TWI343006B - Portable module interface with timeout prevention by dummy blocks - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 組之介面，且更特定言 功能性之架構。 之 本申請案係關於與可樵式電子模 ’係關於在剛性預定介面中添加 【先前技術】 自二十世紀九十年代以來’可卸離記憶體模組已變得極 :重要，I已承襲先前由可移式碟片或由特殊備份媒體滿 足之強健可擴性利基(niche)中之許多者。此等模組通常包 括記憶體(通常為快閃記憶體)之區塊，附加操作1/0及控制 :能之控制器"遺著此等記憶體模組變得曰益盛行，其容 量顯然已增加，且每位元成本已降低。然m，開發亦引入 至少兩個其他重要方向：第―，肖此等模組之介面亦已設 計入除電腦之外的許多可攜式電子系統中。（此等系統之 實例包括攝影機及視訊記錄器、蜂巢式電話、個人數位助 理設備（PDA)、音樂及視訊播放器及此等系統之混合。）第 一，更尚級別功能性已設計入某些記憶體模組，以提供超 出簡單項取及寫入之功能（例如，關於資料安全性及保 護）。 ’、 右干實體層協定已用於此等模組，包括MMC、sd(及其 變化及派生）、CF、記憶棒及USB及其他。許多此等協定 經設計用於極強健操作，因為可卸離式模組可經不可預測 地插入或移除。確保強健操作之特徵中之一者為嚴密的逾 時規則。舉例而言，SD卡實體層規範明確地要求標準容量 SD卡之讀取逾時必須不長於1〇〇 ms，且寫入逾時不長於 127340.doc 250 ms。（此等要求有助於確保系統當正在進行卡存取時 不會J掛或卡住^ )若主機在給定逾時未獲得任何回應， 則假設卡將不回應並試圖恢復（例如，重設卡、重新啟 動、彈出等等卜（參看SD規範第i部分，實體層簡化規範 2.00版，章節4.6、4.6.1及4 6 2。此完整文獻以引用之方 式併入本文中。） 然而，有助於確保強健操作之逾時規則自身可隨著更多 功能性經設計加入模組而引發困難。特定言之，讀取及寫 入逾時要求意謂諸如安全驗證之複雜資料處理操作在所要 s賣取或寫入操作逾時之前可能未完成。 最大逾時值未必易於改變。舉例而言，介面協定規則可 已硬接線入主機側上之FPGA* ASIC。此為引入高階模組 之問題，因為不可避免硬接線入舊有硬體之約束。 當發生匯流排逾時時，主機起始重新啟動、恢復處理、 寫入放棄或電源關閉，其導致卡中之操作被放棄。然而， 當合法讀取/寫入操作逾時時產生問題。此情形可當卡在 執行需要多於逾時週期所允許之時間來完成之操作時發 生。因此，給疋架構之已有部分防止正向遷移至更複雜之 操作。 對可移式έ己憶體開發之特定迫切領域在於數位内容保 護。已作出廣泛努力以在不允許授予著作權之材料由使用 者自由分配之情形下允許授予著作權的内容之便利銷售、 傳送及使用。此方向上之一里程碑為安全數位音樂加密技 術（SDMI)，其由代表涉及保護數位音樂之安全性的資訊技 127340.doc 1343006 術、消費者電子、安全技術、内容擁有者及網際網路服務 提供者之超過180個公司及組織之工業論壇發起。另一里 程碑為通用分配存取控制媒體基準（UDac-MB)，其為將内 谷遞送至内容保護安全多媒體卡或其他媒體之保護技術， 從而為使用者提供建立、重放及交換内容之複本的便利及 合法方式。此技術係基於用於特許密鑰及加密内容之獨立 遞送之方法。Keitaide-Music(KciM)標準通常遵循UDAC-MB。

内谷中之另一重要進步為TrustedFlash™架構，其由 5&11〇131^公司在200 5年發布。丁1^4(11^4允許消費者購買 快閃記憶體卡上之付費音樂、電影及遊戲用於在行動電 話、膝上型電腦、PDA及其他可攜式設備上互換地使用。 音樂製作者及電影製片廠將能夠在TrustedFlash產品上發 布付費内容，因為其提供由此等提供者要求之優良安全性 及數位版權管理解決方案。消費者將能夠經由其行動電話 或PC自線上數位音樂服務下載付費内容。 在Trustednash技術中，卡自身充當數位版權之管理 者，因此賦予消費者在不損害其内容保護系統之情況下將 卡及其内$轉移至其他所支援設備的自ώ。TrustedFlash 卡亦充當不安全主機設備中之通时㈣4 eard)。 T—卡為極安全(由於電路板上處理器）、高效能 加密引擎及㈣改技術’其經設計以提供遠高於記憶體卡 及大多數消費型電子設備上先前已有之安全性的更高級別 安全性’ 平臺上建置之卡將提供充分數位版 127340.doc 1343006 權管理能力1而支援工業安全性標準，諸如對稱及非對 稱演算法兩者。 亦預期TrustedFiash擴展至行動商業應用及安全線上金 融交易’諸如信用卡支付、大眾運輸存取⑽一仏 access)及一次性密碼確認。 用於内容保護之架構將傾向於需要加密演算法，用於内 容認證及節點認證’及/或對檔案存取之限制(例如，用於 私人重要檔案）’及/或棺案管理費用程序，其追蹤槽案何 時"登出（check out)"至可攜式媒體。所有此情形增加處理 費用。在此等系統中’ 胃與可攜式資料模組之資料交 換將變得遠複雜於簡單讀取或寫入操作。 為實施高階内容保護特徵，資料模組應能夠保持並維護 複雜高^整性資料庫。在此f料庫架構中，充分完整性檢 查對於母-存取可為必要的。因為完整性檢查通常需要加 密計算’ ~以操作此資料庫之費用可為繁重的。因此對此 高階記憶體模組之讀取或寫人僅為表面上簡單，且對於每 -此存取必須在介面之卡側上完成大量計算。此添加之費 用可引發關於固定逾時之問題。 關於内容保護及行動資料介面之更多資訊可在以下網站 上找到其所有（以其在本申請案之申請日期之版本）皆以 引用之方式併入本文中：ytEjj/w^.keitaide.music 〇rg/ ； 一 _p."www.mm獅; http；//ww\y,sdcard.orp/ ； http://sdmi.org/。 關於安全性應用之額外資訊可在U/06/06中請之美國申 I27340.doc -10- 1343006 晴案1 1/5 5 7,028中，且在其中引用的其他材料中找到，該 申請案之所有内容以引用之方式併入本文t。 【發明内容】

