JP2009093445A - リムーバブル記憶装置、ホスト装置および記憶システム - Google Patents

Abstract

【課題】従来のホスト機器との互換性を維持しながら高速化を実現し、かつ高速化に対応したホスト機器に従来のメモリカードを接続した場合に生じる課題を解決可能なリムーバブル記憶装置とそのホスト機器および記憶システムを提供すること。
【解決手段】リムーバブル記憶装置は、第１の端子列と、第２の端子列と、転送モード切り替え手段とを備える。ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドに基づいて、第１の端子列の信号端子を用いて第１の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うか、前記第１の端子列の信号端子と前記第２の端子列の信号端子を用いて第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うかを選択可能である。
【選択図】図１

Description

本発明はホスト装置と接続してデータの書き込みおよび読み出しを行うリムーバブル記憶装置とそのホスト装置、およびリムーバブル記憶装置とそのホスト装置を含んで構成される記憶システムに関する。

パーソナルコンピュータ、ムービー、携帯電話、携帯型音楽プレーヤなどのデジタル情報を扱う機器(以下、ホスト機器という)において、デジタル情報を保持するための記憶装置として不揮発性メモリを搭載した半導体メモリカードがある。半導体メモリカードとホスト機器とは、複数の信号線を介して接続され、シングルエンド方式でデータ。高精細動画や静止画などホスト機器の扱うデータサイズの増加および半導体メモリカードの容量増大に伴い、半導体メモリカードとホスト機器との間の転送速度の高速化が求められている。一方で半導体メモリカードはホスト機器と脱着可能なため、従来のホスト機器に接続した場合でもデータ転送が可能となるよう互換性を考慮する必要がある。

このような従来のホスト機器との互換性を保ちながらデータ転送を高速化する方法として、データ転送用の端子数を増やす方法が特許文献１に開示されている。またデータ転送用の端子を２本ずつ組み合わせて差動方式でデータ転送を行うことが特許文献２に開示されている。
特開２００６−１１７２５ 特開２００４−１７１５６１

特許文献１に開示された従来技術では、伝送方式がシングルエンド方式のため、データ転送速度を飛躍的に高めることが困難である。従って高速化のためには差動方式を採用する必要がある。また、特許文献２に開示された従来技術では、従来の半導体メモリカードのデータ転送用端子を２本ずつ組み合わせるため、1サイクルで転送可能なデータ幅は従来の半分になり、差動方式を採用した高速化のメリットが損なわれる。図１０は特許文献２に開示された従来技術を適用した記憶システムの一例であり、半導体メモリカード１とホスト装置２とはＣＬＫ、ＣＭＤ、Ｄ０〜３の６本の信号線で接続されている。図１０では差動方式でデータ転送を行う場合にはＣＬＫとＣＭＤで差動クロック信号ＣＬＫ＋／ＣＬＫ−、Ｄ０とＤ１で差動コマンド信号ＣＭＤ＋／ＣＭＤ−、Ｄ２とＤ３で差動データ信号ＤＡＴ＋／ＤＡＴ−を構成する。このような差動方式を採用したホスト機器では差動信号を構成する2本の信号線を近接して配線する必要がある。図１０においてはＣＬＫとＣＭＤ、Ｄ０とＤ１、Ｄ２とＤ３とが近接して配線される。このようなホスト機器に従来の半導体メモリカードを接続してシングルエンド方式でデータ転送を行う場合、隣接する信号線間でクロストークノイズが発生し、信号品質が低下する。クロストークが生じない程度に信号線を離して配置した場合には、差動信号を構成する2本の信号線間の結合が弱まり、ノイズ耐性の低下や放射ノイズが増加するなどの課題が生じ、データ転送高速化することが困難となる。

以上の課題を踏まえて本発明は、従来のホスト機器との互換性を維持しながら高速化を実現し、かつ高速化に対応したホスト機器に従来のメモリカードを接続した場合に生じる課題を解決可能なリムーバブル記憶装置とそのホスト機器および記憶システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明のリムーバブル記憶装置では、ホスト装置からのアクセス指示に応じて、データの読み出し及び書き込みを行う、ホスト装置に挿抜可能なリムーバブル記憶装置であって、前記ホスト装置に挿抜する方向と直行する方向に配置され、電源端子、グラウンド端子と少なくとも1以上の信号端子からなる第１の端子列と、前記第１の端子列の後部に配置され、少なくとも１以上の信号端子からなる第２の端子列と、少なくとも第１の転送モードと第２の転送モードを切り替える転送モード切り替え手段とを備え、前記ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドに基づいて、前記第２の端子列のうちの信号端子を用いて前記第１の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うか、前記第１の端子列の信号端子と前記第２の端子列の信号端子を用いて前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うかを選択可能である。

