JP3552213B2 - Sdメモリカードホストコントローラ及びクロック制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、SD(Secure Digital)メモリカードを制御するSDメモリカードホストコントローラ及びクロック制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータ、PDA、携帯電話、デジタルカメラ等の電子機器においては、リムーバブルな記憶デバイスがよく使用される。リムーバブルな記憶デバイスとしては、近年、メモリカードの一つであるSDメモリカードが頻繁に使用されるようになってきている。このSDメモリカードはフラッシュメモリを内蔵し、小型化、処理の高速化、記憶容量の最適化などの要求に見合うように特に設計されている。
【0003】
上記SDメモリカードが装着される電子機器側には、当該SDメモリカードを制御するためのSDメモリカードホストコントローラ(以下、ホストコントローラと称す)が設けられる。このホストコントローラは、SDメモリカードと通信するため、SDバスを通じてSDメモリカードにクロック信号を供給する。
【0004】
また、ホストコントローラは、通常、通常消費電力を抑えるという目的でSDメモリカードへのアクセスがない場合やSDメモリカードが挿入されていない場合はクロック供給を停止し、SDメモリカードへのアクセスが必要な場合にクロックを供給させるという制御を行っている。この場合の制御は、ホストコントローラ内部に設けたレジスタを用いて実現している。
【0005】
ここで、ホストコントローラがSDメモリカードからデータの読み出しを行う場合の処理を図10を参照して説明する。
【0006】
ホストコントローラは、内蔵レジスタにクロック・オンを示す書き込みを行ってSDメモリカードへクロック信号(SDCLK)を供給し、リードコマンドを発行すると、その後、SDメモリカードからリードコマンドに対する応答(コマンドレスポンス)が返されてくる。この応答を受理した時点から実際にデータの転送(データサイクル)が開始される時点までには、リードデータの待ち時間(およそ数10μ秒)が発生する。データサイクルが終了すると、ホストコントローラは、内蔵レジスタにクロック・オフを示す書き込みを行ってSDメモリカードへのクロック信号(SDCLK)の供給を停止する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、SDメモリカードはその内部にPLL(Phase Locked Loop)回路を有しており、上記リードデータ待ち時間中にSDバスからクロック信号が供給されない場合であってもリード動作を支障なく行えるようになっている。したがって、上記リードデータ待ち時間においてSDメモリカードへクロック信号を供給することは消費電力の無駄となってしまう。
【0008】
なお、特開平9−204769号公報には、メモリカードの消費電力を低減する方法が開示されているが、ホストコントローラ側における消費電力を低減するものではない。
【0009】
また、特開2000−251464号公報には、異なるクロックを複数用意しておき、使用するクロックを選択的に切り替える方法が開示されているが、上記リードデータ待ち時間においてクロック信号の供給を停止させるものではない。
【0010】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、SDメモリカードへ供給するクロック信号を制御することにより省電力化を実現するSDメモリカードホストコントローラ及びクロック制御方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るSDメモリカードホストコントローラは、SD(Secure Digital)メモリカードを制御するSDメモリカードホストコントローラであって、前記SDメモリカードへ供給するクロック信号を発生する手段と、前記SDメモリカードへリードコマンドを発行する手段と、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからの経過時間を計時する計時手段と、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからデータが読み出されるまでのリードデータ待ち時間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給が停止されるように、前記計時手段による計時結果に基づいて、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてから所定時間の経過が計時されるまでの期間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を停止し、前記所定の時間の経過が計時された時点で前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を再開するクロック制御手段とを具備したことを特徴とする。
【0012】
