TW201802691A - 介面電路、信號傳輸系統及其參數配置方法 - Google Patents

Abstract

一種介面電路、信號傳輸系統及其參數配置方法。該介面電路包括：FSM及協定分析器，接收第一信號，並根據第一信號配置參數值進入配置模式；以及控制器，耦接該FSM及協議分析器，接收該配置參數值並通過該配置參數值使得主機設備與存儲卡之間正常傳輸信號。通過本發明公開的介面電路，主機設備可以適應於多種模式的存儲卡且可以降低介面電路的成本。

Description

介面電路、信號傳輸系統及其參數配置方法

本發明係有關主機設備與存儲卡信號間之信號通信技術領域，特別係有關一種介面電路、信號傳輸系統以及信號傳輸方法。

第1圖所示為習知技術提供的一種用於主機設備與存儲卡，如安全數位（Secure Digital, 簡稱SD）卡、UFS卡、MMC卡等，在標準模式下通信的介面電路、與主機設備和存儲卡所組成的信號傳輸系統的示意圖100。信號傳輸系統100包括有：主機設備102、介面電路104以及存儲卡106。介面電路104中包含有PIN腳PIN 1……PIN N，用於配置適用於存儲卡正常工作的參數，其中參數包括有參數P1……參數PN。因為管腳電位是固定配置，一旦配置成功後不能隨意更改。

由於存儲卡可能具有不同的類型，且存儲卡與主機設備之間的距離、或是信號強度等原因均會影響存儲卡工作狀態外，同時由於存儲卡需要在不同模式間進行切換，在不同的模式下，介面電路104中所配置的參數是不相同的。因此，開發一種適用於存儲卡多種工作模式以及工作狀態的的電路尤顯得必要。

本發明提供了一種介面電路，該介面電路包括：FSM及協定分析器，接收第一信號，並根據第一信號配置參數值進入配置模式；以及控制器，耦接該FSM及協議分析器，接收該配置參數值並通過該配置參數值使得主機設備與存儲卡之間正常傳輸信號。

本發明還提供了一種信號傳輸系統，該信號傳輸系統包括主機設備、存儲卡以及介面電路，該介面電路提供該主機設備與存儲卡之間的通信。該介面電路包括FSM及協定分析器，從該主機設備接收第一信號，並根據第一信號配置參數值以進入配置模式；以及控制器，耦接該FSM及協議分析器，接收該配置參數值並通過該配置參數值使得主機設備與存儲卡之間正常傳輸信號。

本發明還提供了一種信號傳輸系統中參數配置方法，該參數配置方法包括：主機設備發送第一信號至存儲卡；介面電路內的控制器根據第一信號判斷該存儲卡是否正常工作，如果該存儲卡正常工作，該控制器保留現有的第一參數；反之介面電路內的FSM及協定分析器進入配置模式配置第二參數，以及該主機設備與存儲卡進入正常的通信模式。

以下將對本發明的實施例給出詳細的說明。儘管本發明透過這些實施方式進行闡述和說明，但需要注意的是本發明並不僅僅只局限於這些實施方式。相反地，本發明涵蓋後附申請專利範圍所定義的發明精神和發明範圍內的所有替代物、變體和等同物。在以下對本發明的詳細描述中，為了提供一個針對本發明的完全的理解，闡明瞭大量的具體細節。然而，本領域技術人員將理解，沒有這些具體細節，本發明同樣可以實施。在另外的一些實例中，對於大家熟知的方案、流程、元件和電路未作詳細描述，以便於凸顯本發明的主旨。

第2圖所示為根據本發明一實施例的信號傳輸系統200的方塊圖。信號傳輸系統200中包括有：主機設備202、介面電路204以及存儲卡206。主機設備202具體可以包括但不限定為能夠從存儲卡中讀取資料或將資料寫入存儲卡內的電子設備。進一步地，電子設備具體可以為存儲卡控制器晶片、存儲卡讀卡器或數位攝像機。介面電路204在存儲卡206與主機設備202間傳輸資料。在一個實施例中，介面電路204可以位於主機設備202內。可替換地，在另一個實施例中，介面電路204可以位於存儲卡206內。