ここで、前記第１の転送モードはシングルエンド伝送方式であり、前記第２の転送モードは差動伝送方式であることが望ましい。

ここで、前記第２の端子列に属する信号端子は、前記第１の端子列のうち少なくとも１以上の信号端子の後部に配置され、前記第１の端子列に属する信号端子と前記第２の端子列に属する信号端子とで差動信号を形成することが望ましい。

ここで、前記転送モード切り替え手段は、電源投入時またはリセット時には前記第１の転送モードを設定し、前記ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドに基づいて、前記第１の転送モードまたは前記第２の転送モードのいずれかを選択してデータの読み出し及び書き込みを行うことが望ましい。

ここで、前記第１の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行う場合、前記第２の端子列に属する信号端子をプルアップまたはプルダウンし、前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行う場合、前記第２の端子列に属する信号端子のプルアップまたはプルダウンを無効とすることが望ましい。

ここで、前記ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドを受信すると、前記第２の転送モードを用いたデータの読み出し及び書き込みが可能であることを前記ホスト装置に対して応答することが望ましい。

ここで、前記第２の端子列に属する端子のうち、グラウンド端子は前記第１の端子列に属するグラウンド端子と一体となっていることが望ましい。

また、この課題を解決するために、本発明のホスト装置は、前記リムーバブル記憶装置とコネクタを介して接続しデータの読み出し及び書き込みを行うホスト装置であって、前記コネクタは、前記リムーバブル記憶装置の備える第１の端子列および第２の端子列と接続する端子を備え、前記リムーバブル記憶装置が前記コネクタに挿入されると、前記第１の端子列を用いて前記第１の転送モードで前記リムーバブル記憶装置とデータの読み出し及び書き込みを行うとともに、前記リムーバブル記憶装置が前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うことが可能と判断すると転送モード切り替えコマンドを送って前記リムーバブル記憶装置を前記第２の転送モードに設定して前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行い、前記リムーバブル記憶装置が前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うことが不可能と判断すると前記第１の転送モードのままデータの読み出し及び書き込みを行う。

また、この課題を解決するために、本発明の記憶システムは、前記ホスト装置と、前記ホスト装置に挿抜可能な前記リムーバブル記憶装置とで構成される。

本発明のリムーバブル記憶装置、ホスト装置および記憶システムによれば、第１の端子列を用いて第１の転送モードでデータ転送を行い、第１の端子列と第２の端子列の信号を用いて第２の転送モードでデータ転送を行う。したがって、互換性を維持しつつ高速なデータ転送を実現するリムーバブル記憶装置を提供することができる。また、第２の転送モードでのデータ転送が可能なホスト機器において、第１の転送モードで使用する信号を近接して配置する必要がないため、第１の転送モードでデータ転送を行う場合でもクロストークノイズを防ぎつつ、第２の転送モードにおいて高速なデータ転送が可能となる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［リムーバブル記憶装置］
図1は本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の端子配置を説明するためのブロック図である。なお、図１においては本発明の実施の形態の説明に不要な構成要素は省略されている。図１においてリムーバブル記憶装置１は第１の端子列１１およびその後部に配置された第２の端子列１２を備える。第１の端子列１１は電源端子ＶＤＤ、グラウンド端子ＶＳＳおよび６本の信号端子で構成されている。信号端子にはクロック信号ＣＫ／ＣＫ＋、コマンド／応答信号ＣＭ／ＣＭ＋、データ信号Ｄ０／Ｄ０＋〜Ｄ３／Ｄ３＋が含まれる。

また第２の端子列１２は６本の信号端子で構成されており、クロック信号ＣＫ−、コマンド／応答信号ＣＭ、データ信号Ｄ０−〜Ｄ３−が含まれる。これら第２の端子列の信号端子は、相互に差動信号を形成するよう第１の端子列１１の信号端子の後部に配置されている。

