KR20060132847A - 상호-모듈 메모리 액세스를 가지는 다중 모듈 회로 카드 - Google Patents

상호-모듈 메모리 액세스를 가지는 다중 모듈 회로 카드 Download PDF

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KR20060132847A
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아비아드 제르
레우벤 엘하미아스
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쌘디스크 코포레이션
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Abstract

다수 모듈, 예를 들면 비휘발성 대용량 기억 메모리를 갖는 메모리 모듈과 개별 입-출력(37a) 모듈을 가지는 착탈 가능 전자 회로 카드(33)를 기술하며, 여기서 데이터 전송들은 카드가 호스트 시스템(31)에 삽입되지만 호스트 시스템을 그 데이터가 통과하지 않고도 직접 메모리 액세스(DMA) 형태 전송으로 상호 직접적으로 제1 모듈을 통해서 행해진다. 일단 호스트가 DMA 명령어를 제공하면, 데이터 전송은, 카드를 직접 이용한 이러한 데이터 전송 동안에 호스트 공급 전력, 가능한 클록 신호 및 다른 동일 서포트를 제외하고 호스트 시스템과는 상관없이 달성된다. 전송 데이터는 무선 또는 전기적 접속 수단을 통해서 입-출력 모듈과 외부 장치 사이에서 통신될 수 있다.

Description

상호-모듈 메모리 액세스를 가지는 다중 모듈 회로 카드{MULTI-MODULE CIRCUIT CARD WITH INTER-MODULE DIRECT MEMORY ACCESS}
본 발명은 통상적으로 착탈 가능 전자 회로 카드들의 사용 및 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비휘발성 메모리 모듈 및 입력-출력("I/O") 모듈 모두를 구비하는 카드들에 관한 것이다.
널리 보급되고 있는 다양한 상업적으로 이용 가능한 비휘발성 메모리 카드들은 초소형이며, 상이한 기계 및/또는 전기 인터페이스들을 구비한다. 일례들로는 본 출원의 양수인인, 캘리포니아주, 서니베일에 소재하는 샌드디스크 코오포레이션으로부터 입수 가능한 관련 멀티미디어카드("MMC") 및 보안 디지털("SD") 메모리 카드들이 있다. 국제 표준화 기구("ISO") 및 국제 전기 표준 회의("IEC")의 표준에 적합한 다른 카드들이 있으며, 광범위하게 실행되는 일례는 ISO/IEC 7816 표준으로 공지되어 있다.
MMC에 관한 물리적 및 전기적 상세는, 캘리포니아주, 쿠페르티노에 소재하는 멀티미디어카드 어소시에이션("MMCA")에 의해 때때로 갱신되고 출판되는 "멀티미디어 시스템 상세"에 제공된다. 2000년, 1월 및 1999월 6월자의 그 상세의 버젼 2.11, 2.22 각각은 참조로 본 명세서에 통합된다. 싱글 카드에서 최대 64메가바이트의 가변 기억 용량을 가지는 MMC 제품은 현재 샌드디스크 코오포레이션으로부터 입수 가능하며, 128메가바이트의 용량은 가까운 미래에 입수 가능할 것으로 기대된다. 이러한 제품들은 샌드디스크 코오포레이션에 의해 출판된, 200년 4월자, 리비젼 2, "멀티미디어카드 제품 메뉴얼"에 기술되며, 그 메뉴얼은 특별히 참조로 본 명세서에 통합된다. MMC 제품의 전기적 동작에 관한 임의 양상들은, 또한 토마스. 엔 톰스 및 미키 홀트만의 동시 계속 출원 중인 특허 출원, 일련 번호 09/185,649, 09/186,064에 기술되어 있으며, 양자는 998년 11월 4일자로 모두 출원되고 샌드디스크 코오포레이션에 양도되었다. 물리적 카드 구조 및 그 제조 방법은 샌드디스크 코오포레이션에 양도된 미국 특허 6,040,622에 기술된다. 이러한 출원 및 특허 모두는 참조로 본 명세서에 특별히 통합된다.
보다 새로운 SD 카드는 추가 메모리 칩의 편의를 도모하는 증가된 두께를 제외하고는 동일 크기를 가지는 MMC 카드와 유사하다. 그것들 간의 주요 차이점은, SD 카드가 카드와 호스트간의 보다 빠른 데이터 전송을 가능케 하기 위하여 부가 데이터 접점들을 포함한다는 것이다. SD 카드의 다른 접점들은, SD 카드를 수용하도록 설계된 소켓들이 MMC 카드도 수용하도록 MMC 카드의 것과 동일하다. SD 카드와의 전기적 인터페이스는, 호스트의 동작에 관한 새로운 변경들이 양자 타입의 카드에 편의를 도모하도록 행해지게 하기 위해서 위에서 참조되는 그 상세의 버젼 2.11에 기술되는 MMC 제품과 대개는 거꾸로 호환 가능하도록 행해진다. SD 카드의 임의 양상들은, 2000, 8월 17일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제09/641,023호에 기술되며, 그 출원은 참조로 본 명세서에 통합된다.
ISO/IEC 7816 표준에 따라 만들어진 카드들은 MMC 및 SD 카드들과 상이한 형 태이며, 상이한 위치들의 표면 접점들과 상이한 전기적 인터페이스를 가진다. ISO/IEC 7816 표준은 "접점들을 가지는 식별 카드-집적 회로 카드"의 통상적인 타이틀을 가지며, 1994년에서 2000까지의 각각의 날에 수행하는 부분들 1-10으로 구성된다. 스위스 제네바의 ISO/IEC로부터 입수 가능한 이러한 표준, 그 카피들은 참조로 본 명세서에 특별히 통합된다. ISO/IEC 7816 카드들은, 특별히 인증되지 않은 방법으로 데이터가 판독되지 못하게 또는 불가능하게 한 보안 방법으로 저장되어야 하는 어플리케이션들에 특히 유용하다. 소형 ISO/IEC 7816은 다른 어플리케이션들 중에서 셀룰러 전화에 통상적으로 사용된다.
현재, 데이터는 메모리 카드가 접속된 호스트 시스템을 통해 메모리 카드와 일부 외부 장치 사이에서 전송된다. 이러한 메모리 카드들이 사용되는 모든 호스트 시스템들은 고속이고, 효율적이며 편리한 방법으로 임의 형태 또는 대용량의 데이터를 전송하는 데 특히 적합하다.
따라서, 본 발명은, 카드가 호스트 시스템을 통해 데이터를 통과시키지 않고 호스트 시스템에 삽입되는 경우, 데이터 전송들이 직접 메모리 액세스(DMA) 형태 전송에서 입력-출력 모듈을 통해서 대용량 기억 메모리에 직접 그리고 그 모듈로부터 행해지도록 비휘발성 대용량 기억 메모리를 갖는 메모리 모듈과 개별 입력-출력 모듈 양자를 가지는 착탈 가능 전자 회로 카드를 이용한다. 일단 호스트가 DMA 명령어를 제공하면, 데이터 전송은, 카드를 직접 이용한 이러한 데이터 전송 동안에 호스트 공급 전력, 가능한 클록 신호 및 다른 동일 서포트를 제외하고 호스트 시트템과는 상관없이 달성된다. 메모리 카드의 제어기 구조는, 또한 메모리 모듈과 입-출력 모듈 간의 이러한 DMA 전송에 관하여 제어기로서도 동작할 수 있도록 변경된다. 그 전송의 데이터는 무선 또는 전기 접속 수단 중 하나를 통해서 입-출력 모듈과 외부 장치 사이에서 통신될 수 있다. 예를 들면, 입-출력 모듈은 안테나 또는 다른 형태의 트랜시버를 구비할 수 있다.