また、本発明に係るクロック制御方法は、SD(Secure Digital)メモリカードを制御するSDメモリカードホストコントローラに適用されるクロック制御方法であって、前記SDメモリカードへクロック信号を供給し、前記SDメモリカードへリードコマンドを発行し、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからの経過時間を計時する計時し、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからデータが読み出されるまでのリードデータ待ち時間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給が停止されるように、前記計時結果に基づいて、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてから所定時間の経過が計時されるまでの期間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を停止し、前記所定の時間の経過が計時された時点で前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を再開することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0014】
図1は、本発明の一実施形態に係るSDメモリカードホストコントローラを含むシステムの構成を示すブロック図である。
【0015】
電子機器11は、例えばカードリーダであり、その内部にはローカルバス12と、これにそれぞれ接続されるSDメモリカードホストコントローラ(以下、ホストコントローラと称す)13と、CPU14と、メインメモリ15と、ROM16とを備えている。また、電子機器11には、上記ホストコントローラ13に接続されるSDソケット17が備えられる。このSDソケット17に対しては、SDメモリ19が着脱可能であり、SDバス18を通じて電気的に接続できるようになっている。
【0016】
ローカルバス12は、ホストコントローラ13と、CPU14と、メインメモリ15と、ROM16との間におけるデータなどの伝送を行う。
【0017】
ホストコントローラ13は、SDメモリカードホストコントローラの規格に適合するものであり、SDメモリカード19のホストとして動作し、当該SDメモリカード19をSDバス18を通じて制御する。
【0018】
CPU14は、電子機器11の全体の動作を司るものであり、例えば、制御プログラムをROM16からメインメモリ15上にロードして実行したり、コマンドを発行することによりホストコントローラ13に対してSDメモリカードのクロック制御に関わる実行処理の設定を行ったりする。
【0019】
メインメモリ15は、CPU14に作業領域を提供するものであり、例えばCPU14により実行されるべきコマンドを記憶したり、SDメモリカード19のデータを一時的に保存するバッファとして使用される。
【0020】
ROM16は、各種のプログラムやデータを格納するものであり、例えばCPU14により実行されるべきコマンドを保管する。
【0021】
SDソケット17は、SDメモリカード19とホストコントローラ13とを接続するための専用のソケットであり、電子機器11の側面などに設けられる。
【0022】
SDメモリカード19は、SDメモリカードの規格に適合するものであり、その内部にフラッシュメモリを有し、ホストコントローラ13に制御されてデータの読み出し/書き込みを行う。
【0023】
図2は、ホストコントローラ13とSDメモリカード19との接続関係を詳細に示すブロック図である。
【0024】
ホストコントローラ13とSDメモリカード19とを接続するSDバス18は、1本のクロック信号(SDCLK)、1本のコマンド線(SDCMD)、4本のデータ線(SDDATA)から構成される。
【0025】
クロック信号線(SDCLK)は、ホストコントローラ13からSDメモリカード19へクロックを供給するための信号線である。コマンド線(SDCMD)は、ホストコントローラ13からSDメモリカード19へリード/ライトコマンドを送ったりその応答を返したりするための信号線である。データ線(SDDATA)は、ホストコントローラ13とSDメモリカード19との間でリード/ライトコマンドに対応するデータを転送するための信号線である。
【0026】
上記ホストコントローラ13には、バス状態監視部(監視回路)20、レジスタ21、及びクロック制御部22が備えられる。
バス状態監視部20は、SDバス18の状態を監視するものであり、例えばSDバス18上のリードコマンドに対する応答などを検出することが可能である。
【0027】
レジスタ21は、各種の状態を示す複数のビットを有しており、特にリードコマンドに対する応答があったか否かを示すビット(リードコマンド応答状態ビット)を含んでいる。このレジスタ21の各ビットの内容は、例えばソフトウェア書き込みによって更新される。
【0028】