介面電路204支援多個傳輸模式。多個傳輸模式具體可以包括(但不限於)：傳統模式( 如高速(HS) 模式或超高速-I(UHS-I) 模式) 及高級模式( 如超高速-II(UHS-II)模式)。高級模式下的信號傳送速率高於傳統模式下的信號傳送速率。在多個傳輸模式下傳輸的信號包括但不限定為：資料信號、命令信號以及時脈信號。在一個實施例中，高級模式下的資料傳輸速度高於傳統模式下的資料傳輸速度。

在一個實施例中，主機設備202檢測存儲卡的類型，並根據檢測結果在多個傳輸模式中選擇一個傳輸模式。若檢測結果顯示存儲卡僅支援一個模式，且主機設備202支援該模式，則主機設備202選擇存儲卡支援的模式。若檢測結果顯示存儲卡支援多個模式，並且主機設備202僅支援存儲卡所支援的多個模式中的一個模式，則主機設備202選擇主機設備202支援的模式。若存儲卡與主機設備202均支援多個傳輸模式，則主機設備202選擇共同支援存儲卡與主機設備202且具有較高信號傳送速率的傳輸模式。

如第2圖所示，介面電路204包括FSM(Finite State Machine，有限狀態機)及協定分析器241、控制器242以及轉發器243。FSM及協定分析器241的一端與主機設備202相連，FSM及協定分析器241的另一端與控制器242相連。控制器242經過FSM協定分析器241接收來自主機設備202的信號，這些信號包括：資料信號、時脈信號、以及命令信號，但不限於此。該命令信號中包含了存儲卡206的特徵資訊。根據從主機設備202接收到的命令信號，FSM及協定分析器241可以發送指令來指示控制器242控制轉發器243的閉合與斷開，以及向控制器242發送所需要的參數，該參數值由FSM及協定分析器241根據存儲卡206的類型、存儲卡與主機設備202之間的距離以及主機設備202所發送信號的強弱等來確定。進一步地，轉發器243還具有信號處理功能，例如，轉發器可根據配置的參數調整轉發信號，例如，驅動能力或相位等。

具體地，存儲卡206可以是不同類型的工作於多種模式的SD卡，例如SD2.0正常速率模式，工作頻率為25MHZ；SD2.0高速模式，工作頻率為50MHZ；SD3.0模式下，工作頻率範圍最高可以在25MHZ-208MHZ之間；SD4.0模式時，高速差分介面下，速率達到3.12Gbps或甚至更高。簡而言之，由於存儲卡類型不一樣，所與之匹配的傳輸模式也不相同。例如，SD3.0 SDR104模式的存儲卡無法適應工作頻率為50MHZ的配置參數。因此，本發明通過動態更改配置參數指令，使得不同類型的存儲卡206與主機設備202能正常的匹配工作。

進一步地，如第2圖所示，主機設備202發送命令信號，如指示操作存儲卡206的命令信號，命令信號包括有讀、寫信號等，但不限於此。例如，主機設備202發送讀取存儲卡206的命令信號，該命令信號經過轉發器243發送至存儲卡206，且控制器242中存儲著適用於操作存儲卡的第一組參數值P1……PN，如果控制器242中的第一組參數值使得存儲卡206能夠正常讀取，則控制器242保留現有的第一組參數值P1……PN。主機設備202完成對SD的讀取操作。

在另一個實施例中，主機設備202向存儲卡206發送讀取信號後，該命令信號經過轉發器243發送至存儲卡206不能正常讀取，則FSM及協議分析器241向控制器242發送指令斷開轉發器243，則存儲卡206與主機設備202之間斷開。進一步地，FSM及協定分析器241進入配置模式，重新配置適用於存儲卡206工作的第二參數P1’……PN’，並將配置完成的第二參數P1’……PN’發送至控制器242。控制器242獲取到配置的第二參數P1’……PN’後，FSM及協定分析器241重新發送指令接通轉發器243的指令。主機設備202開始對存儲卡206做進一步的操作指示。根據本發明的一實施例，當介面電路204進入配置模式配置參數時，不需要改變介面的標準定義、且配置參數過程使用的是標準的存儲卡協定外，同時也不會影響存儲卡的正常讀寫操作。

本領域技術人員可以理解的是，介面電路204可應用於各種設備，例如，數位攝影機、數位照相機、電視、機上盒、個人電腦、手機、存儲卡及存儲卡讀卡器。

第3圖所示為第2圖中介面電路204中FSM及協定分析器241的模組圖。第3圖將結合第2圖來描述。如第3圖所示， FSM及協議分析器241中具體包括有：資料獲取單元332、資料分析單元334以及參數配置單元336。其中FSM及協議分析器241的具體功能可以參照第2圖所示實施例中對FSM及協議分析器241的描述。