図１において、リムーバブル記憶装置１は第１の転送モードまたは第２の転送モードのいずれかを選択してデータ転送を行うことが可能である。第１の転送モードにおいては、データ転送を第１の端子列の信号端子のみを用いてシングルエンド方式で行い、第２の端子列の信号端子は使用しない。一方第２の転送モードにおいては、第１の端子列と第２の端子列の信号端子を用いて差動方式でデータ転送を行う。すなわち、ＣＫ＋とＣＫ−とで差動クロック信号を構成し、ＣＭ＋とＣＭ−とで差動コマンド／応答信号を構成し、Ｄｎ＋とＤｎ−（ｎ＝０〜３）とで差動データ信号を構成する。

図２はリムーバブル記憶装置１の内部構成を説明するためのブロック図である。図２において、リムーバブル記憶装置１はコントローラ部１３と不揮発性メモリとを含んで構成され、第１の端子列１１および第２の端子列１２の信号端子はコントローラ部１３と接続されている。なお、図２においては本発明の実施の形態の説明に不要な構成要素は省略されている。コントローラ部１３は転送モード切り替え手段を含むインタフェース部１４と不揮発性メモリ制御を行うメモリ制御部１５とを含む。第２の端子列１２とコントローラ部１３とを接続する信号配線には、有効／無効の切り替え制御が可能なプルダウン抵抗１６が接続されており、インタフェース部１４は、第１の転送モードでデータを転送する場合にはプルダウン抵抗１６を有効、すなわちプルダウン抵抗１６を介して第２の信号端子をグラウンド面に接続し、第２の転送モードでデータを転送する場合にはプルダウン抵抗１６を無効、すなわち第２の信号端子とグラウンド面との接続を切り離すよう制御する。このようにして第２の端子列の信号端子を使わない場合の端子の電位を安定させることができる。

［記憶システム］
図３および図４は本発明の実施の形態に係る記憶システムの構成を説明するためのブロック図である。図３および図４において本発明の実施の形態に係る記憶システムはリムーバブル記憶装置１とホスト装置２を含んで構成される。なお、図３および図４において、本発明の実施の形態の説明に不要な構成要素は省略されている。

図３および図４において、ホスト装置２はリムーバブル装置１の備える第１の端子列および第２の端子列に含まれる信号線に対応する信号端子を備えており、リムーバブル記憶装置１とホスト装置２とを接続する信号線のうち、細線は第１の端子列の信号端子を接続する配線、太線は第２の端子列の信号端子を接続する配線を示している。

図３は本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置１がホスト装置２に接続されたときの状態であり、リムーバブル記憶装置１とホスト装置２は第１の端子列の信号端子を使って第１の転送モードでデータ転送を行うよう構成される。すなわち、リムーバブル記憶装置１とホスト装置２とはクロック信号ＣＫ、コマンド／応答信号ＣＭ、データ信号Ｄ０〜Ｄ３をシングルエンド方式で伝送する。

一方図４は本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置１がホスト装置２の発行する転送モード切り替えコマンドによって、第１の端子列と第２の端子列の信号端子を使って第２の転送モードでデータ転送を行う設定された場合の状態を示している。この場合、リムーバブル記憶装置１とホスト装置２とは差動クロック信号ＣＫ＋とＣＫ−、差動コマンド／応答信号ＣＭ＋とＣＭ−、差動データ信号Ｄｎ＋とＤｎ−（ｎ＝０〜３）を差動方式で伝送する。

［切り替えシーケンス］
以下、図５のフローチャートを用いてリムーバブル記憶装置１の起動と転送モード切り替えのシーケンスを説明する。図５において電源ＯＮまたはリセットされると、リムーバブル記憶装置１は第１の転送モードで動作するようになる（Ｓ５０１）。ホスト装置２からのコマンドを受信すると（Ｓ５０２）、リムーバブル記憶装置１は応答を返す（Ｓ５０３）。リムーバブル記憶装置１が返す応答にはリムーバブル記憶装置１の状態やエラーの有無を示すステータス情報のほかに、リムーバブル記憶装置１が備える転送モードの情報が含まれる。すなわち、リムーバブル記憶装置１が第１の転送モードおよび第２の転送モードを備えることが応答で示される。

