JP4158935B2 - メモリカード用入出力装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、メモリカード用レベルシフタ及びその制御方法に係り、さらに詳しくは、メモリカード型インターフェースを有する入出力装置とホストコントローラとの間で伝送される信号の入出力を行うレベルシフタなどのメモリカード用入出力装置の改良に関する。

近年、ＬＣＤコントローラを制御したり、メモリカードに対して読み書きを行うホストコントローラは、処理速度の高速化や消費電力低減の要求から動作電圧の低電圧化が図られている。一方、ＳＤ（Secure Digital：登録商標）カードなどのメモリカードや、その周辺機器用の入出力カードは、様々な機器との互換性を確保するという観点から、ホストコントローラの動作電圧よりも高い信号電圧で動作するように規格化されている場合が少なくない。このため、信号電圧を変換するためのレベルシフタが従来から用いられている。通常、メモリカード及び入出力カードは、ホストコントローラから供給されるクロック信号に基づいて動作し、レベルシフタでは、ホストコントローラから入力されたクロック信号を電圧変換してメモリカード又は入出力カードへ出力する動作が行われる。

ホストコントローラがメモリカードにデータを書き込む際は、クロック信号と共に、ホストコントローラからの制御信号及びデータ信号がレベルシフタによって電圧変換（昇圧）されてメモリカードへ出力される。また、ホストコントローラがメモリカード内に格納されているデータを読み出す際には、メモリカードからの制御信号及びデータ信号がレベルシフタによって電圧変換（降圧）されてホストコントローラへ出力される。この様にメモリカード及びホストコントローラ間のレベルシフタ内では、データ信号を双方向に伝送しなければならないので、データ信号の伝送方向を切り替える制御が行われる。

具体的には、データ信号を伝送する信号線をドライブするドライバ回路が伝送方向に応じて設けられ、各ドライバ回路がデータ単位での伝送方向を規定するホストコントローラからのディレクション信号に基づいて切り替えられる。

なお、特許文献１には、外部からの指示を必要とすることなく、動作モードを設定するための動作モード設定信号を取り込むことができるＬＳＩが記載されている。この特許文献１に記載のＬＳＩには、メモリ制御部からの制御信号に基づいて双方向バッファの入出力方向を切り替える技術が開示されている。
特開平１１−２７３３８０号公報

一般に、ＳＤカードなどのメモリカードでは、その規格により、データ信号の入出力端子ごとの入出力方向制御が異なる複数の動作モードが規定されている。例えば、ＳＤカードには、データを１ビットで入出力するモードや４ビットで入出力するモードがあり、ＳＤＩＯカード（周辺機器用の入出力カード）には、さらに、リードウェイト（Read Wait）機能対応モードや非対応モードがある。このリードウェイト機能は、ホストコントローラが入出力カードからデータを読み出す際、入出力カードにデータの出力を一時停止させる機能であり、出力停止を指示するための制御信号がホストコントローラから入出力カードに伝送される。この制御信号は、データ信号を伝送するための信号線の１つを使用して、他の信号線におけるデータ信号の伝送方向とは無関係に、伝送される。このため、上述した様な従来のレベルシフタなどのメモリカード用入出力装置では、メモリカードや入出力カードにおける複数の動作モードのいずれにも対応させる必要があることから、データ信号ごとにディレクション信号を用意しなければならないという問題があった。すなわち、ホストコントローラは、メモリカードに対するデータの読み書きに応じて変化するディレクション信号をビットごとの各データ信号について生成しなければならないという問題があった。また、データ信号ごとのディレクション信号をメモリカード用入出力装置に入力する場合、メモリカード用入出力装置の端子数が増えるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ホストコントローラがビットごとの各データ信号について伝送方向を制御する際に生成されるディレクション信号の構成を簡素化することができるメモリカード用入出力装置及びその制御方法を提供することを目的としている。