具體地，FSM及協定分析器241中的資料獲取單元332用於採集主機設備202所發送的信號，信號包括但不限定為：命令信號、資料信號以及時脈信號，且發送的命令信號都屬於標準的存儲卡命令。資料獲取單元332採集資料的方法是本領域技術人員所公知的技術，不再贅述。

資料獲取單元332採集到主機設備202發送的信號後發送至資料分析單元334；資料分析單元334解碼存儲卡的標準操作，並獲取適應於存儲卡206的工作模式以及對應於工作模式所需要配置的參數值。進一步地，資料分析單元334將解碼後的結果以電信號的形式發送至參數配置單元336。參數配置單元336由狀態器暫存器和組合電路組成(未示出)，並根據與介面電路204耦接的一存儲卡是否有電和該存儲卡與介面電路耦接處的電位的條件來控制參數配置單元336跳轉進入期望的模式。在一個實施例中，當現有參數配置不適應於當前存儲卡的工作模式，參數配置單元336進入配置模式，並根據存儲卡206所需要的工作模式配置參數。

進一步地，參數配置單元336將配置的參數發送至控制器242，並指示控制器242使得存儲卡206在不同的模式下工作。這裡所說的存儲卡206的不同工作模式是指適應於存儲卡206正常工作的工作模式，例如，其中的SD卡包括有：SD2.0、SD3.0、SD4.0以及SD標準模式，但不局限於此。

本發明提供的介面電路可以使得主機設備202在不更改存儲卡標準的通信協定的基礎上，通過介面電路配置參數適應性地傳輸適用於不同工作模式以及狀態的存儲卡的信號，還可以使得適用於多路工作模式的存儲卡工作在最佳狀態，並且減少了介面電路的配置參數管腳，節約成本的同時實現不同存儲卡與主機設備之間的正常傳輸。

第4圖所示為根據本發明一個實施例的為主機設備202與存儲卡206間提供通信時配置參數的信號流程示意圖400。第4圖將結合第2圖進行描述。第4圖所涵蓋的具體操作步驟僅僅為示例性說明，也就是說，本發明實施例對於其他合理的操作流程或對第4圖進行改進的操作步驟同樣適用。

在步驟401中，主機設備202（例如：手機）向存儲卡206發送指令信號，例如，讀取存儲卡的讀命令信號。具體地，由於介面電路204內的控制器242中存儲有第一參數P1……PN，主機設備202按照配置的第一參數值讀取或寫入存儲卡。

步驟402中，控制器242判斷存儲卡能否正常工作，例如，能否讀取或寫入存儲卡內資訊。具體地，主機設備產生中斷告知作業系統和設備驅動是否正常工作完成。如果有錯誤發生，會有對應的錯誤類型暫存器的值來指示，設備驅動據此得知發生了何種錯誤，然後做相應的錯誤處理。

步驟403中，如果存儲卡206能夠正常讀取或操作，則控制器242保留現有的參數配置，對存儲卡進行需要的操作，以使得存儲卡206工作在正常的工作模式。

反之，步驟404中，如果存儲卡206不能進行正常的讀取或操作，則主機設備202發送指令斷開轉發器243，而介面電路204內的FSM及協定分析器241獲取存儲卡206所需要的工作模式，例如，SD2.0模式、SD3.0模式等等，FSM及協定分析器241進入配置模式。

步驟405中，控制器242接收到配置的適用於存儲卡206的工作模式的第二參數P1’……PN’，並將配置的第二參數發送至控制器242。

步驟406中，控制器242接收到配置的第二參數後，主機設備202向存儲卡206發送信號，存儲卡206進入正常的工作模式。這裡所謂的信號，包括有：時脈信號、資料信號以及命令信號，但不局限於此。

通過本發明公開的介面電路、信號傳輸系統及其參數配置方法，可以在不更改存儲卡正常通信協定的基礎上，減少配置參數管腳，使得適應於不同工作模式的存儲卡均能實現與主機設備202之間的正常工作，很大程度地降低介面電路的製造成本。

在此使用之措辭和表達都是用於說明而非限制，使用這些措辭和表達並不將在此圖示和描述的特性之任何等同物（或部分等同物）排除在發明範圍之外，在權利要求的範圍內可能存在各種修改。其它的修改、變體和替換物也可能存在。因此，權利要求旨在涵蓋所有此類等同物。