싱글 카드에서 입-출력 모듈과 메모리 모듈 간의 DMA 메커니즘의 도입은 많은 이점을 가진다. 호스트만이 데이터 전송을 초기화하기 때문에, 그것은 실제 데이터 전송에서 최소 관련될 수 있고, 그러므로 그것은 입-출력 및 메모리 모듈들이 그것들 사이에서 데이터를 전송하는 동안에 다른 태스크들을 처리할 수 있다. 또한, 버스가 데이터 전송 동안에 휴지 상태일 수 있는 경우, 전력 소비가 감소된다. 부가적으로, DMA 메커니즘은 보다 적은 명령어 및 응답 트랜잭션을 요구하며, 따라서 데이터 전송은 종래의 방법보다 더 고속으로 되게 된다.
제1 세트의 실시예에서, 메모리 모듈 및 입-출력 모듈 각각은 카드의 버스를 통해서 호스트와 개별적으로 통신하는 그들 자신의 제어기를 가진다. 이 경우에, DMA 전송은 상기 버스를 사용할 수 있고 클록 신호는 호스트로부터 공급된다. 제2 세트의 실시예에서, 싱글 제어기는 양자 모듈에 사용되며, DMA 전송은 호스트에 그리고 그것으로부터 데이터 및 명령어를 전송하는 데 제어기에 의해 사용되는 버스와는 다른 경로를 사용한다.
다른 실시예들은 DMA 프로세스가 메모리 모듈과 입-출력 모듈 사이에서 발생하는 경우를 넘어서 더 많은 통상적인 모듈 대 모듈 DMA 프로세스까지 확장한다. 특정한 일례로는 2개 입-출력 모듈 간과 2개 메모리 모듈 간의 DMA 프로세스가 있으며, 첫 번째는 SD 카드 환경의 상황에서 발생되고, 두 번째는 USB 대용량 기억 장치의 상황에서 발생된다.
본 발명의 부가적인 상세들, 특징 및 이점들은 이하 설명으로부터 명백해지게 되고, 이 설명은 첨부 도면과 결합하여 취해질 수 있다.
도 1은 비휘발성 메모리 모듈과 입출력 모듈의 복합 카드가 사용되는 시스템을 도시한다.
도 2는 일례적인 카드의 핀 구성 및 카드가 삽입되는 시스템 소켓을 도시한다.
도 3은 도 1 및 도 2의 카드들에 관한 제1 실시예의 동작의 블록도이다.
도 4는 도 3의 카드의 보다 상세한 전자적 블록도이다.
도 5는 도 1 및 도 2의 카드들에 관한 제2 실시예의 동작의 블록도이다.
도 6은 도 5의 카드에 관한 보다 상세한 전자 블록도이다.
도 7은 본 발명의 DMA 동작을 기술하는 흐름도이다.
도 8은 예시적인 명령어 구조를 도시하는 테이블이다.
도 9는 2개 입출력 함수를 가지는 카드의 박스 도면이다.
도 10은 USB 대용량 기억 장치 실시예를 도시한다.
도 1에 관하여, 호스트 전자 시스템(31)은, 하나 또는 그 이상의 상업적으로 입수 가능한 착탈 가능 전자 회로 카드, 예를 들면 상기 배경 기술에서 언급된 카드들이 사용자에 의해 삽입되고 제거될 수 있는 소켓(33)을 포함하는 것으로 도시된다. 소켓(33)은 호스트(31) 내부에 구성될 수 있거나 또는 물리적으로 분리되어 케이블 또는 무선 수단에 의해 접속된다. 호스트(31)는 데스크톱 또는 노트북 형태의 개인용 컴퓨터일 수 있으며, 그것은 이러한 카드를 수용하는 소켓(33)을 포함한다. 이러한 카드 소켓을 포함하는 호스트 시스템들에 관한 다른 일례들로는 다양한 휴대용 전자 장치들, 예를 들면 휴대용 컴퓨터, 개인용 오르거나이저(organizer), 다른 개인용 정보 단말기("PDA"), 셀룰러 전화, 뮤직 플레이어들 등이 있다. 부가적으로, 오토 라디오들 및 글로벌 포지션 시스템("GPS") 수신기는 또한 이러한 메모리 카드 소켓을 가질 수 있다. 본 발명의 개량은 메모리 카드 소켓을 포함하는 광범위한 호스트 컴퓨터에 적용된다.
본 명세서에 기술되는 일례들에서, SD 카드가 기술되고 있지만, 그것은 본 발명이 임의 특정 타입의 착탈 가능 전자 회로 카드에 있어서의 실행에 한정되지 않는다고 하는 것을 이해하게 될 것이다. 도 2에서, SD 카드(35) 및 상대(mating) 소켓(33)의 물리적 구성이 도시된다. SD 카드의 형태는 직사각형이고, 크기는 24밀리미터×32밀리미터이며, 두께는 2.1밀리미터이고, 그 카드의 긴 쪽 측면들을 따른 협폭의 레일들(도 2에 도시되지 않음)의 두께는 1.4밀리미터이다. 본 발명은 광범위한 크기들 중 하나인 카드에 관하여 실행될 수 있지만, 길이가 50밀리미터 이하이고, 폭이 40밀리미터이고, 두께가 3밀리미터인 카드들에 상당히 유용하다.
SD 카드(35)는 9개의 표면 전기 접점(10-18)을 포함한다. 접점들(13, 14, 16)은 호스트 시스템 소켓(33)에 삽입되는 경우 전력(VSS, VDD, VSS2)에 접속된다. 카드 접점(15)은 호스트로부터 클록 신호(CL)를 수신한다. 접점(12)은 호스트로부터 명령어(CMD)를 수신하고, 응답 및 상태 신호들을 다시 호스트로 송신한다. 나머지 접점(10, 17, 18)(DAT2, DAT 3, DAT 0, DAT 1 각각)은 그것의 비휘발성 메모리에의 기억을 위해 병렬로 데이터를 수신하고, 그 메모리에서 병렬로 호스트에 데이터를 송신한다. 데이터 접점들 중 보다 적은 수의 접점은 싱글 데이터 접점(17)과 같은 용도로 선택 가능하다. 호스트와 카드 간의 데이터 전송의 최대 속도는 사용되는 병렬 데이터 경로들의 개수에 의해 한정된다. 상기 배경 기술에서 기술되는 MMC 카드는 동일한 접점 레이아웃 및 인터페이스를 가지지만, 데이터 핀들(10, 18)을 생략하고, 스페어로서 제공되는 접점(11)을 사용하지 않는다. MMC 카드는, 카드 두께가 겨우 1.4밀리미터이고 싱글 데이터 접점(17)을 가지는 것을 제외하고는 SD 카드와 크기가 동일하고 동일하게 동작한다. 카드(37)의 접점들은 소켓(33)의 각각의 핀들(20-28)을 통해서 그것의 호스트 시스템에 접속된다. 본 발명과 호환 가능한 메모리 카드들의 다른 연장들은 참조도 본 명세서에 통합되는 2001년 8월 2일자로 출원된 미국 특허 출원 09/924,185호에 기술된다.
본 발명은 착탈 가능 전자 회로 카드, 예를 들면 36으로 표시되는 메모리 모듈에 부가하여 입출력 모듈(37)을 포함하도록 변경되는 카드(35)에 기초한다. 입출력 모듈(37)은 통신 경로(41)에 의하여 임의 다른 시스템(39)과 직접 통신한다. 통신 경로(41)는 적외선 또는 고주파 신호의 사용에 의한 것과 같은 무선 또는 유 선 접속을 포함할 수 있다. 유선에 의한 경우, 카드(35)는 선들에 접촉되는 플러그를 착탈 가능하게 수용하도록 외부 소켓을 포함한다. 무선에 의한 경우, 카드(35)는 고주파 통신 또는 적외선 이미터 및 검출기를 사용하는 경우, 또는 적외선 통신이 사용되는 경우, 그것의 내부에 안테나를 포함한다. 고주파 데이터 통신의 최근 만들어진 표준은 블루투스 상세로서 출판되었으며, 그것은 200년 3월(62에서 시작)과 2000년 4월(58에서 시작)의 닥터 돕스 저널 발행물에서 나타나는 제목 "인사이드 블루투스 파트 Ⅰ"과 "인사이드 블루투스 파트 Ⅱ"의 2개 논설에서 윌슨 및 크론츠에 의하여 논의되고, 그 논설들은 참조로 본 명세서에 통합된다. 다른 무선 스킴들은 802.11 프로토콜, 예를 들면 WiFi, 및 초광대역(UBW) 기술들에 기초하는 것들을 포함한다. 통신 경로(41)에 의한 데이터 전송은 통상적으로 2개 방향으로 이루어지지만, 특정 어플리케이션들에 대해서는 확실히 한 방향 또는 나머지 방향으로 한정될 수 있다.