本発明によるメモリカード用入出力装置は、メモリカード型インターフェースを有する入出力装置とホストコントローラとの間で伝送される信号の入出力を行うメモリカード用入出力装置であって、ホストコントローラから入力されたデータ信号を入出力装置へ出力する第１のドライバ回路と、上記入出力装置から入力されたデータ信号を上記ホストコントローラへ出力する第２のドライバ回路と、上記第１のドライバ回路へのデータ信号の入力及び上記第２のドライバ回路からのデータ信号の出力に共通して使用される２以上の入出力端子を介してそれぞれ伝送される上記データ信号について、各データ信号の伝送方向を切り替える伝送方向制御手段と、伝送方向情報を書き換え可能に記憶する伝送方向情報記憶手段とを備え、上記伝送方向制御手段が、上記ホストコントローラからのディレクション信号及び上記伝送方向情報に基づいて、データ信号の伝送方向を切り替えるように構成される。ここで、メモリカード型インターフェースとは、メモリカードと同じ構造又は同じプロトコルにより動作するインターフェースである。その様なインターフェースを有する入出力装置として、例えば、ＳＤＩＯカード（Secure Digital Input/Output Card）などの周辺機器用の入出力カードや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの大容量メモリデバイスを用いることができる。

このメモリカード用入出力装置では、第１のドライバ回路によりホストコントローラから入力されたデータ信号が入出力装置へ出力され、第２のドライバ回路により入出力装置から入力されたデータ信号がホストコントローラへ出力される。その際、各ドライバ回路に対するデータ信号の入出力に使用される複数の入出力端子を介してそれぞれ伝送されるデータ信号について、ホストコントローラからのディレクション信号と、書き換え可能に記憶される伝送方向情報に基づいて各データ信号の伝送方向が切り替えられる。この様な構成により、メモリカードや入出力カードの動作モードに応じた伝送方向情報を予め記憶させておくことにより、ビットごとの各データ信号について、特定の動作モードではデータに応じて伝送方向を切り替える必要のないデータ信号の伝送方向を伝送方向情報によって指定することができるので、データ信号ごとのディレクション信号を必要とすることなく、伝送方向を切り替えることができる。従って、ホストコントローラがビットごとの各データ信号について伝送方向を制御する際に生成されるディレクション信号の構成を簡素化することができる。また、ホストコントローラがデータ信号ごとのディレクション信号を用意している場合であっても、メモリカード用入出力装置に入力するディレクション信号の数を減らすことができる。

本発明によるメモリカード用入出力装置は、上記構成に加え、上記第１のドライバ回路が、信号電圧を昇圧する電圧変換回路からなり、上記第２のドライバ回路が、信号電圧を降圧する電圧変換回路からなるように構成される。

また、本発明によるメモリカード用入出力装置は、上記構成に加え、上記ホストコントローラから入力される伝送方向情報更新データに基づいて、上記伝送方向情報を書き換える伝送方向情報書き換え手段を備えて構成される。ここで、上記伝送方向情報更新データは、例えば、シリアルインターフェースを介してホストコントローラから入力される。或いは、シリアルインターフェースに代えて、パラレルバスを介して入力されるものであっても良い。

本発明によるメモリカード用入出力装置の制御方法は、ホストコントローラから入力されたデータ信号をメモリカードへ出力する第１のドライバ回路と、上記メモリカードから入力されたデータ信号を上記ホストコントローラへ出力する第２のドライバ回路とからなるメモリカード用入出力装置の制御方法であって、上記ホストコントローラから入力された伝送方向情報更新データに基づいて、レジスタに伝送方向情報を書き込む伝送方向情報書き込みステップと、上記第１のドライバ回路へのデータ信号の入力及び上記第２のドライバ回路からのデータ信号の出力に共通して使用される２以上の入出力端子を介してそれぞれ伝送される上記データ信号について、上記ホストコントローラからのディレクション信号及び上記伝送方向情報に基づいて、各データ信号の伝送方向を切り替える伝送方向切り替えステップとからなるように構成される。

本発明によるメモリカード用入出力装置及びその制御方法によれば、データ信号ごとのディレクション信号を必要とすることなく、伝送方向を切り替えることができるので、ホストコントローラがビットごとの各データ信号について伝送方向を制御する際に生成されるディレクション信号の構成を簡素化することができる。また、ホストコントローラがデータ信号ごとのディレクション信号を用意している場合であっても、メモリカード用入出力装置に入力するディレクション信号の数を減らすことができる。

図１は、本発明の実施の形態によるメモリカード用入出力装置を含むデータ伝送システムの概略構成の一例を示したブロック図である。この図には、メモリカード用入出力装置の一例としてのレベルシフタ２と、このレベルシフタ２を介して互いに通信を行うホストコントローラ１及びメモリカード２からなるシステム全体が示されている。本実施の形態によるレベルシフタ２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display:液晶ディスプレイ）コントローラなどのアプリケーションチップ内に設けられ、メモリカード３及びホストコントローラ１間で伝送される信号の入出力を行っている。