100‧‧‧信號傳輸系統
102‧‧‧主機設備
104‧‧‧介面電路
106‧‧‧存儲卡
200‧‧‧信號傳輸系統
202‧‧‧主機設備
204‧‧‧介面電路
206‧‧‧存儲卡
241‧‧‧FSM及協定分析器
242‧‧‧控制器
243‧‧‧轉發器
332‧‧‧資料獲取單元
334‧‧‧資料分析單元
336‧‧‧參數配置單元
400‧‧‧流程
401、402、403、404、405、406‧‧‧步驟

第1圖係現有技術之信號傳輸系統的方塊圖。 第2圖係根據本發明一實施例之信號傳輸系統的方塊圖。 第3圖係第2圖中信號傳輸系統內的介面電路的方塊圖。 第4圖係第2圖中信號傳輸系統內的配置參數的工作流程圖。

200‧‧‧信號傳輸系統

202‧‧‧主機設備

204‧‧‧介面電路

206‧‧‧存儲卡

241‧‧‧協定分析器

242‧‧‧控制器

243‧‧‧轉發器

Claims (12)

1. 一種介面電路，包括：一FSM及協定分析器，接收一主機設備發送的一第一信號，並根據該第一信號配置一配置參數值以進入一配置模式；以及一控制器，耦接該FSM及協議分析器，接收該配置參數值並通過該配置參數值使得該主機設備與一存儲卡之間正常傳輸一信號。
2. 根據專利申請範圍第1項之介面電路，其中，該FSM及協議分析器中還包括：一資料獲取單元，採集該第一信號；一資料分析單元，分析該第一信號，並通過解碼該第一信號獲取該配置參數值；以及一參數配置單元，配置該配置參數值並發送給該控制器。
3. 根據專利申請範圍第1項之介面電路，其中，該第一信號為指示操作該存儲卡的一命令信號，且其中，該命令信號包含該存儲卡的特徵資訊。
4. 根據專利申請範圍第1項之介面電路，其中，該介面電路中還包括：一轉發器，該轉發器根據該配置參數值調整該第一信號，且該FSM及協議分析器通過該控制器控制該轉發器的斷開與閉合。
5. 根據專利申請範圍第4項之介面電路，其中，該FSM及協定分析器進入該配置模式時，該轉發器斷開該主機設備和該控制器的連接。
6. 一種信號傳輸系統，包括：一主機設備；一存儲卡；以及一介面電路，提供該主機設備與該存儲卡之間的一通信，該介面電路包括：一FSM及協定分析器，接收該主機設備發送的一第一信號，並根據該第一信號配置一配置參數值以進入一配置模式；以及一控制器，耦接該FSM及協議分析器，接收該配置參數值並通過該配置參數值使得該主機設備與該存儲卡之間正常傳輸一信號。
7. 根據專利申請範圍第6項之信號傳輸系統，其中，該FSM及協議分析器中還包括：一資料獲取單元，採集該第一信號；一資料分析單元，分析該第一信號，並通過解碼該第一信號獲取該配置參數值；以及一參數配置單元，配置該配置參數值並發送給該控制器。
8. 根據專利申請範圍第7項之信號傳輸系統，其中，該第一信號為指示操作該存儲卡的一命令信號，且其中，該命令信號包含該存儲卡的特徵資訊。
9. 根據專利申請範圍第6項之信號傳輸系統，其中，該介面電路中還包括：一轉發器，該轉發器根據該配置參數值調整該第一信號，且該FSM及協議分析器通過該控制器控制該轉發器的斷開與閉合。
10. 根據專利申請範圍第9項之信號傳輸系統，其中，該FSM及協定分析器進入該配置模式時，該轉發器斷開該主機設備和該控制器的連接。
11. 一種信號傳輸系統中參數配置方法，包括：一主機設備發送一第一信號至一存儲卡；一介面電路內的一控制器根據該第一信號判斷該存儲卡是否正常工作，如果該存儲卡正常工作，該控制器保留現有的一第一參數；反之，該介面電路內的一FSM及協定分析器進入一配置模式配置一第二參數；以及該主機設備與該存儲卡進入一正常的通信模式。
12. 根據專利申請範圍第11項之信號傳輸系統中參數配置方法，其中，該介面電路配置該第二參數時，該主機設備與該存儲卡之間採用標準的存儲卡協定。