受信したコマンドが転送モード切り替えコマンドでない場合には、受信したコマンドの処理を行い（Ｓ５０５）、待機状態へ戻る（Ｓ５０１）。一方、受信したコマンドが転送モード切り替えコマンドである場合には、転送モード切り替え処理を行い（Ｓ５０６）、第２の転送モードで動作するようになる（Ｓ５０７）。この際にプルダウン抵抗を無効にする処理も行う。第２の転送モードで動作する場合も同様に、ホスト装置２からのコマンドを受信すると（Ｓ５０８）、応答を返す（Ｓ５０９）。この際にリムーバブル記憶装置１が返す応答には第１の転送モードの場合と同じ情報が含まれる。

受信したコマンドが転送モード切り替えコマンドでない場合には、受信したコマンドの処理を行い（Ｓ５１０）、待機状態へ戻る（Ｓ５０７）。一方受信したコマンドが転送モード切り替えコマンドである場合には、転送モード切り替え処理を行い（Ｓ５１１）、第１の転送モードで動作するようになる（Ｓ５０１）。この際にプルダウン抵抗を有効にする処理も行う。

このように電源投入時には第１の転送モードで動作し、ホスト装置２からの指示によって転送モードを切り替えて動作するため、ホスト装置２が第１の転送モードしか備えない場合でもデータの転送が可能であり、かつホスト装置２が第２の転送モードを備える場合には、転送モードを切り替えて高速なデータの転送が可能となる。

図６は本発明の実施の形態に係る記憶システムの信号配線の状態を説明する図面である。ホスト装置２はリムーバブル記憶装置制御部２０とコネクタ２３を備え、リムーバブル記憶装置制御部２０には、リムーバブル記憶装置１の第１の端子列と接続するための第１の端子群２１と第２の端子列と接続するための第２の端子群２２が含まれる。コネクタ２３にリムーバブル記憶装置１が接続されると、第１の端子列の信号端子と第１の端子群の信号端子が接続され、第２の端子列の信号端子と第２の信号群の信号端子が接続される。図６において、細線は第１の端子列と第１の端子群を接続する配線、太線は第２の端子列と第２の端子軍を接続する配線を示している。差動信号を形成する場合は第１の端子列／第１の端子群に含まれると信号端子と第２の端子列／第２の端子群に含まれる信号端子とで差動信号を構成するため、細線で示される配線と太線で示される配線は近接して配置されるが、第１の転送モードであるシングルエンド方式で用いる第１の端子列／第１の端子群の信号端子を接続する配線同士を近接して配置する必要はない。このため、リムーバブル記憶装置１とホスト装置２とが第１の転送モードでデータ転送を行う場合でもクロストークノイズの発生を抑えることができる。また、差動信号を構成する配線同士を近接して配置できるため、第２の転送モードを用いた高速なデータ転送が可能となる。

なお、本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置では、第２の端子列の端子には信号端子のみが含まれ、第１の端子列に含まれる信号端子のうち、第２の転送モードにおいて差動信号を構成する端子の後部に配置している場合について説明しているが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではなく、例えば図７に示すように第２の端子列に電源端子やグラウンド端子を含むようにしてもよく、さらに図８に示すように第１の端子列の電源端子、グラウンド端子と第２の端子列の電源端子、グラウンド端子が接続されてもよい。また、図９に示すように、第２の端子列に含まれる端子を第１の端子列に含まれる端子と端子の間に千鳥状に配置することも可能であり、その他同等の効果が得られる任意の端子配置が可能であることは言うまでもない。

また、本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置では、第１の転送モードにおいては第２の端子列の信号端子はプルダウン抵抗を介してグラウンド面に接続されているが、プルアップ抵抗を介して電源面に接続することも可能である。

以上図面を用いて説明したように、本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置、ホスト装置および記憶システムでは、第２の転送モードでの高速なデータ転送を実現するとともに、第１の転送モードでデータ転送を行う場合でもクロストークノイズの発生を抑えることができ、利便性の高いリムーバブル記憶装置、ホスト装置および記憶システムを提供することができる。

本発明は、ホスト装置と脱着可能であり、複数の転送モードを備えるリムーバブル記憶装置とそのホスト装置および記憶システム全般に適用可能であり、特に半導体メモリカードとそのホスト装置への適用が有用である。