ホストコントローラ１は、メモリカード３に対してデータの読み出し及び書き込みを行う制御装置であり、クロック信号ＣＬＫ、コマンド信号ＣＭＤ、データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３、コマンドディレクション信号ＣＭＤＤＩＲ、データディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ及び伝送方向情報更新データの生成を行っている。

ホストコントローラ１により生成されるクロック信号ＣＬＫは、メモリカード３がホストコントローラ１との間でコマンド信号ＣＭＤ、データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の送受信を行うためにホストコントローラ１から供給される同期信号である。また、ホストコントローラ１がメモリカード３との間で送受信を行うコマンド信号ＣＭＤとして、ホストコントローラ１からメモリカード３には、動作モードの切り替え、データの書き込み及び読み出し等を指示する制御信号が送信され、メモリカード３からホストコントローラ１には、ホストコントローラ１からの指示に対するレスポンス信号及びメモリカード情報が送信される。コマンドディレクション信号ＣＭＤＤＩＲは、コマンド信号ＣＭＤの伝送方向を指示する制御信号である。

各データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３は、メモリカード３に書き込まれ、或いは、メモリカード３から読み出されたデータを伝送する信号であり、ビットごとに設けられている。データディレクション信号ＤＡＴＤＩＲは、各データ信号の伝送方向を指示するための制御信号であり、データ単位での伝送方向を規定する。伝送方向情報更新データは、レベルシフタ２が設けられているアプリケーションチップ内のレジスタ、例えば、ＬＣＤ表示の制御情報を格納するレジスタにデータを設定するための信号として生成される。この伝送方向情報更新データは、例えば、シリアルデータとして生成され、シリアルインターフェースを介してホストコントローラ１からレベルシフタ２に入力される。なお、シリアルインターフェースに代えて、パラレルバスを介して伝送方向情報更新データをレベルシフタ２に転送するものであっても良い。

メモリカード３は、着脱可能な小型の不揮発性記憶装置であり、ホストコントローラ１から供給されるクロック信号ＣＬＫ及びコマンド信号ＣＭＤに基づいて動作する。例えば、ＳＤ（Secure Digital：登録商標）カードなどの半導体メモリ内蔵のカードがメモリカード３として用いられ、必要に応じてレベルシフタ２に装着される。ここでは、メモリカード３に対してデータの読み出し及び書き込みが行われる場合の例について説明するが、メモリカード型インターフェースを有する入出力装置であれば、特にメモリカードである必要はない。ここでいうメモリカード型インターフェースとは、メモリカードと同じ構造又はプロトコルにより動作するインターフェースである。その様なインターフェースを有する入出力装置としては、メモリカードの他に、例えば、ＳＤＩＯカードなどの周辺機器用の入出力カードや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの大容量メモリデバイスを用いることができる。この様な入出力装置に対してデータの読み出し及び書き込みを行う場合についても同様であるものとする。

レベルシフタ２は、ホストコントローラ１及びメモリカード３間で伝送される信号の信号電圧を変換する電圧変換装置であり、複数のドライバ回路２１〜２５、伝送方向制御部２６，２７、伝送方向情報書き換え部２８及びモードレジスタ２９からなる。ホストコントローラ１は、例えば、１．８Ｖの動作電圧で動作する。一方、メモリカード３は、例えば、３．０Ｖの信号電圧で動作するように規格化されている。そこで、ホストコントローラ１及びメモリカード３間に信号電圧の変換を行うレベルシフタ２を設けることにより、ホストコントローラ１及びメモリカード３間の通信が可能となる。

ドライバ回路２１は、信号電圧を昇圧する電圧変換回路からなり、ホストコントローラ１から入力されたクロック信号ＣＬＫを昇圧してメモリカード３へ出力する動作を行っている。ドライバ回路２２は、ホストコントローラ１から入力されたコマンド信号ＣＭＤを昇圧してメモリカード３へ出力する。ドライバ回路２３は、メモリカード３から入力されたコマンド信号を降圧してホストコントローラ１へ出力する動作を行っている。ドライバ回路２４は、ホストコントローラ１から入力されたデータ信号を昇圧してメモリカード３へ出力する。ドライバ回路２５は、メモリカード３から入力されたデータ信号を降圧してホストコントローラ１へ出力する動作を行っている。ドライバ回路２４及び２５は、データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３ごとに設けられ、ビットごとのデータ信号をそれぞれドライブする。