クロック制御部22は、リードコマンドに対する応答をSDメモリカード19より受けてからデータが読み出されるまでのリードデータ待ち時間中に、SDメモリカード19へのクロック信号の供給を停止させる。なお、クロック信号の供給を停止させる代わりに、そのクロック信号を部分的に間引いて供給したり、クロック信号の周波数(周期)を変えて供給するように構築してもよい。
【0029】
一方、SDメモリカード19には、制御部23及びメモリ24が備えられる。
制御部23は、ホストコントローラ13から供給されるクロック信号に基づき、ホストコントローラ13から発行されるコマンドに応じてデータの読み出し/書き込みや転送処理を実行する。メモリ24は、例えばフラッシュEEPROMで構成されており、制御部23により制御されてデータの読み出し/書き込みがなされる。
【0030】
上記制御部23には、入出力インタフェース25、メモリインタフェース26、MPU27、及びPLL回路28が備えられる。
【0031】
入出力インタフェース25は、ホストコントローラ13とのインタフェースを行うものであり、ホストコントローラ13から供給されるクロック信号に同期して動作する。メモリインタフェース26は、メモリ24とのインタフェースを行うものであり、メモリ24に対するデータの読み出し/書き込み/消去などの処理を行う。
【0032】
MPU27は、制御部27の全体の動作を司るプロセッサであり、入出力インタフェース25、メモリインタフェース26、及びPLL回路28を制御する。また、PLL回路28は、内部発振器からのクロックをPLLによって逓倍し、それを内部クロック信号として生成するものである。上記リードデータ待ち時間中においては、この内部クロック信号に基づいてデータの読み出し動作が継続される。
【0033】
図3は、データリード処理におけるクロック制御動作を示すタイミングチャートである。
【0034】
ホストコントローラ13は、レジスタ21にクロック・オンを示す書き込みを行ってSDメモリカード19へクロック信号(SDCLK)を供給し、リードコマンドを発行すると、その後、SDメモリカード19からリードコマンドに対する応答(コマンドレスポンス)が返されてくる。
【0035】
この応答を受理した時点から実際にデータの転送(データサイクル)が開始される時点までには、リードデータの待ち時間(およそ数10μ秒)が発生する。この時間は、SDメモリカード19はクロック(SDCLK)を必要としない。このため、本実施形態では、リードコマンドに対する応答を受理した直後にクロック(SDCLK)の供給を停止し、実際にデータの転送(データサイクル)が開始される直前にクロック(SDCLK)の供給を再開する。
【0036】
データサイクルが終了すると、ホストコントローラ13は、レジスタ21にクロック・オフを示す書き込みを行ってSDメモリカード19へのクロック信号(SDCLK)の供給を停止する。
【0037】
なお、SDメモリカード19がクロック(SDCLK)を必要としない状態は、上記リードデータの待ち時間だけに限られず、データのマルチブロック転送中のデータ待ち時間においても発生する。このため、図4に示すようにデータのマルチブロック転送が行われている場合において、あるブロック転送から次のブロック転送の間のデータ待ち時間中に、クロック制御部22がクロック信号の供給を停止させるように構成してもよい。
【0038】
図5は、ホストコントローラ13に備えられるクロック制御部22の構成を中心に示すブロック図である。
【0039】
クロック発生回路31は、SDバスに供給すべきクロック信号を発生する回路である。
【0040】
クロック停止制御回路32は、ソフトウェアクロック停止信号を入力すると共に、タイマビジー信号を入力し、クロック停止信号をゲート回路33へ出力する回路である。なお、ソフトウェアクロック停止信号は、レジスタ21aにソフトウェア書き込み1が行われたときに供給される。また、ソフトウェアクロック停止信号が発生されたときにはソフトウェアタイマ40により計時が開始され、所定の時間が経過すると、レジスタ21aに対してクロック停止を解除するためのソフトウェア書き込みが行われる。
【0041】
ゲート回路33は、入力されるクロック停止信号がイネーブルの状態のときにクロック発生回路31からのクロック信号のSDメモリカード19への供給を停止する回路である。
【0042】
ハードウェアタイマ34は、タイマスタート信号に応答して初期値からのデクリメントを行い、この際にビジー信号をクロック停止制御回路32に対してアサートする。なお、タイマスタート信号は、バス状態監視部20がSDバス18上でリードコマンドに対する応答を検出したときに供給される。また、バス状態監視部20は、レジスタ21bにソフトウェア書き込み2が行われたときに、ハードウェアタイマイネーブル信号により動作状態となる。
【0043】
初期値レジスタ35は、タイマ34の初期値を記憶し、ソフトウェア書き込み3が行われたときにタイマ34に対する初期値の設定を行う。
【0044】
なお、図5の構成によりクロック停止を行うにあたり、次のような2通りの方法が挙げられる。
第1のクロック停止方法は、リードコマンドに対する応答があった場合にレジスタ21aにソフトウェア書き込み1を行い、レジスタ21aへの書き込みに応じてクロック信号の停止時間の計時をソフトウェアタイマ40を用いて行うものである。この場合、図5に示される構成要素のうち、使用される要素は、レジスタ21a、ソフトウェアタイマ40、クロック停止制御回路32、クロック発生回路31、及びゲート回路33である。