일부 어플리케이션에서, 입사 신호(41)는 외부 시스템(39)에 있어서 명백히 시작되지 않을 수 있다. 예를 들면, 입출력 모듈(37)은 카메라 모듈로서 기능을 하도록 카드에 통합되는 포토센서 또는 렌즈를 포함할 수 있다. 이 경우에, 신호(41)는 입사 방사이게 되고, 카드는 독립 유닛을 형성할 수 있고, 호스트가 아닌 임의 엔터티를 갖는 케이블 또는 안테나를 통해 상호 작용할 필요가 없다.
일례적인 실시예에서, 입출력 모듈(37)을 포함하는 복합 카드(35)는 배경 기술에서 전술된 SD 메모리 카드에 기초하고 그것과 호환 가능하다. 이러한 호환성에는 기계적, 전기적, 전력, 시그널링 및 소프트웨어가 포함된다. 복합 카드(35) 의 목적은 고속 데이터 I/O에 모빌 전자 장치의 낮은 전력 소비를 제공하는 것이다. 일차적인 목적은 비복합 카드 인식 호스트에 삽입되는 복합 카드가 그 장치 또는 그것의 소프트웨어의 물리적 손실 또는 붕괴를 전혀 야기하지 않는다. 이 경우에, 복합 카드는 간단하게 무시된다. 복합 카드 인식 호스트에 일단 삽입되면, 카드의 검출은, 참조로 통합되는 MMC 상세의 버전 2.11 또는 미국 특허 출원 일련 번호 09/641,023호에 기술되는 정규 수단을 통해 임의 확장으로 행해지게 된다. 이러한 상태에서, 복합 카드는 휴지 상태가 되고, 소량의 전력(1초당 평균 15mA)을 드로우잉하게 된다. 호스트에 의한 카드의 정규 초기화 및 검색 동안에, 카드는 복합 카드 장치로서 그 자체를 식별하게 된다. 호스트 소프트웨어는 터플(연결 리스트) 포맷으로 카드 정보를 얻게 되고, 카드의 I/O 함수(들)가 용인 가능하여 가동되는 지를 결정한다. 이러한 결정은 전력 요구 조건들과 같은 파라미터들 또는 적정 소프트웨어 드라이버들의 가용도에 기초한다. 카드가 용인 가능한 경우, 그것은 전반적으로 에너지 소비량을 늘릴 수 있게 되고 그것 안에 제조된 I/O 및 함수(들)를 개시한다.
일 실시예에서, I/O 액세스는 레지스터들이 기록되고 개별적으로 판독할 수 있는 메모리 액세스와는 상이하며, FAT(파일 액세스 테이블) 파일 구조 또는 블록들의 개념 없이 바로 기록되고 개별적으로 판독할 수 있다는 것이 상이하다. 이러한 레지스터들은 I/O 데이터, I/O 함수의 제어 및 상태 또는 호스트에/로부터의 전송 I/O 데이터에의 액세스를 허용한다. SD 메모리는 통상적으로 다수의 이러한 고정 크기 블록들을 판독/기록하는 명령어들과 함께 고정 블록 길이의 개념에 의존한 다. I/O는 고정 블록 길이를 가지거나 또는 가지지 않으며, 판독 크기는 기록 크기와 상이하다. 이러한 이유로, I/O 동작들은 길이(바이트 카운트) 또는 블록 크기에 기초한다.
카드 소켓을 통하여 외부 통신 시스템과 호스트 시스템간의 데이터 전송을 허용하는 시스템들은 유럽 특허 출원 EP0891047 및 국제 출원 공개 번호 WO02/19266에 기술된다. 그러나, 이러한 것들 모두는 2-카드 구조에 의존하며, 입출력 카드는 또다른 카드에 부착하고, 차례로 카드 소켓에 부착한다. 유럽 특허 출원 EP 1 001 348은 데이터 통신 특징을 포함하는 메모리형 카드 구조를 기술하지만, 오히려 한정된 메모리 및 다른 능력을 가진다.
다수의 입출력 함수 중에서 하나 또는 그 이상은 싱글 IO 모듈(37)을 형성하거나 또는 몇몇 모듈을 구비하는 카드(35)에 포함될 수 있다. 모뎀은 통신 시스템(39)이 전화 시스템인 한 일례이다. 통상적인 데이터 전송 함수는 사용자들이 전송하고자 하는 광범위한 형태의 데이터 때문에 상당히 유용하다. 이것은 오디오 및 비디오 데이터 전송, 대용량 데이터베이스 파일들, 게임들 및 다양한 다른 컴퓨터 프로그램들을 포함한다. 본 발명의 원리 양상에 따르면, 이러한 데이터는 호스트 시스템(31)을 통과하지 않고 원격 시스템(39)과 메모리 모듈(36) 사이에서 직접 전송된다. 이것은 직접 메모리 액세스("DMA") 형태이며, 긴 스트림의 데이터가 전송되는 경우에 특히 이점이 있다. 호스트(31)는 이러한 데이터 및 통신 함수를 처리하도록 하드웨어 또는 소프트웨어를 구비할 필요가 없다. 이것은 카드(35)에 의해 전적으로 실행된다. 고속 데이터 전송들, 제한된 내부 메모리 용량 등을 처리 하는 호스트 시스템(31)의 임의 제한들은 메모리 모듈(36)과의 직접 데이터 전송들을 제한하지 않는다. 그러나, 호스트(31)는 전력 및 클록 신호를 카드(35)에 제공한다.
카드 소켓(33)에 끼워 넣어지는 복합 메모리 및 입출력 카드(35)의 일부가 예를 들면 MMC 카드 또는 SD 카드(상기에서 참조로 통합되는, MMC 상세의 버젼 2.1 또는 미국 특허 출원 일련 번호 09/641,023에 기술됨)에 대해서 적정 표준에 적합하지만, 비록 그것들이 가능한 소형이고 경량으로 만들어지는 것이 바람직하여도 소켓 이상으로 연장하는 복합 카드(35)의 크기에 관하여 특정 제한들이 없다. 특히, SD 카드 상세는 이러한 연장에 대하여 허용한다. 연장의 실제 크기는 I/O 모듈(37) 또는 모듈들의 특성에 따라 종종 결정되게 된다. 예를 들면, I/O 모듈(37)은 포토그라피들이 메모리 모듈에서 카드(35)에 의해 저장될 수 있게 하는 포토센서와, 전술된 일례들 중 몇몇 일례보다 더 큰 물리적 크기를 필요로 하는 사용을 포함한다.
통상적으로, 길이 50밀리미터이고 폭이 40밀리미터 이하의 평면도에서 연장을 위한 크기는, 상기 크기보다 또한 적은 크기의 삽입 가능한 부분으로 형성되는 경우에 상당히 편리하다. 대용량 카드의 외부 부분의 두께는 추가 개수의 집적 회로 칩 및/또는 고주파수 통신용 안테나를 수용하기 위하여 표준 SD 메모리 카드들의 것보다 더 크게 만들어질 필요가 있다. 연장된 카드 부분의 두께가 6밀리미터보다 작게 만들어질 수 있고 종종 4밀리미터 보다 작게 만들어질 수 있다.