モードレジスタ２９は、伝送方向情報を書き換え可能に記憶する記憶手段である。この伝送方向情報は、メモリカード３又は入出力カードの動作モードを指定するモード指定情報からなり、ここでは、伝送方向情報書き換え部２８により必要に応じて書き換えられる。伝送方向情報書き換え部２８は、ホストコントローラ１から入力される伝送方向情報更新データに基づいて、モードレジスタ２９の伝送方向情報を書き換える動作を行っている。

伝送方向制御部２７は、モードレジスタ２９の伝送方向情報と、ホストコントローラ１から入力されたデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲに基づいて、各データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向を切り替える制御を行っている。ここでは、メモリカード３又は入出力カードの動作モードとして、データを１ビットで入出力するモードと、４ビットで入出力するモードがあるものとする。データを１ビットで入出力する場合、データ信号ＤＡＴ０のみ伝送方向がデータ単位で切り替えられ、他のデータ信号ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３については、伝送方向が指定される。また、データを４ビットで入出力する場合には、各データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向がデータ単位で一斉に切り替えられる場合もある。この場合、データ信号ごとの伝送方向が全て同一方向となるように切り替えが行われる。また、伝送方向制御部２６は、ホストコントローラ１から入力されたコマンドディレクション信号ＣＭＤＤＩＲに基づいて、コマンド信号ＣＭＤの伝送方向を切り替える制御を行っている。

ここでは、伝送方向情報を書き換えるための伝送方向情報更新データが、メモリカード３又は入出力カードの装着時やホストコントローラ１の起動時に、当該カードから読み出されたカード情報に基づいて生成され、予め定められた制御手順に基づいて更新されるものとする。

図２は、図１のデータ伝送システムの要部における構成例を示した回路図であり、レベルシフタ２が示されている。このレベルシフタ２は、信号の伝送方向ごとに設けられた入力バッファ及び出力バッファと、伝送方向情報書き換え部２８と、データ信号ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３の伝送路ごとに設けられた伝送方向切り替え部２７ａ〜２７ｃ及びモードレジスタ２９ａ〜２９ｃと、入出力端子１０１〜１０９及び２０１〜２０６からなる。各バッファは、入力信号に基づいて出力信号線をドライブするドライバ回路である。

クロック信号の入力端子１０１にホストコントローラから入力されたクロック信号Ｈ−ＣＬＫは、入力バッファ２１ａ及び出力バッファ２１ｂを介して出力端子２０１に伝送され、メモリカードへ出力される。コマンド信号の入出力端子１０３にホストコントローラから入力されたコマンド信号Ｈ−ＣＭＤは、入力バッファ２２ａ及び出力バッファ２２ｂを介して入出力端子２０２に伝送され、メモリカードへ出力される。一方、メモリカードから入出力端子２０２に入力されたコマンド信号Ｃ−ＣＭＤは、入力バッファ２３ｂ及び出力バッファ２３ａを介して入出力端子１０３に伝送され、ホストコントローラへ出力される。このコマンド信号の伝送方向は、ホストコントローラから入力端子１０２を介して入力されるコマンドディレクション信号ＣＭＤＤＩＲに基づいて切り替えられる。このコマンドディレクション信号ＣＭＤＤＩＲは、コマンド信号の伝送方向を指示するための制御信号である。ここでは、コマンド信号の伝送方向に応じて信号レベルのハイ（high）及びロー（low）が切り替えられ、コマンドディレクション信号が出力バッファ２２ｂに入力されるとともに、当該ディレクション信号の反転信号が出力バッファ２３ａに入力されるものとする。各出力バッファ２２ｂ及び２３ａをディレクション信号のハイ又はローに応じてオンオフさせることにより、コマンド信号ＣＭＤの伝送方向が切り替えられる。

データ信号Ｈ−ＤＡＴ０の入出力端子１０５にホストコントローラから入力されたデータ信号は、入力バッファ２４ａ及び出力バッファ２４ｂを介して入出力端子２０３に伝送され、メモリカードへ出力される。一方、メモリカードから入出力端子２０３に入力されたデータ信号Ｃ−ＤＡＴ０は、入力バッファ２５ｂ及び出力バッファ２５ａを介して入出力端子１０５に伝送され、ホストコントローラへ出力される。このデータ信号ＤＡＴ０の伝送方向は、ホストコントローラから入力端子１０４を介して入力されるデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０に基づいて切り替えられる。ここでは、データ信号の伝送方向に応じて信号レベルのハイ（high）及びロー（low）が切り替えられ、データディレクション信号が出力バッファ２４ｂに入力されるとともに、当該ディレクション信号の反転信号が出力バッファ２５ａに入力されるものとする。各出力バッファ２４ｂ及び２５ａをディレクション信号のハイ又はローに応じてオンオフさせることにより、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向が切り替えられる。