【0045】
第2のクロック停止方法は、SDバス18の状態をバス状態監視部20により監視し、その監視においてリードコマンドに対する応答が検出された場合に、クロック信号の停止時間の計時をハードウェアタイマ34を用いて行うものである。この場合、図5に示される構成要素のうち、使用される要素は、レジスタ21b、ハードウェアタイマ34、初期値レジスタ35、クロック停止制御回路32、クロック発生回路31、及びゲート回路33である。
【0046】
図6は、第1のクロック停止方法による動作を示すタイミングチャートである。
【0047】
いま、クロック発生回路31から発生されるクロック信号(SDCLK)はゲート回路33をそのまま通過し、SDメモリカード19へ供給されている。
【0048】
レジスタ21のリードコマンド応答状態ビットを参照することにより、リードコマンドに対する応答があったか否かがソフトウェアによってチェックされる。リードコマンドに対する応答があった場合には、レジスタ21aに対してクロック停止のためのソフトウェア書き込み1が行われ、これに応じてソフトウェアクロック停止信号がイネーブルとなり、クロック停止制御回路を通じてクロック供給が停止される。また、これと同時に、ソフトウェアタイマ40によってクロック信号の停止時間の計時が行われる。
【0049】
ソフトウェアタイマ40による計時が終了すると、レジスタ21aに対してクリック停止を解除するためのソフトウェア書き込みが行われ、これに応じてソフトウェアクロック停止信号がディセーブルとなり、クロック停止制御回路を通じてクロック供給が再開される。
【0050】
図7は、第2のクロック停止方法による動作を示すタイミングチャートである。
【0051】
いま、クロック発生回路31から発生されるクロック信号(SDCLK)はゲート回路33をそのまま通過し、SDメモリカード19へ供給されている。
【0052】
ハードウェアタイマ34の初期値は、あらかじめソフトウェアによるソフトウェア書き込み3によって初期値レジスタ35に設定される。
【0053】
ソフトウェアによるソフトウェア書き込み2によってイネーブル信号を出力し、バス状態監視部20を動作状態にする。バス状態監視部20によってSDバス18が監視され、リードコマンドに対する応答がSDバス18上で検出されると、タイマスタート信号が発生する。
【0054】
タイマスタート信号を受理したタイマ34はデクリメントを開始し、その期間中はタイマビジーをクロック停止制御回路32に対してアサートする。これにより、クロック供給が停止される。
【0055】
タイマ34による計時が終了すると、タイマ34はタイマビジーをデアサートする。これに応じてクロック停止信号がディセーブルとなり、クロック供給が再開される。
【0056】
次に、図9のフローチャートを参照して、データリード処理におけるクロック制御動作を説明する。なお、ここでは、前述した第1のクロック停止方法を適用した場合を想定している。
【0057】
ホストコントローラ13がSDメモリカード19へクロック信号を供給し、リードコマンドを発行する(ステップA1)。その後、割り込みがあったかどうかを調べ(ステップA2)、割り込みがあった場合にはSDメモリカード19からリードコマンドに対する応答(コマンドレスポンス)があったか否かをリードコマンド応答状態ビットを参照して調べる(ステップA3)。
【0058】
リードコマンドに対する応答でなかった場合には、他の割り込み処理を行い(ステップA4)、ステップA2からの処理を繰り返す。
【0059】
リードコマンドに対する応答であった場合には、そのリードコマンド応答状態ビットをクリアし、クロック供給の停止を行う(ステップA5)。
【0060】
タイマの計時を開始し、その計時が終了したら(ステップA6)、クロック供給の再開を行う(ステップA7)。
【0061】
なお、データサイクルの終了後は、ホストコントローラ13は、SDメモリカード19へのクロック信号の供給を停止する。
【0062】
このように本実施形態によれば、リードコマンドに対する応答をSDメモリカードより受けてからデータが読み出されるまでのリードデータ待ち時間中に、SDメモリカードへのクロック信号の供給を停止させることにより、省電力化を実現することが可能となる。
【0063】
上記実施形態ではクロック信号の供給を停止する場合の例を説明したが、代わりに、クロック信号の供給を完全に停止するのではなく、図8に示すようにクロック停止信号を時々デアサートして周波数を極端に低下させることにより、消費電力を低減させるようにしてもよい。すなわち、基本クロック周波数は変えずに、リードデータ待ち時間中はクロック制御部22から発生するクロックを部分的に間引くようにする。
【0064】
また、クロック信号の周期やデューティ比を変更することによっても消費電力を低減することが可能である。例えば、クロック発生器31に対して制御信号を送ることによりクロック発生器31から発生するクロックの周期を変更させる方法や、カウンタを用いて分周したクロックを切り替えて出力する方法などが挙げられる。