복합 카드(35)의 일례적인 실시예는 2개의 개별 모듈, 하나의 메모리(36), 하나의 I/O(37)를 나타내며, 이것은 SD 카드 형성 요소 내에 함께 있다. 호스트(31)는 메모리 카드 프로토콜 및 I/O 프로토콜 각각을 통해서 2개 모듈 각각에 액세스할 수 있다. 2개의 일례적인 실시예들의 블록도들은 도 3 및 도 5에 도시된다. (도 3 및 도 5에서, 도 1의 카드 소켓(33)은 호스트(31)의 일부로서 취해질 수 있다.)
도 3은 복합 카드(35)에 접속되는 호스트(31)를 다시 도시한다. 이 실시예에서, 메모리 모듈(도 1의 36)은 메모리 제어기(101), 메모리(103), IO 모듈(도 1의 37)은 IO 제어기(105) 및 IO 엘리먼트(107)로 구성된다. 제어기들(101, 105) 양자는 SD 카드 버스(43)에 접속되며, 그것은 다른 특징들 중에서 미국 특허 출원 일련 번호 09/641,023에 보다 충분히 기술되는 바와 같이 선택 가능 폭으로 된다. IO 소자(107)는 통신 경로(41)를 통해서 근거리 통신망(LAN)으로 취해지는 외부 시스템(39)과 다시 통신한다. 전술된 바와 같이, 카드(35)의 개별 모듈(메모리 및 IO)은 SD 카드 버스(43)를 통해 호스트(31)와 자동 통신할 수 있다.
첫 번째로, 메모리 및 IO 모듈들이 동일 카드의 일부이기는 하지만, 집중 호스트 중재에 의한 것을 제외하고 2개 모듈 사이에서 데이터를 전송하는 데 어떠한 수단도 형성되지 않는 경우를 고려해 보자. 이 경우에, 모듈 간에 전송되는 데이터의 모든 비트에 대하여, 호스트는 소스 모듈로부터 우선 판독되어 그것을 타겟 모듈(IO/메모리, 각각)에 기록해야 한다. 이것은 시간을 소비하고, 전류를 드로우잉하는 SD 카드 버스 액티비티를 야기하고, 호스트가 사용중 상태를 유지한다. 또한, 호스트가 전송되는 데이터를 버퍼링하기 위해 충분한 RAM 메모리를 구비하도록 요구되고, 그것은 일부 어플리케이션에서는 아닐 수도 있다. 호스트는 비교적 한정된 RAM 용량을 가지지만, 기술된 DMA 프로세스는 그것이 호스트를 통과하지 않고도 호스트에서의 추후 사용을 위해 메모리 모듈의 대용량 기억 메모리에 대량의 데이터를 저장하는 데 사용될 수 있다. 예를 들면, 호스트가 동작하는 다른 프로세스들을 처리하는 동안, 인터넷으로부터의 대량 파일들은 IO 모듈을 통해 메모리 모듈로 다운로딩될 수 있다.
보다 구체적으로 말하면, 호스트(31)가 그것도 메모리 모듈과 입출력 모듈 간의 직접 메모리 액세스(DMA) 없이, LAN(39)으로부터 정보를 다운로딩하고 메모리(103)의 대용량 기억 플래시 메모리에 그것을 저장하는 복합 카드(35)를 사용하는 경우를 고려해 보자. 이러한 상황은 2개 모듈이 싱글 카드에 통합되어 있지 않은 경우와 동일하다. 이 경우에, 호스트(31)가 IO 프로토콜을 통해서 LAN(39)으로부터 다운로딩되고, SD 메모리 카드 프로토콜(여기서, SD 프로토콜)을 통해서 비휘발성 메모리(103)에 저장될 것 같은 각각 및 모든 비트는 호스트(31)에 의해 직접 처리되어야 한다. 대용량 데이터, 예를 들면 뮤직 또는 비디오 콘텐트에 한하여, 상기는 특히 비효율적이다. 본 발명의 주요 양상은 이러한 동작들에서 호스트 관련을 동적으로 감소시키는 복합 카드 내에서 2개 모듈 간의 DMA 메커니즘 도입에 있다.
SD 또는 다른 복합 카드(35)에서 IO와 메모리 모듈간의 DMA 메커니즘의 도입은 많은 이점을 가진다. 호스트(31)가 데이터 전송을 초기화만 하기 때문에, 실제 데이터 전송에서 최소로 관련되고, 그러므로 IO 및 메모리 모듈들이 그것들 자 신들 사이에서 데이터를 전송하는 동안에 다른 태스크들을 처리할 수 있다. 또한, SD 버스(43)가 데이터 전송 동안에 휴지 상태인 경우에, 소비 전력은 감소된다. 부가적으로, DMA 메커니즘은 보다 적은 명령어 및 응답 트랜잭션을 요구하고, 따라서 데이터 전송은 종래의 방법보다 더 빠르게 된다.
제안된 DMA 메커니즘의 기본 개념은 호스트로 하여금 DMA 데이터 전송을 초기화시키고, 카드 모듈들이 그것들 자신들 사이에서 데이터를 전송하는 동안에 DMA 완료를 기다린다. SD 복합 카드 디자인에 관한 일례적인 실시예의 2개 형태가 나타난다. 첫 번째로, 도 3 및 도 4에 관하여 기술되고 "버스 DMA"로 언급된 바와 같이, 2개 모듈의 제어기들은 그것들 간의 최소 연결을 가지며 양자는 SD 버스까지 후크된다. 두 번째로, 도 5 및 도 6에 관하여 기술되고 "내부 DMA"로 언급된 바와 같이, 2개 함수들(메모리 및 IO)은 하나의 제어기에 의하여 관리되며, 그것은 SD 버스와 직접 인터페이스하는 카드 측의 엔터티 일 뿐이다.
도 3은 버스 DMA 실시예의 블록도이다. SD 버스(43)와 각각 인터페이스하는 카드 내에 2개의 제어기(101, 105)가 있다. 데이터는 SD 버스(43)를 통해서 메모리(103)와 IO(107) 사이에서 전송된다. 이러한 실시예에서, 호스트는 클록들을 공급하지만, 다른 그렇지 않으면 데이터 전송에 포함되지 않는다. 이 모듈에서, DMA 전송이 SD 싱글 버스 모드, 와이드 버스 모드, 또는 SPI 모드에서 서포팅될 수 있지만, 버스 폭은 미국 특허 출원 일련 번호 09/641,023호에 보다 충분히 기술되는 방법에서 DMA 동작 이전에 1비트로 세팅되는 것이 바람직하다. (SD 카드가 DMA 전송 완료시에 인터럽트를 발생하는 데 DAT1(MMC 상세의 버젼 2.11 또는 미국 특허 출원 일련 번호 09/641,023호에 기술됨)을 사용하고, 호스트가 광범위한 버스 모드에서 적법한 인터럽트 기간을 결정하는 데 버스 트랜잭션을 추적하지 않기 때문이다.)
상기 실시예에서, LAN(39)에서 메모리(103)의 비휘발성 대용량 기억 메모리에 데이터를 전송하는 경우, 데이터는 우선 통신 경로(41)를 통해 IO(107)에 전송된다. 여기서, 그것은 SD 버스(43)를 통해 IO 제어기(105)에서 메모리 제어기(101)로 전송되고, 그 다음은 메모리(103)에 전송된다. 데이터가 SD 버스(43)를 통해 전송되는 경우, 호스트는 또한 DMA 전송 동안에 상기 데이터를 액세스할 수 있다. 이러한 프로세스는 점선으로 개략적으로 도시된다. 일단 호스트가 카드에 전송을 실행하도록 명령하면, 프로세스는 클록 신호 제공은 제외하고 호스트와 상관없이 실행된다. 메모리로부터의 전송은 대응하는 반대 방법으로 실행된다.