データ信号Ｈ−ＤＡＴ１の入出力端子１０６にホストコントローラから入力されたデータ信号は、入力バッファ２４ａ及び出力バッファ２４ｂを介して入出力端子２０４に伝送され、メモリカードへ出力される。メモリカードから入出力端子２０４に入力されたデータ信号Ｃ−ＤＡＴ１は、入力バッファ２５ｂ及び出力バッファ２５ａを介して入出力端子１０６に伝送され、ホストコントローラへ出力される。このデータ信号ＤＡＴ１の伝送方向は、伝送方向切り替え部２７ａから出力される制御信号に基づいて切り替えられる。ここでは、データ信号の伝送方向に応じて信号レベルのハイ（high）及びロー（low）が切り替えられ、上記制御信号が出力バッファ２４ｂに入力されるとともに、当該制御信号の反転信号が出力バッファ２５ａに入力されるものとする。

伝送方向切り替え部２７ａは、データディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０とモードレジスタ２９ａに設定されている伝送方向情報に基づいて、データ信号ＤＡＴ１の伝送方向を切り替える伝送方向制御部である。

データ信号Ｈ−ＤＡＴ２の入出力端子１０８にホストコントローラから入力されたデータ信号は、入力バッファ２４ａ及び出力バッファ２４ｂを介して入出力端子２０５に伝送され、メモリカードへ出力される。メモリカードから入出力端子２０５に入力されたデータ信号Ｃ−ＤＡＴ２は、入力バッファ２５ｂ及び出力バッファ２５ａを介して入出力端子１０８に伝送され、ホストコントローラへ出力される。このデータ信号ＤＡＴ２の伝送方向は、伝送方向切り替え部２７ｂから出力される制御信号に基づいて切り替えられる。

伝送方向切り替え部２７ｂは、ホストコントローラから入力端子１０７を介して入力されるデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２と、データディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０及びモードレジスタ２９ｂに設定されている伝送方向情報に基づいて、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向を切り替える伝送方向制御部である。

データ信号Ｈ−ＤＡＴ３の入出力端子１０９にホストコントローラから入力されたデータ信号は、入力バッファ２４ａ及び出力バッファ２４ｂを介して入出力端子２０６に伝送され、メモリカードへ出力される。メモリカードから入出力端子２０６に入力されたデータ信号Ｃ−ＤＡＴ３は、入力バッファ２５ｂ及び出力バッファ２５ａを介して入出力端子１０９に伝送され、ホストコントローラへ出力される。このデータ信号ＤＡＴ３の伝送方向は、伝送方向切り替え部２７ｃから出力される制御信号に基づいて切り替えられる。

伝送方向切り替え部２７ｃは、データディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０とモードレジスタ２９ｃに設定されている伝送方向情報に基づいて、データ信号ＤＡＴ３の伝送方向を切り替える伝送方向制御部である。

伝送方向情報書き換え部２８は、入力端子１１０を介してホストコントローラから入力される伝送方向情報更新データに基づいて、各モードレジスタ２９ａ〜２９ｃに伝送方向情報を書き込んだり、既に設定されている伝送方向情報を書き換える動作を行っている。

図３は、図２のレベルシフタにおける動作の一例を示した図であり、入出力端子ごとのデータ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３に関する伝送方向の制御パターンの一例が示されている。各データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向は、データ単位での切り替えとは別に、メモリカードの動作モードに応じて切り替えられる。データ信号ＤＡＴ０の伝送方向については、データディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０に基づくデータ単位での切り替えのみが行われる。

「ケース１」には、データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向をデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって制御する場合が示され、「ケース２」には、データ信号ＤＡＴ０、ＤＡＴ１及びＤＡＴ３の伝送方向をデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって制御し、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向をデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２によって制御する場合が示されている。

また、「ケース３」には、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向をデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって制御するとともに、データ信号ＤＡＴ２の伝送路の伝送方向をデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２によって制御し、データ信号ＤＡＴ１及びＤＡＴ３の伝送方向については、それぞれのモードレジスタによって指定される方向に伝送方向を固定する場合が示されている。また、「ケース４」には、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向をデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって制御し、データ信号ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３の伝送方向をそれぞれのモードレジスタによって指定される方向に固定する場合が示されている。