【0065】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。
【0066】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、SDメモリカードへ供給するクロック信号を制御することにより省電力化を実現するSDメモリカードホストコントローラ及びクロック制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るSDメモリカードホストコントローラを含むシステムの構成を示すブロック図。
【図2】ホストコントローラとSDメモリカードとの接続関係を詳細に示すブロック図。
【図3】データリード処理におけるクロック制御動作を示すタイミングチャート。
【図4】データのマルチブロック転送時におけるクロック制御動作を示すタイミングチャート。
【図5】ホストコントローラに備えられるクロック制御部の構成を中心に示すブロック図。
【図6】第1のクロック停止方法による動作を示すタイミングチャート。
【図7】第2のクロック停止方法による動作を示すタイミングチャート。
【図8】クロック停止信号を時々デアサートさせる動作を示すタイミングチャート。
【図9】データリード処理におけるクロック制御動作を説明するためのフローチャート。
【図10】従来技術のデータリード処理におけるクロック制御動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
11…電子機器
12…ローカルバス
13…SDメモリカードホストコントローラ
14…CPU
15…メインメモリ
16…ROM
17…SDソケット
18…SDバス
19…SDメモリカード
20…バス状態監視部
21…レジスタ
22…クロック制御部
23…制御部
24…メモリ
25…入出力インタフェース
26…メモリインタフェース
27…MPU
28…PLL回路
31…クロック発生回路31
32…クロック停止制御回路
33…ゲート回路
34…タイマ
35…初期値レジスタ
40…ソフトウェアタイマ
Claims (3)
- SD(Secure Digital)メモリカードを制御するSDメモリカードホストコントローラであって、
前記SDメモリカードへ供給するクロック信号を発生する手段と、
前記SDメモリカードへリードコマンドを発行する手段と、
前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからの経過時間を計時する計時手段と、
前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからデータが読み出されるまでのリードデータ待ち時間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給が停止されるように、前記計時手段による計時結果に基づいて、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてから所定時間の経過が計時されるまでの期間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を停止し、前記所定の時間の経過が計時された時点で前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を再開するクロック制御手段とを具備したことを特徴とするSDメモリカードホストコントローラ。 - 前記SDメモリカードと接続されるSDバスの状態を監視するバス状態監視手段を更に具備し、
前記計時手段は、前記バス状態監視手段により前記リードコマンドに対する応答が検出された場合に前記計時を開始することを特徴とする請求項1記載のSDメモリカードホストコントローラ。 - SD( Secure Digital )メモリカードを制御するSDメモリカードホストコントローラに適用されるクロック制御方法であって、
前記SDメモリカードへクロック信号を供給し、
前記SDメモリカードへリードコマンドを発行し、
前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからの経過時間を計時する計時し、
前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてからデータが読み出されるまでのリードデータ待ち時間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給が停止されるように、前記計時結果に基づいて、前記リードコマンドに対する応答を前記SDメモリカードより受けてから所定時間の経過が計時されるまでの期間中は前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を停止し、前記所定の時間の経過が計時された時点で前記SDメモリカードへのクロック信号の供給を再開することを特徴とするクロック制御方法。
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