도 4를 참조하면, 도 3에 따라 변경된 SD 카드(35) 내의 전자 시스템은 보다 상세한 형태의 블록으로 도시된다. 메모리 제어기(101)는 선들(104)에 의해 하나 또는 그 이상의 메모리 유닛(103)과 통신한다. 제어기(101)는 마이크로프로세서(106)와 그것의 인터페이스 회로들(109)을 포함한다. 인터페이스 회로(109)는 메모리(111), SD 버스/호스트 인터페이스 회로들(113), 메모리 인터페이스 회로들(115)과 차례로 상호 접속된다. 메모리 유닛(103)은 선들(104)에 접속되는 제어기 인터페이스(119)와, 플래시 메모리, 또는 비휘발성 대용량 기억 장치 어레이(121)를 포함한다. 제어기(101) 및 각각의 메모리 유닛(103)은 카드의 인쇄 회로판에 부착되고 그것에 상호 접속되는 개별 집적 회로 칩들에 통상적으로 제공되 지만, 향상되는 프로세스 기술이 허용하는 경우보다 많은 것을 싱글 칩들에 결합하는 추세이다.
인터페이스(113)에 버스(43)를 통해 접속되는, 123으로 개략적으로 표시되는 접속기는, 카드 소켓(33)(도 1 및 도 2)에 삽입되는 SD 카드의 표면 접점을 포함한다. 제어기(101)는 메모리 유닛들(103)과 카드가 접속되는 호스트 사이에서의 데이터 및 명령어들의 흐름을 제어한다. 제어기(101)는 그것이 현재 SD 카드들에서 행해지는 것과 대체로 동일한 방법으로 메모리 유닛들(103)의 동작 및 그들의 통신을 관리한다.
IO 모듈에서, IO 모듈(105)은 선들(145)을 통해서 하나 또는 그 이상의 IO 유닛들(107)과 통신한다. IO 제어기는 마이크로프로세서(147)와 그것의 인터페이스 회로들(149)을 더 포함한다. 인터페이스 회로들(149)은 메모리(151), SD 버스/호스트 인터페이스 회로들(153), 회로들(155)과 차례로 상호 접속하여, 입출력 유닛들(107)과 인터페이스한다. 다시 말하면, 제어기(105) 및 각각의 IO 유닛(107)은 카드의 인쇄 회로판에 부착되고 그것에 상호 접속되는 개별 집적 회로에 통상적으로 제공되지만, 향상된 프로세스 기술이 허용하는 경우 싱글 칩들에 보다 많은 것을 결합하는 추세이다. 선들(145)은 제어기 인터페이스 회로(133)와 상호 접속되고, 프로세서 인터페이스 회로(135)와 차례로 접속된다. 입출력 카드의 동작을 제어하는 마이크로프로세서(137), 메모리(139)는 또한 프로세서 인터페이스(135)와 접속된다. 다른 실행들은 IO 유닛(107)에 마이크로프로세서(137)를 구비하지 않지만, 대신에 임의 전용 로직과 I/O 제어기(105)에 의해 관리되는 레지스터 세트를 구비한다. 통상적으로, 어떠한 특정 DMA 소자도 메모리 제어기(101)와 I/O 제어기(105) 양자가 DMA 프로토콜을 인지하고 있는 경우에 요구되지 않는다. 결국, 회로들(141)은 더 나아가서 프로세서와, 전송 장치(143)를 통해서 송신 및/또는 수신되는 신호들 또는 데이터 사이에서 인터페이스하는 프로세서 인터페이스(135)와 접속된다. 유선 통신이 사용되는 경우, 장치(143)는 플러그용 콘센트이다. 고주파들을 사용하는 무선인 경우에, 장치(143)는 안테나이다. 적외선 통신을 사용하는 무선인 경우, 장치(143)는 적외선 방사 신호의 이미터 및/또는 검출기를 포함한다. 이의 이벤트에서, 마이크로프로세서(137)는 장치(143)와 접속기(131)간의 데이터 전송을 제어한다.
내부 DMA는 도 5 및 도 6에 관하여 도시된다. 싱글 제어기(101')는 IO 유닛(107)과 메모리 유닛(103) 사이에서 내부적으로 데이터 전송을 실행한다. SD 버스(43)는 DMA 전송 동안에 완전히 휴지 상태가 될 수 있으며, 이것에 의해 전력 소비를 감소시킨다. 따라서, 이것은 더욱 효율적인 방법이 된다. 호스트는 내부 DMA 동작 동안에 내부 DMA 동작에서 전송되는 데이터를 판독하며, 이 경우 모듈 중 하나는 데이터의 소스가 된다. 그 평행 현상을 달성하기 위하여, 호스트는 광범위한 버스 모드 인터럽트들을 서포팅하거나, 또는 카드가 내부 DMA 동작 완료시에 인터럽트를 발생시키는데 DAT1을 사용하기 때문에 DMA 동작이전에 싱글 버스 모드로 카드를 전환한다. (다시금, 버스 모드 상세들에 대하여 미국 특허 출원 일련 번호09/641,023 참조.)
내부 DMA 서포트에 관한 실시예에서, LAN(39)에서 메모리(103)의 비휘발성 대용량 기억 메모리로 데이터를 전송하는 경우, 데이터는 통신 경로(41)를 통해 IO (107)로 다시 우선 전송된다. 그러나, 그것은 SD 버스(43)를 사용하지 않고도 제어기(101')를 통해서 직접 메모리(103)에 전송된다. 이러한 프로세스는 점선으로 개략적으로 도시된다. 일단 호스트가 카드에 전송을 실행하도록 명령하면, SD 버스(43)는 휴지 상태가 되고(호스트(31)가 또한 IO 모듈로부터 판독하지 않는 경우), 그 프로세스는 호스트와 상관없이 실행된다. 메모리(103)에서 LAN(39)으로의 전송은 대응하는 반대 방법으로 실행된다. 제어기(101')에서 호스트(31)로의 약한 점선은 내부 DMA 프로세스 동안에 판독되는 임의 데이터를 도시한다. 반대 프로세스 동안에 데이터 기록의 경우, 이 화살표는 다른 방향을 향하기도 한다.
도 6은 보다 상세한 형태로 도 5에 따라 변경된 SD 카드(35) 내의 전자 시스템을 도시한다. 싱글 제어기(101')는 선들(104)을 통해서 하나 또는 그 이상의 메모리 유닛(103)과 통신하고, 선들(145)을 통해서 하나 또는 그 이상의 IO 유닛(107)과 통신한다. 메모리 유닛(103) 및 IO 유닛(107)은 도 4에 관하여 전술된 것과 동일하다. 제어기(101')는 도 4의 메모리 제어기(101)와 동일하고, 마이크로프로세서(106')와 그것의 인터페이스 회로들(109')을 더 포함하며, 메모리(111')와, SD 버스/호스트 인터페이스 회로들(113'), 메모리 인터페이스 회로들(115')과 차례로 상호 접속된다. 제어기(101')는 또한 입출력 카드와 인터페이스하도록 회로들(117)을 포함한다. 프라임(')은, 도 4의 IO 제어기(105)에서 이전에 취급된 함수들이 결합 제어기(101')에 전송되기 때문에 그것들이 다소 상이한 경우에 도 6의 제어기(101')의 소자들이 도 4의 동일 부재 소자들과 상이함을 나타내는 데 사 용된다.
제어기(101'), 각각의 메모리 유닛(103), 및 각각의 IO 유닛(107)은 카드의 인쇄 회로판에 부착되고 그것에 상호 접속되는 개별 집적 회로 칩들에 통상적으로 추가 제공되지만, 향상 프로세스 기술이 허용하는 경우 보다 많은 것을 싱글 칩들에 결합하는 추세이다. 123으로 개략적으로 도시되고 버스(43)를 통해 인터페이스(113)에 접속되는 접속기는, 카드 소켓(33)(도 1 및 도 2)에 삽입되는 SD 카드의 표면 접점들을 포함한다. 제어기(101')는 메모리 유닛들(103) 및 IO 유닛(107)과 카드가 접속되는 호스트 간의 명령어 및 데이터의 흐름을 제어한다.