この様に構成すれば、メモリカードの規格によって要求される複数の動作モードに応じた各データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向を、２つのデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０及びＤＡＴＤＩＲ２によって適切に切り替えることができる。

図４は、ＳＤカード及びＳＤＩＯカードの各モードにおけるＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の端子状態の一例が示されている。この例では、ＳＤカードの２つの動作モードと、ＳＤＩＯカードの４つの動作モードが示されている。また、図５においては、図４で示されたＳＤカード及びＳＤＩＯカードの各モード時におけるレベルシフタ２内のＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向の制御方法の一例が示されている。

ＳＤカードの動作モードは、「１ビットモード」及び「４ビットモード」があり、「１ビットモード」では、メモリカードのインターフェースにおけるデータ信号ＤＡＴ０の信号線がデータの双方向通信に使用され、その他のデータ信号ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３の信号線は、ハイインピーダンス状態となる。この動作モードでは、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられ、その他のデータ信号ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３については、伝送方向が入力固定となっている。ここでは、信号が常にメモリカードからホストコントローラへ伝送される方向に固定されている場合を入力固定と呼び、信号が常にホストコントローラからメモリカードへ伝送される方向に固定されている場合を出力固定と呼ぶことにする。

一方、ＳＤカードの「４ビットモード」では、メモリカードのインターフェースにおけるデータ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の信号線がデータの双方向通信に使用される。この動作モードでは、各データ信号の伝送方向がいずれもデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられる。

ＳＤＩＯカードの動作モードは、「１ビットモード」及び「４ビットモード」があり、それぞれさらに、「リードウェイト機能有り」及び「リードウェイト機能なし」の動作モードがある。ここでいうリードウェイト（ＲＷ）機能は、ＳＤＩＯの規格（Specification)で規定されている機能である。「１ビットモード」の「リードウェイト機能有り」では、カード側インターフェースにおけるデータ信号ＤＡＴ０の信号線がデータの双方向通信に使用され、データ信号ＤＡＴ１の信号線は、インタラプト信号の出力に使用される。また、データ信号ＤＡＴ２の信号線は、リードウェイト信号の入力に使用され、データ信号ＤＡＴ３の信号線は、ハイインピーダンス状態となる。この動作モードでは、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられるとともに、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２によって切り替えられる。その他のデータ信号ＤＡＴ１及びＤＡＴ３については、伝送方向が入力固定となっている。

インタラプト（interrupt）信号は、ＳＤＩＯカードに搭載されている「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」などの機能部が、ホストコントローラに対して出力する制御信号（割り込み信号）である。リードウェイト（Read Wait）信号は、ホストコントローラが入出力カードからデータを読み出す際、入出力カードにデータ出力を一時停止させるために生成される制御信号である。これらの制御信号は、データ出力後に、所定のタイミングで出力される。

「１ビットモード」の「リードウェイト機能なし」では、カード側インターフェースにおけるデータ信号ＤＡＴ０の信号線がデータの双方向通信に使用され、データ信号ＤＡＴ１の信号線は、インタラプト信号の出力に使用される。また、データ信号ＤＡＴ２の信号線及びデータ信号ＤＡＴ３の信号線は、ハイインピーダンス状態となる。この動作モードでは、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられるとともに、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２によって切り替えられる。その他のデータ信号ＤＡＴ１及びＤＡＴ３については、伝送方向が入力固定となっている。

一方、「４ビットモード」の「リードウェイト機能有り」では、カード側インターフェースにおけるデータ信号ＤＡＴ０の信号線及びデータ信号ＤＡＴ３の信号線がデータの双方向通信に使用され、データ信号ＤＡＴ１の信号線は、インタラプト信号の出力及びデータの双方向通信に使用される。また、データ信号ＤＡＴ２の信号線は、リードウェイト信号の入力及びデータの双方向通信に使用される。この動作モードでは、データ信号ＤＡＴ０、ＤＡＴ１及びＤＡＴ３の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられるとともに、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２によって切り替えられる。

「４ビットモード」の「リードウェイト機能なし」では、カード側インターフェースにおけるデータ信号ＤＡＴ０の信号線、データ信号ＤＡＴ２の信号線及びデータ信号ＤＡＴ３の信号線がデータの双方向通信に使用され、データ信号ＤＡＴ１の信号線は、インタラプト信号の出力及びデータの双方向通信に使用される。この動作モードでは、データ信号ＤＡＴ０、ＤＡＴ１及びＤＡＴ３の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられるとともに、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ２によって切り替えられる。

