加の３つの線に加えることにより、容易に実施される。ＳＤＩＯクライアント・デバイスの４ビット動作において、クライアント・デバイスのＩＲＱピンに接続されたＧＰＩＯピン上の割り込みは、そのクライアント・デバイスへ切り替えられた（ホスト・コントローラに接続された）場合、無効にされなければならず、そのクライアント・デバイスから切り替えられた（ホスト・コントローラから接続解除された）場合、有効にされなければならない。１ビットＳＤＩＯモードでは、ＧＰＩＯ割り込みは、クライアント・デバイスの電源投入中、常時、有効にされることが可能である。

ＳＤＩＯクライアント・デバイス（８０２．１１ｂ ＷＬＡＮモジュール）および外部ＳＤカードの動作を示すタイムスロット図を図２に示す。図示した最初の７クロック・サイクル中、ホスト・コントローラは、この実施例ではＳＤＩＯデバイスであるクライアント・デバイス＃１にコマンドを送り、デバイス＃１からデータを受信する。次に、コントローラは、スイッチ１４および１５をアクティブにして、Ｂ１位置からＢ２位置に切り替え、この実施例では外部ＳＤカードであるクライアント・デバイス＃２を相互接続する。ホスト・プロセッサは、コマンドをＳＤカードに送り、ＳＤカードからデータを受信する。交換トランザクションの時間をここでは、７クロック・サイクルとして示しているが、先に示したようにコントローラは、各クライアント・デバイスからの送信と受信をともに制御するので、トランザクションは、より長いことも、より短いことも可能である。以上に暗示した時間尺度で、あるデバイスから別のデバイスに切り替えることが、多重化と呼ばれる。つまり、トランザクションは、多重化される。本明細書で使用する「トランザクション」という用語は、ＰＤＡ技術分野において周知である。

図１および図２は、本発明の同時の複数機能の教示を使用して可能にされる多数の回路、およびソフトウェア代替形態の単なる例として提供されている。

本明細書で使用するＰＤＡデバイスとは、ポータブル・デバイス、通常は、ハンドヘルド・デバイスを意味し、コンピュータ、カメラ、セル電話などが含まれる。ＰＤＡ−ＳＤデバイスは、少なくとも１つのＳＤスロットを有するＰＤＡデバイスである。

本明細書で使用する機能デバイスとは、音声通信、無線インターフェース、イメージ、ビデオ、汎用メモリなどの独立した諸機能を提供するデバイス群を意味する。機能デバイスの組合せとは、ＰＤＡ内部の別々のデバイス、別々のＳＤカード、ＰＤＡ内部の組合せ、および単一のＳＤカード上の組合せとして提供される、または別の互いの接続されたデバイス、例えば、プラグイン・アクセサリ・デバイス（カードではない）によって提供される以上の任意の組合せを意味する。２つ以上の機能が、単一のＳＤカード、または他のプラグインに組み込まれる場合、その２つ以上の機能は、独立した機能と考えられる。

スイッチング・マトリックスとは、少なくとも２つのスイッチング素子の組合せを意味し、要素のそれぞれは、１×ｎのスイッチング能力を有し、ここで、ｎは、ホスト・コントローラがサービスを提供する機能デバイスの数である。

本発明の様々なさらなる変更形態が、当業者には想起されよう。当技術が進展させられた諸原理、およびその諸原理の均等物に基本的に依拠する本明細書の特定の教示からのすべての逸脱は、説明し、請求する本発明の範囲の中に適切に含まれるものと考えられる。

本発明を実施するための１つの回路実施形態を示す図である。 図１の回路を動作させるためのソフトウェア・コマンドのスケジュールである。

Claims (20)