통상적으로, 소정의 카드는 2개 DMA 방법들 중 하나만을 서포팅한다. 도 3 및 도 4의 실시예가 2개 제어기를 도시하고, 도 5 및 도 6이 싱글 제어기를 구비하고 있지만, 사실상 이러한 분할은 약간 인위적일 수 있으며 다양한 함수들이 상이한 카드 칩들 사이에서 다양한 방법들로 분배될 수 있다. 소자들인 싱글 칩에 결합되는 경우, 제어기간의 분배는 컨벤션의 문제를 더욱 크게 한다. 버스 DMA와 내부 DMA 프로세스 간의 원칙에 의거한 식별 특징은 IO 모듈과 대용량 기억 모듈 사이에서 사용되는 경로이다; 즉, 일례적인 실시예에서, SD 버스가 사용되는 지의 여부.
일례적인 SD 카드 실시예 내에서의 실행은 보다 상세하게 기술되게 된다. 논의를 보다 더 구체적으로 하기 위하여, 다양한 명령어, 구조들, 및 레지스터들은, "멀티미디어카드 시스템 상세" 버전 2.11 및 2.2와 미국 특허 출원 일련 번호 09/185,649 09/186,064, 09/641,023에서 보다 충분히 설명되는 것에 참조되며, 그 애플리케이션 모두는 상기에서 참조로 통합된다.
DMA 서포트를 표시하기 위하여, 2개 비트는 DMA 방법 결정을 위해 카드 제어 레지스터에 할당될 수 있다. 예를 들면, 그 비트들의 "00" 값은 어떠한 DMA도 서포트되지 않음을 의미할 수 있고, "01"은 버스 DMA를 서포트하고, "10"은 내부 DMA를 서포트함을 의미한다. 호스트는 이러한 비트들을 단 한 번만 판독할 필요가 있으며, 그 카드를 이용한 모든 이하의 DMA 트랜잭션들에 그것을 적용한다.
SD 카드 명령어 구조 내에서, 새로운 명령어 DMA_CMD는 DMA 프로세스에 대하여 정의된다. 호스트는 그것이 DMA 동작을 호출하고자 할 경우 그것을 사용한다. 일례적인 명령어 구조는 도 8의 테이블이다. 테이블에서 제1 라인은 제2 라인의 아이템들 각각에 제공되는 비트 개수이며, 그것은 상기 일례에서 다음과 같이 정의된다:
S(tart bit): 개시 비트, 항상 '0'.
D(irection): 방향. 항상 '1', 호스트에서 카드로의 전송을 가리킨다.
DMA Direction :'1'은 데이터가 IO에서 메모리로 전송됨을 의미하고, '0'은 데이터가 메모리에서 IO로 전송됨을 의미한다.
IO 함수 넘버: 호스트가 메모리 모듈로부터/로 판독/기록하고자 하는 IO 모듈 내의 함수의 개수.
OP 코드: IO 어드레스를 '0'-고정 어드레스, '1'-증분 어드레스로 정의한다.
IO 레지스터 어드레스: 판독 또는 기록하는 IO 레지스터의 개시 어드레스.
블록 카운트: DMA 동작에서 전송되는 데이터 블록들의 개수.
스터프 비트: 어떠한 의미도 없다. 항상 '0'.
CRC7: 명령어 순환 중복 점검(CRC) 비트들.
E(nd 비트): 종료 비트, 항상 '1'.
SD 또는 MMC 명령어 구조에서, 카드가 모드 적정 응답에 응답한 후에, 카드가 전송 상태에 있고 호스트로부터 데이터 트랜잭션 명령어들을 받아들일 준비가 되어 있는 경우 명령어는 적법하다.
도 7은 본 발명의 DMA 동작을 기술하는 흐름도이다. 단계 701에서, 호스트는 DMA 방법(들)이 서포트되는 지를 결정하기 위하여 카드 제어 레지스터에서 DMA 목적지 비트들을 판독한다. 카드가 DMA 모드들 양자를 서포트할 수 있지만, 바람직한 실시예들은 상세 및 실행 모두를 단순하게 하도록 카드당 한 개의 싱글 모드로 한정된다. 호스트는 단계 703에서 DMA 명령어, DMA_CMD를 카드에 전송한다. 상기는 DMA 방향(='0' 전송이 메모리 모듈에서 IO 함수로 요구되는 경우, 또는 그 반대인 경우는 '1'), 요구되는 IO 함수로 설정되는 IO 함수 넘버, OP 코드(='0' IO어드레스가 고정된 경우, 또는 '1' 증가되는 경우), IO 레지스터 어드레스(개시 IO 레지스터 어드레스를 반영하도록 설정), 블록 카운트를 포함한다. 블록 카운트는 데이터 블록들의 개수를 반영하도록 설정되고, 그것의 크기는 메모리에 대해서는 CMD16을 통해서 SD/MMC 명령어 구조의 IO에 대해서는 CMD52/53을 통해서 미리 설정된다.
단계 705에서, 카드는 DMA_DMD에 응답한다. 임의 문제가 있는 경우(예를 들 면, 불법 명령어), 흐름은 종료한다. 호스트는 단계 707에서 기록/판독 명령어를 메모리 모듈(SD/MMC 명령어 구조에서 CMDs17/18 또는 24/25)에 전송한다. DMA 형태에 기초하여, 호스트는 전송 동안에 카드에 어떤 신호들을 공급한 것인지를 결정한다. 예를 들면, 상기 방법이 버스 DMA인 경우, 호스트는 SD 버스에 클록 신호 공급을 계속하고, 그렇지 않으면 클록들을 정지시킨다.
그런 다음, 2개 모듈은 단계 711에서 그것들 사이에 데이터를 전송하며, 카드는 단계 713에서 프로세스가 완료되었음을 나타낸다. SD 카드 경우에, DMA 동작의 완료시에, 카드는 DAT1 선에 인터럽트를 발생시킨다('0으로 단언). 최종적으로, 단계 715에서 호스트는 정규 메모리와 IO 상태(SD/MMC 명령어 구조에서 CMD13 및 CMD52)를 판독하여 완료 상태를 결정한다.
SD 카드 명령어 구조에 기초하는 버스 DMA 실시예에서, 순환 중복 점검(CRC), CRC 응답 및 사용중 표시에 의한 2개 모듈 간의 핸드세이킹은 정규 동작에서 호스트와 카드 간의 핸드세이크와 동일하다. 소스 모듈은 데이터 선에 데이터를 디스플레이하고, 그 다음은 CRC16 및 종료 비트를 디스플레이한다. 타겟 모듈은 CRC 응답 및 사용중 표시로 응답한다. 모든 버스-타이밍 정의들은 규칙적인 SD 버스 타이밍에 부착한다.
전술된 바와 같이, 본 발명이 SD 카드 실시예의 환경에서 기술되고 있지만, 그것은 임의 결합 메모리/IO 카드로 확장된다. 예를 들면, 본 발명은 내부 파일 시스템들을 사용하는 복합 카드 표준, 예를 들면 스마트카드 제어기들을 하우징하는 카드까지 확장될 수 있다. 이러한 시스템에서, 호스트 관련은 호스트가 모든 쳐크(예를 들면, 디스크 클러스터 또는 파일의 운영 시스템에 적정한 다른 유닛)에 대하여 DMA 전송을 초기화하기보다는 전체 파일에 대한 DMA 동작을 명시할 수 있기 때문에 상당히 감소될 수 있다.
논의가 이제까지는 복합 메모리/입출력 카드의 경우를 고려하여 왔지만, 본 발명의 논의는 다른 다중 모듈 구조들을 가지는 카드로 확장된다. 예를 들면, 전술된 바와 같이, 카드는 도 6의 선들(145)을 따라 접속되는 몇몇 메모리 또는 IO 모듈을 구비한다. 동일하게, 메모리 모듈/IO 모듈 경우에 관하여, DMA 형태 전송은 다중 입출력 모듈을 가지는 카드에 상이한 입출력 모듈들 사이에서 실행될 수 있다.