この様にして各データ信号の伝送方向を切り替えることにより、信号線ごとにデータディレクション信号が必要であった従来のレベルシフタに比べ、データディレクション信号の構成を簡素化することができる。この例では、２つのデータディレクション信号によって伝送方向を適切に切り替えることができる。これにより、ホストコントローラにおけるデータディレクション信号の出力端子や、レベルシフタにおけるデータディレクション信号の入力端子を削減することができる。

図６は、図２のレベルシフタにおける動作の他の例を示した図であり、ＳＤＩＯカードの４ビット（リードウェイト機能有り）モードが不要である場合の動作モードごとのＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向の制御方法の一例が示されている。この例には、ＳＤＩＯカードの「１ビットモード」における「リードウェイト機能有り」及び「リードウェイト機能なし」の動作モードと、「４ビットモード」における「リードウェイト機能なし」の動作モードが示されている。なお、ＳＤカードの２つの動作モードについては、図５の場合と同様である。

この例では、ＳＤＩＯカードの「１ビットモード」の各動作モードとも、データ信号ＤＡＴ０の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられ、その他のデータ信号については入力又は出力固定となっている。具体的には、「１ビットモード」の「リードウェイト機能有り」について、データ信号ＤＡＴ１及びＤＡＴ３の伝送方向が入力固定となっており、データ信号ＤＡＴ２の伝送方向が出力固定となっている。また、「１ビットモード」の「リードウェイト機能なし」については、データ信号ＤＡＴ１〜ＤＡＴ３の伝送方向が入力固定となっている。

また、「４ビットモード」の「リードウェイト機能なし」については、データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の伝送方向がデータディレクション信号ＤＡＴＤＩＲ０によって切り替えられる。この様な場合には、１つのデータディレクション信号によって各データ信号の伝送方向を適切に切り替えることができる。

図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、図１のデータ伝送システムにおける動作の一例を示したフローチャートである。まず、ホストコントローラ１は、メモリカード３、入出力カード、或いは、メモリカードと同じインターフェースを持った入出力装置が接続されていることを確認する（ステップＳ１０１）。ホストコントローラ１は、接続が確認されたカード或いは装置との間でデータ転送を開始するために各デバイスごとに予め定められた伝送方向情報を生成し、シリアル或いはパラレルデータとしてレベルシフタ２に出力する（ステップＳ１０２）。レベルシフタ２の伝送方向情報書き換え部２８は、ホストコントローラ１から入力されたデータに基づいてモードレジスタ２９の伝送方向情報を書き換える（ステップＳ１０３）。伝送方向制御部２７は、更新後の伝送方向情報に基づいて各データ信号の伝送方向の切り替えを行う（ステップＳ１０４）。

次に、ホストコントローラ１は、レベルシフタ２を介してカード或いは装置情報を読み出し、読み出した情報に基づいて当該カード或いは装置が遷移すべき動作モードを判別してレベルシフタ２の伝送方向情報を書き換えるか否かを判断する（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。

ホストコントローラ１は、メモリカード、入出力カード、或いは、メモリカードと同じインターフェースを持った入出力装置の動作モードを変更し、レベルシフタ２の伝送方向情報を更新する必要があれば、伝送方向情報の更新用データを生成し、シリアル或いはパラレルデータとしてレベルシフタ２へ出力する（ステップＳ１０７）。レベルシフタ２の伝送方向情報書き換え部２８は、ホストコントローラ１から更新用データが入力されると、更新用データに基づいてモードレジスタ２９の伝送方向情報を書き換える（ステップＳ１０８）。

伝送方向制御部２７は、更新後の伝送方向情報に基づいて各データ信号の伝送方向の切り替えを行う（ステップＳ１０９）。

本実施の形態によれば、メモリカードや入出力カード、或いは、メモリカードと同じインターフェースを持った入出力装置の動作モードに応じた伝送方向情報を予め記憶させておくことにより、ビットごとの各データ信号について、特定の動作モードではデータに応じて伝送方向を切り替える必要のないデータ信号の伝送方向を伝送方向情報によって指定することができるので、データ信号ごとのデータディレクション信号を必要とすることなく、伝送方向を常に適切に切り替えることができる。従って、ホストコントローラがビットごとの各データ信号について伝送方向を制御する際に生成されるデータディレクション信号の構成を簡素化することができる。