本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の端子配置を示す図 本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の内部構成を示す図 本発明の実施の形態に係る記憶システムの第１の転送モードの場合の信号線の状態を示す図 本発明の実施の形態に係る記憶システムの第２の転送モードの場合の信号線の状態を示す図 本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の転送モード切り替えシーケンスを示すフローチャート 本発明の実施の形態に係る記憶システムの信号配線を示す図 本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の別の端子配置を示す図 本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の別の端子配置を示す図 本発明の実施の形態に係るリムーバブル記憶装置の別の端子配置を示す図 従来の技術に係る記憶システムの信号配線を示す図

符号の説明

１ リムーバブル記憶装置
１１ 第１の端子列
１２ 第２の端子列
１３ コントローラ部
１４ インタフェース部
１５ メモリ制御部
１６ プルダウン抵抗
２ ホスト装置
２０ リムーバブル記憶装置制御部
２１ 第１の端子群
２２ 第２の端子群
２３ コネクタ

Claims (9)

1. ホスト装置からのアクセス指示に応じて、データの読み出し及び書き込みを行う、ホスト装置に挿抜可能なリムーバブル記憶装置であって、
   前記ホスト装置に挿抜する方向と直行する方向に配置され、電源端子、グラウンド端子と少なくとも1以上の信号端子からなる第１の端子列と、
   前記第１の端子列の後部に配置され、少なくとも1以上の信号端子からなる第２の端子列と、
   少なくとも第１の転送モードと第２の転送モードを切り替える転送モード切り替え手段とを備え、
   前記ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドに基づいて、前記第１の端子列のうちの信号端子を用いて前記第１の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うか、前記第１の端子列の信号端子と前記第２の端子列の信号端子を用いて前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うかを選択可能であることを特徴とするリムーバブル記憶装置。
2. 前記第１の転送モードはシングルエンド伝送方式であり、前記第２の転送モードは差動伝送方式であることを特徴とする請求項１記載のリムーバブル記憶装置。
3. 前記第２の端子列に属する信号端子は、前記第１の端子列のうち少なくとも1以上の信号端子の後部に配置され、前記第１の端子列に属する信号端子と前記第２の端子列に属する信号端子とで差動信号を形成することを特徴とする請求項２記載のリムーバブル記憶装置。
4. 前記転送モード切り替え手段は、電源投入時またはリセット時には前記第１の転送モードを設定し、前記ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドに基づいて、前記第１の転送モードまたは前記第２の転送モードのいずれかを選択してデータの読み出し及び書き込みを行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のリムーバブル記憶装置。
5. 前記第１の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行う場合、前記第２の端子列に属する信号端子をプルアップまたはプルダウンし、
   前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行う場合、前記第２の端子列に属する信号端子のプルアップまたはプルダウンを無効とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のリムーバブル記憶装置。
6. 前記ホスト装置から送られる転送モード切り替えコマンドを受信すると、前記第２の転送モードを用いたデータの読み出し及び書き込みが可能であることを前記ホスト装置に対して応答することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のリムーバブル記憶装置。
7. 前記第２の端子列に属する端子のうち、グラウンド端子は前記第１の端子列に属するグラウンド端子と一体となっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のリムーバブル記憶装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のリムーバブル記憶装置とコネクタを介して接続しデータの読み出し及び書き込みを行うホスト装置であって、
   前記コネクタは、前記リムーバブル記憶装置の備える第１の端子列および第２の端子列と接続する端子を備え、
   前記リムーバブル記憶装置が前記コネクタに挿入されると、前記第１の端子列を用いて前記第１の転送モードで前記リムーバブル記憶装置とデータの読み出し及び書き込みを行うとともに、
   前記リムーバブル記憶装置が前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うことが可能と判断すると転送モード切り替えコマンドを送って前記リムーバブル記憶装置を前記第２の転送モードに設定して前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行い、
   前記リムーバブル記憶装置が前記第２の転送モードでデータの読み出し及び書き込みを行うことが不可能と判断すると前記第１の転送モードのままデータの読み出し及び書き込みを行うことを特徴とするホスト装置。
9. 請求項８記載のホスト装置と、前記ホスト装置に挿抜可能な請求項１〜７のいずれかに記載のリムーバブル記憶装置とで構成される記憶システム。

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