이러한 카드의 일례로서, 다중 함수 IO 카드가 카메라 함수 및 블루투스 또는 다른 고주파 데이터 통신 함수를 포함하는 경우를 고려해 보자. 호스트, 예를 들면 PDA는 카메라를 통해 비디오를 포착하고, 블루투스를 이용하여 그것을 중앙 스테이션에 전송하고 싶어한다. 비디오 칩의 길이가 나노, 피코 또는 밀리초이든 간에, 프로세스는 오랜 시간이 걸린다. 그때에, 호스트 장치(PDA, P.C., 휴대용 등)는, 비디오 포착 및 전송 프로세스를 면밀히 관리하지 않고, 동작중인 다른 프로세싱을 처리해야 한다. 종래에는, 이러한 시스템 구성에서 2개 IO 함수들 간에 직접 전송할 방법이 전혀 없었다. 다중 IO 함수들을 가지는 IO 카드(예컨대, PCMCIA, SDIO, SD 콤보, 메모리 스틱 IO)를 호스팅하는 장치가 IO 함수들 중 2개 사이에서 데이터를 전송하고자 하는 경우, 호스트는 소스 IO 함수에서 호스트의 내부 RAM으로 데이터를 판독하여 그것을 타겟 IO 함수에 기록한다. 이러한 프로세스 는 시간과, 전류를 드로우잉하고 호스트를 사용중 상태로 유지하는 카드 버스 액티비티를 소비한다.
따라서, 본 발명의 또다른 양상은, 보다 통상적인 모듈 대 모듈 프로세스, 예를 들면 IO-to-IO DMA 프로세스에 관하여 지금까지 논의된 메모리 모듈/입출력 모듈 일례 이외의 모듈들간의 DMA 동작에 연장된다. 이전과 같이, 호스트는 시스템에 부착된 싱글 카드를 보지만, 실제 모듈은 한 개의 카드 이상을 지나서 분배될 수 있으며, 여기서 추가 카드들은 제1 카드에 부착하고, 그 제1 카드를 통해 호스트와 통신한다. 의
싱글 카드, 2개 입출력 모듈 경우를 고려할 경우, 도 9는 이러한 구성의 박스 도면이다. 도 9는 2개 모듈(37a, 37b), 2개 외부 통신 경로들(41a, 41b)이 있는 것을 제외하고는 도 1과 동일하다. 또한, 신호(41a)는 카드와 제2 LAN 또는 39와 같은 통신 시스템(도시되지 않음) 사이에 있을 수 있거나, 또는 예를 들면 입사 광이 이미징 함수에 의해 수신된다. 파선은 IO 카드에서 2개 IO 함수들간의 DMA 액세스를 나타낸다.
상기 프로세스는 다수 IO 함수 카드가 2개 IO 함수들간의 직접 메모리 액세스(DMA) 동작들을 실행할 수 있게 하고, 복합 카드에서 메모리 모듈과 입출력 모듈 사이에서 이미 기술된 프로세스의 연장에서 호스트 중재가 최소가 된다. 이러한 DMA 동작들을 실행하기 위하여, 새로운 호스트 명령어(또는 일련의 명령어)는 명령어 세트에 부가된다. IO-DMA 명령어로 칭해지는 새로운 명령어는, DMA 방향(소스 및 타겟 IO 함수들), 전송되는 블록의 개수, 각 IO 함수의 개시 어드레스, 특정 카 드 프로토콜이 지시하는 다른 파라미터들을 정의하게 된다. 명령어(도는 명령어 세트)가 제공된 후에, 카드는 "DMA 모드"를 실행한다.
도 3 및 도 4, 도 5 및 도 6에 관하여 각각 전술된 바와 같이, DMA 모드에서 2개의 동작 방법들이 더 있다. 제1 모드에서, 카드는 IO 함수들 사이에서 데이터를 전송하는 것과 동시에, 호스트-카드 버스의 데이터를 지연시킨다. 상기는, 메모리인 DMA 전송의 한 종료 시점 대신에 그것이 제2 외부 경로(도 9에서 41b)를 따라 송신 또는 수신되는 것을 제외하고는, 메모리 제어기를 대체하는 제2의 I/O 제어기 및 I/O 유닛만을 가지는 도 3과 동일한 구성이다. 카드는 인터럽트 신호를 삽입함으로써 DMA 전송의 END를 호스트에 지시한다.
제2 모드에서, 카드는 DMA 전송을 내부적으로 관리한다. 호스트-카드 버스는 완전히 휴지 상태로 남게 되고; 카드는 버스에 DMA 데이터를 디스플레이하지 않는다 카드는 DMA 전송을 내부적으로 관리한다. 호스트-카드 버스는 휴지 상태로 남게 할 수 있으며; 카드는 버스에 DMA 데이터를 디스플레이하지 않는다. 특정 카드 프로토콜이 "사용중" 표시 방법을 배정하는 경우, 전체 DMA 트랜잭션에 걸쳐 시그널링되게 된다. 전송이 종료되는 경우, 카드는 사용중 신호를 해제하고, 인터럽트 신호를 배정한다. 어떠한 호스트-카드 버스 액티비티가 DMA 전송 동안에 요구되지 않기 때문에, 상기 방법은 제1 모드보다 적은 전력을 소비한다. 상기는, 메모리인 DMA 전송의 한 개 종료 포인트 대신에 그것이 제2 외부 경로(도 9에서 41b)를 따라 송신 또는 수신되는 것을 제외하고는, 메모리 제어기와 메모리를 대체하는 제2 I/O 제어기와 I/O 유닛만을 겨우 구비하는 도 5와 동일한 구성이다.
이러한 2개 모드는 다수의 제어기까지 사용될 수 있는 다수의 토폴러지와, 이것들이 호스트-카드 버스(일례적인 실시예의 SD 버스)에 부착하는 방법을 사용할 수 있다. 입출력 유닛들은 싱글 제어기를 구비하거나 또는 각각의 모듈은 호스트-카드 버스에 부착하는 그 자신의 제어기를 구비할 수 있다; 메모리 모듈이 또한 포함되는 경우, 다수의 추가 결합들은 이용 가능하다. 예를 들면, 메모리/입출력 카드와 다수 IO 유닛들 간의 결합에서, 추가 I/O 유닛들은 도 4 및 도 6에서 유닛(107)에 동일하게 구성되며, 선들(145)을 따라 제어기에 부착한다. 더욱 통상적으로, 싱글 버스를 통해서 호스트와 통신하고, 종래에 호스트에 의하여 상호 통신할 필요가 있는 다양한 독립 모듈이 다수 개 있지만, 본 발명에 따르면 DMA 프로세스를 통해서 상호 통신할 수 있다. 다양한 상호-모듈 제어 신호들은, 2003년 11월 9일자로 출원된 요시 핀토 등에 의한 미국 특허 출원 "착탈 가능 전자 회로 카드들의 모듈들 간의 효율적 접속" 보다 상세하게 기술되어 있으며, 이 출원은 참조로 본 명세서에 통합된다.
지금까지 논의는 SD 버스 구조를 사용하여 호스트와 통신하는 SD 카드의 일례적인 실시예를 사용하여 왔다. 상호-모듈 DMA 능력을 가지는 다중 모듈 구조의 또다른 일례로서, 도 4 및 도 6에서 선들(104)을 따라 접속되는 다중 메모리 모듈들의 경우를 고려하자. 상기와 같은 SD계 실시예를 기술하기 보다는, 메모리 모듈 대 메모리 모듈 DMA 프로세스는 USB 버스 구조를 사용하여 기술된다. 전술된 실시예들에 관하여, USB 대용량 기억 장치는 메모리 모듈에 대하여 다수의 상이한 구성들을 가질 수 있으며, 그 메모리 모듈들은 USB 장치를 통해 USB 버스에 접속되는 외부 장치들 또는 장치에 삽입된다.