1. ｎ個の機能を有するＰＤＡデバイスであって、
   ａ．ホスト・コントローラと、
   ｂ．ＰＤＡ−ＳＤデバイス内部の少なくとも２つの機能デバイスと、
   ｃ．前記ホスト・コントローラからのコマンド信号によってアクティブにされる、少なくとも２つの１×ｎスイッチング素子を含むスイッチング・マトリックスであって、
   前記スイッチング素子は、１×ノード、および少なくとも２つの×ｎノードを有し、前記スイッチの前記１×ノードは、前記ホスト・コントローラに接続され、前記×ｎノードは、前記２つの機能デバイスにそれぞれ接続されるマトリックスとを含むＰＤＡデバイス。
2. ｎ個の機能を有するＰＤＡ−ＳＤデバイスであって、
   ａ．ホスト・コントローラと、
   ｂ．ＰＤＡ−ＳＤデバイス内部の機能デバイスと、
   ｃ．ＳＤカード・スロットと、
   ｄ．前記ホスト・コントローラからのコマンド信号によってアクティブにされる、少なくとも２つの１×ｎスイッチング素子を含むスイッチング・マトリックスであって、
   前記スイッチング素子は、１×ノード、および少なくとも２つの×ｎノードを有し、前記スイッチの前記１×ノードは、前記ホスト・コントローラに接続され、前記×ｎノードは、前記機能デバイスおよび前記ＳＤカード・スロットにそれぞれ接続されるマトリックスとを含むＰＤＡ−ＳＤデバイス。
3. 前記スイッチング・マトリックスに接続された少なくとも１つの追加のＳＤカード・スロットをさらに含む請求項２に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
4. 前記ＳＤカード・スロットは、ＳＤＩＯカード・スロットである請求項２に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
5. 前記スイッチング・マトリックスは、単極複投スイッチを含む請求項２に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
6. 前記ホスト・コントローラは、ＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯコントローラである請求項１に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
7. 各機能デバイスは、情報要求ポートを有し、前記ホスト・コントローラは、複数の汎用ＩＯポートを有し、各情報要求ポートは、別個の汎用ＩＯポートに接続される請求項４に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
8. 各機能デバイスは、データ・ポートを有し、前記データ・ポートは、前記スイッチング・マトリックスを介して前記ホスト・コントローラに接続される請求項４に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
9. 前記ＳＤＩＯデバイスの前記データ・ポートは、１ビット・データ・バスを含む請求項８に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
10. 前記ＳＤＩＯデバイスの前記データ・ポートは、４ビット・データ・バスを含む請求項８に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
11. 各機能デバイスは、コマンド／応答ポートを有し、前記コマンド／応答ポートは、前記スイッチング・マトリックスを介して前記ホスト・コントローラに接続される請求項８に記載のＰＤＡ−ＳＤデバイス。
12. コマンド／応答ポートを有する少なくとも第１の機能デバイスおよび第２の機能デバイスに対してホスト・コントローラを同時に動作させるための方法であって、
    前記第１の機能デバイスの前記コマンド／応答ポートと前記ホスト・コントローラの間でコマンド／応答接続を確立すること、
    前記第１の機能デバイスと前記ホスト・コントローラの間でトランザクションを行うこと、
    前記コマンド／応答接続を前記第２の機能デバイスに切り替えること、および
    前記第２の機能デバイスと前記ホスト・コントローラの間でトランザクションを行うことを含む方法。
13. 前記第１の機能デバイスおよび前記第２の機能デバイスはそれぞれ、データ・ポートを有し、少なくとも１つのトランザクションは、前記機能デバイスと前記ホスト・コントローラの間でデータを伝送することを含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記機能デバイスの１つは、ＳＤカード・スロットを含む請求項１３に記載の方法。
15. ２つの機能デバイスは、ＳＤカード・スロットを含む請求項１３に記載の方法。
16. ＳＤカード・スロットは、ＳＤＩＯカード・スロットを含む請求項１４に記載の方法。
17. 前記ホスト・コントローラは、ＭＭＣ／ＳＤ／ＳＤＩＯコントローラである請求項１２に記載の方法。
18. 各機能デバイス上の情報要求ポートを前記ホスト・コントローラ上の別個の汎用ＩＯポートに接続することを含む請求項１２に記載の方法。
19. 前記ＳＤＩＯカード・スロットは、１ビット・データ・バスを含む請求項１６に記載の方法。
20. 前記ＳＤＩＯカード・スロットは、４ビット・データ・バスを含む請求項１６に記載の方法。
    

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