本発明の実施の形態によるメモリカード用入出力装置を含むデータ伝送システムの概略構成の一例を示したブロック図である。 図１のデータ伝送システムの要部における構成例を示した回路図であり、レベルシフタ２が示されている。 図２のレベルシフタにおける動作の一例を示した図であり、データ信号ＤＡＴ０〜ＤＡＴ３に関する伝送方向の制御パターンの一例が示されている。 図２のレベルシフタに接続されるメモリカードについて、各モードにおけるＤＡＴ０〜ＤＡＴ３の端子状態の一例が示されている。 図２のレベルシフタにおける動作の一例を示した図であり、メモリカードの動作モードごとの伝送方向の制御方法の一例が示されている。 図２のレベルシフタにおける動作の他の例を示した図であり、４ビット（ＲＷ有り）モード省略時の信号状態が示されている。 図１のデータ伝送システムにおける動作の一例を示したフローチャートである。

符号の説明

１ ホストコントローラ
２ レベルシフタ
３ メモリカード
２１〜２５ ドライバ回路
２１ａ，２２ａ，２３ｂ，２４ａ，２５ｂ 入力バッファ
２１ｂ，２２ｂ，２３ａ，２４ｂ，２５ａ 出力バッファ
２６，２７ 伝送方向制御部
２７ａ〜２７ｃ 伝送方向切り替え部
２８ 伝送方向情報書き換え部
２９ モードレジスタ
２９ａ〜２９ｃ モードレジスタ
１０１〜１０９及び２０１〜２０６ 入出力端子

Claims (5)

1. メモリカード型インターフェースを有する入出力装置とホストコントローラとの間で伝送される信号の入出力を行うメモリカード用入出力装置において、
   上記ホストコントローラからの入力信号を上記入出力装置へ出力する２以上の第１のドライバ回路と、
   上記入出力装置からの入力信号を上記ホストコントローラへ出力する２以上の第２のドライバ回路と、
   一対の上記第１のドライバ回路及び上記第２のドライバ回路からなる双方向回路にそれぞれ対応して設けられ、第１のドライバ回路へのデータ信号の入力及び第２のドライバ回路からのデータ信号の出力に共通して使用される２以上の入出力端子と、
   入力、出力及び入出力のいずれかを指定する伝送方向情報を上記入出力端子ごとに書き換え可能に記憶する伝送方向情報記憶手段と、
   上記各入出力端子を介して伝送されるデータ信号の伝送方向を上記伝送方向情報に基づいて制御し、上記伝送方向情報によって入出力が指定された入出力端子について、この入出力端子を介して伝送されるデータ信号の伝送方向を上記ホストコントローラから入力される共通のディレクション信号に基づいて切り替える伝送方向制御手段とを備えたことを特徴とするメモリカード用入出力装置。
2. 上記第１のドライバ回路は、信号電圧を昇圧する電圧変換回路からなり、上記第２のドライバ回路は、信号電圧を降圧する電圧変換回路からなることを特徴とする請求項１に記載のメモリカード用入出力装置。
3. 上記ホストコントローラから入力される伝送方向情報更新データに基づいて、上記伝送方向情報を書き換える伝送方向情報書き換え手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のメモリカード用入出力装置。
4. 上記伝送方向情報更新データは、シリアルインターフェースを介して入力されることを特徴とする請求項３に記載のメモリカード用入出力装置。
5. ホストコントローラからの入力信号をメモリカードへ出力する２以上の第１のドライバ回路と、上記メモリカードからの入力信号を上記ホストコントローラへ出力する２以上の第２のドライバ回路と、一対の上記第１のドライバ回路及び上記第２のドライバ回路からなる双方向回路にそれぞれ対応して設けられ、第１のドライバ回路へのデータ信号の入力及び第２のドライバ回路からのデータ信号の出力に共通して使用される２以上の入出力端子とからなるメモリカード用入出力装置の制御方法において、
   入力、出力及び入出力のいずれかを指定する伝送方向情報を上記ホストコントローラから入力される伝送方向情報更新データに基づいて上記入出力端子ごとのレジスタに書き込む伝送方向情報書き込みステップと、
   上記各入出力端子を介して伝送されるデータ信号の伝送方向を上記伝送方向情報に基づいて制御し、上記伝送方向情報によって入出力が指定された入出力端子について、この入出力端子を介して伝送されるデータ信号の伝送方向を上記ホストコントローラから入力される共通のディレクション信号に基づいて切り替える伝送方向切り替えステップとからなることを特徴とするメモリカード用入出力装置の制御方法。

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