상기 실시예 및 이전 실시예들 모두에서, 종래 기술의 버스 구조는 호스트가 동시에 한 개 모듈과 통신하고 한 개 모듈이 그 호스트를 통해서만 또다른 모듈에 데이터를 전송할 수 있게 된다. 2개 논리 유닛들간의 파일 복사는 호스트에 의하여 직접 행해지게 되며, 일례적인 실시예들에서 논리 유닛들이 접속되는 USB 또는 SD 버스를 사용한다. 호스트는 CPU를 사용하여 그것의 RAM에 버스를 따라 소스 모듈로부터 파일을 복사하고, 각각의 전송 동안에 버스의 대역폭의 일부를 차지하는 RAM으로부터 그 버스를 따라 목적지 모듈에 파일을 전송한다. 양자 모듈들이 싱글 엔터티로서 호스트에 의해 보여지는 경우에도, 상기에서 통합되고, 2003년 11월 9일자로 출원된 요시 핀토 등에 의한, 미국 특허 출원 제목 "착탈 가능 전자 회로 카드들의 모듈들간의 효율적 접속"에 기술되는 바와 같이, 종래는 상기 방법으로 호스트의 주의를 요구하였다. 본 발명의 원리적 양상에 따르면, DMA형 동작은 상이한 논리 유닛들 사이에서 직접 허용되며, 종래에 요구되는 일종의 직접 관리로부터 버스 및 호스트를 자유롭게 한다.
도 10은 다수 논리 유닛을 서포팅할 수 있는 USB 대용량 기억 장치를 도시하고 다수의 가능 구성들을 나타낸다. 호스트(31)는 USB 버스(803)를 따라 USB 대용량 기억 장치(835)에 접속되며, 또한 다른 장치들에 대해서도 계속 접속된다. 다수의 메모리 모듈이 도시되며, 메모리 모듈들(836a, 836b)은 각각의 소켓들(833a, 833b)을 통해서 835에 접속하는 외부 카드들(851a, 851b)의 장치 및 메모리 모듈(853a, 853b)에 각각 삽입된다. 통상적으로, 이러한 장치는 이러한 상이한 구성 들 모두를 가지지 않지만, 이것들은 동일 장치에서 2개 대용량 기억 논리 유닛들간의 파일을 복사하는 상이한 형태의 DMA 전송들을 예증하는 데 사용될 수 있다. 이것들은 DMA 전송이 메모리 모듈들(836a, 836b)간에 있도록 모든 논리 유닛들이 상기 장치에 삽입되는 경우를 포함한다. USB 장치가 카드 리더로서 작용하는 또다른 일례에서, DMA 전송은 853a와 같은 카드상의 메모리 모듈과 836b와 같은 USB 장치상의 메모리 모듈 사이에 있다. USB 장치가 몇몇 카드들을 동시에 판독할 경우, DMA 전송은 2개 외부 메모리 카드들(851a, 851b) 사이에서 있을 수 있다. 전술된 실시예에서 처럼, 상기 전송은 제1 모듈의 제1 어드레스로부터의 데이터를 호스트 장치에 전송함으로써 실행되며, 그것은 목적지 모듈이 특정 제2 어드레스를 가지는 제2 모듈에 그 데이터를 전송해야 한다.
이러한 구성들 중 임의 구성에서, 호스트는 소스 논리 유닛 넘버, 소스 어드레스, 목적지 논리 유닛 넘버, 목적지 어드레스 및 바이트 카운트를 포함하는 복사 데이터 명령어를 전송할 수 있다. 상기 장치는 그것과 호스트간에 어떠한 데이터 전송도 없으면서 내부적으로 데이터 복사를 내부적으로 실행할 수 있다. 복사 명령어는 " 통과" 명령어, 새롭게 정의되는 CBW/CBI(명령어 블록 와퍼/명령어 블록 인터럽트) 명령어 또는 공급자 특정 명령어로서 전송될 수 있다. 소스 및 목적지 USB 장치가 동일한 파일 복사 트랜잭션을 인지하는 운용 시스템들은 상기 복사 명령어를 사용할 수 있다. DMA 복사 명령어는 파일 시스템이 그 장치에서 실행되는 경우, 파일에 기초될 수 있다. 또한, DMA 복사는 상이한 프로토콜들, 예를 들면: 대용량 기억 장치 클래스 to/from 오디오 장치 클래스, 통신 장치 클래스 to/from 오디오 장치 클래스 등을 서포팅하는 상이한 종료 포인트들(EP) 사이로 확장될 수도 있다.
본 발명의 다양한 양상들이 특정 실시예에 관하여 기술되고 있지만, 본 발명은 첨부 청구항의 전체 범위 내에서 보호된다는 것을 이해하게 된다.

Claims (19)

  1. 호스트 시스템에 접속 가능한 전자 회로 카드에 있어서,
    제1 모듈과;
    상기 호스트-카드 시스템으로부터의 데이터 수신 및/또는 외부에서 상기 호스트-카드 시스템으로의 데이터 송신을 포함하는 외부 데이터 전송을 실행하도록 입-출력 함수를 가지는 제2 모듈을 포함하며, 상기 카드가 접속되는 호스트로부터의 명령어에 응답하여, 상기 카드는 상기 제2 모듈과 상기 제1 모듈 간의 상기 데이터의 직접 메모리 액세스 형태 전송을 사용하여 상기 제1 모듈에/로부터의 외부 데이터 전송을 실행할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자 회로 카드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈은 입-출력 함수를 가지며, 상기 데이터는 상기 제2 모듈을 통해서 외부로부터 상기 호스트-카드 시스템에 수신되는 것인 전자 회로 카드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 데이터는 이미지 정보인 것인 전자 회로 카드.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 모듈은 이미지 센서인 것인 전자 회로 카드.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 모듈은 적외선 트랜시버를 포함하는 것인 전자 회 로 카드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 모듈은 고주파 트랜시버를 포함하는 것인 전자 회로 카드.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈과 제2 모듈은 통상의 제어기를 구비하는 것인 전자 회로 카드.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 모듈과 제2 모듈은 별개의 제어기를 구비하는 것인 전자 회로 카드.
  9. 호스트 시스템과 접속되는 전자 회로 카드의 제1 모듈과 외부 장치 간의 데이터 통신 방법으로서, 상기 호스트 시스템을 통해서가 아닌, 상기 제1 모듈과 제2 모듈 간의 직접 메모리 액세스 전송을 사용하여 입-출력 함수를 가지는 제2 모듈을 통해서, 상기 제1 모듈과 상기 외부 장치 간의 통신 데이터에 응답하여, 상기 호스트로부터 상기 카드로 명령어를 이슈하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 입-출력 모듈 내에 포함된 안테나를 통해서 상기 제2 모듈과 상기 외부 장치 간에 무선으로 통신되는 것인 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제1 모듈은 입-출력 함수를 가지며, 상기 방법은 또한 상기 제2 모듈을 통해서 외부에서 상기 호스트-카드 시스템으로 상기 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 데이터는 이미지 정보인 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제2 모듈은 이미지 센서를 포함하는 것인 방법.
  14. 호스트와;
    상기 호스트에 접속된 버스 구조와;
    전자 회로 장치와 상기 호스트 간의 데이터 및 명령어들의 통신을 위해 상기 버스에 접속 가능한 전자 회로 장치를 포함하는데, 상기 전자 회로 장치는 다수의 논리 유닛의 호스트에 데이터 및 명령어들의 통신을 제공하며, 상기 버스 구조는 상기 논리 유닛들 중 하나만이 상기 버스를 통해서 동시에 호스트와의 데이터를 변경할 수 있도록 구성되고, 상기 회로 장치는 상기 데이터의 직접 메모리 액세스 형태 전송을 사용하여 제1 및 제2의 상기 논리 유닛들 간의 데이터 전송을 실행하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제1 및 제2 논리 유닛들은 메모리 모듈들인 것인 시 스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 논리 유닛들은 상기 전자 회로 장치의 일부인 것인 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제2 논리 유닛들 중 하나 또는 그 이상은 상기 전자 회로 장치에 대하여 외부에 있으며 소켓 구조에 의해 그것에 분리 가능하게 접속되는 것인 시스템.
  18. 제14항에 있어서, 상기 전자 회로 장치는 상기 SD 표준에 적합한 전자 회로 카드인 것인 시스템.
  19. 제14항에 있어서, 상기 전자 회로 장치는 USB 장치인 것인 시스템.
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