本申請案揭示在對資料轉移操作添加更高級別功能性 (諸如安全性功能）之同時順應匯流排逾時要求之新方法。 此係（例如）藉由將虛擬操作包括於讀取及/或寫入操作中， 使得匯流排不會干擾更複雜功能所需之數值處理來完成。 當主機發起關於卡介面之安全操作時，其亦可程式化足以 避免逾時之一定數目的虛擬操作。 在各種實施例中，所揭示之創新提供至少以下優勢中之 一或多者： 過多逾時得以避免。 更複雜之功能可添加入已有介面中。 當更新介面軟體時，亦可更新鉼沾南 "』文新祈的虛擬區塊序列參 數，使得避免過多逾時。

固定最大逾時值得以解決，因我 ^ 囚為需要較多時間之程 序可簡單地程式化將在介& μ彡 丨面上推入之一定數目的虛 擬區塊。 改良之安全性功能可添加中。 至可攜式模組介 面定義 月匕之可攜式模組可由舊有裝 含有高階安全資料庫功 備存取。 【實施方式】 特別參考當前較佳實施例 本申請案之多種創新教示將 127340.doc (作為實例，而非限制）來描述β - ㈣本發明之各種實施例，描述-種使得記憶體系統 (】如-己隱體卡）此夠超出其寫入或讀取匯流排逾時規範 : 之系統及方法。 • 广⑷為結合可藉以實踐本發明之實施例之硬體及操作 I兄的圖A % k包括電腦系統i G之形式之通用計算設 錡Ά括處理器1 5、記憶體25及匯流排3〇，匯流排3〇將 % L括°己隐體2 5的各種系統組件可操作地耗接至處理器1 5。 可僅存在個處理器15，或可存在—個以上處理器⑴電 腦系統10可為習知電腦、分散式電腦或任何其他類型之電 腦；本發明不限於此。 匯流排3G連接至介面9〇，其可為若干類型之匯流排結構 中之任者，包括5己憶體匯流排或記憶體控制器、周邊匯 流排及使用多種匯流排架構中的任一者之區域匯流排。介 面9〇包括直接記憶體存取（DMA)控制器，其在記憶體抑 • 1/〇&備之間轉移f料及命令’諸如圖Ub)中所示之記憶體 系、，充100。δ己憶體25包括具有基本輸入/輸出系統（BI〇S)5〇 之唯讀記憶體（R〇M)40及隨機存取記憶體（RAM)45。ram 45在各個時間可含有作業系統7〇、應用程式乃、程式資料 . 85及程式模組⑼，程式模組8〇包括在下文令更詳細論述之 . 驅動程式。 如上文所描述之記憶體系統1〇〇可功能性地表示於圖 Ub)中。非揮發性記憶體系統100通常包括快閃記憶體陣列 以〇及控制器〗05。記憶體單元陣列】40可為快閃，或可為 I27340.doc •12- 1343006 • 某其他類型之非揮發性記憶體。使用者資料在控制器1 05 . 與記憶體單元陣列140之間轉移。 • 視本發明之特定實施例而定’控制器1 〇5包括（例如）以 . 下各者：處理器U 0、計時器Π 5、唯讀記憶體（R〇M) 1 3 5 及隨機存取記憶體（RAM)120。儘管計時器i丨5在圖1(b)中 指示為硬體區塊’但其亦可以儲存於控制器1 〇5内之程式 碼實施或實施為硬體與程式碼之組合。RAM 120可儲存由 處理器U 0存取之韌體及軟體以控制記憶體系統1 00之操 * 作。 控制器105亦包括：快閃介面125，其包括直接記憶體存 取（DMA)引擎；及主機介面13〇，其亦包括直接記憶體存 取（DMA)引擎。快閃介面125及主機介面13〇之責任包括分 別管理及控制控制器105與記憶體單元陣列14〇之間及控制 器1 05與電腦系統丨〇之間的通信及轉移。 特疋έ之，快閃介面125中之DMA引擎經組態以管理並 # 控制貝料至及自RAM 120及至或自記憶體單元陣列140之 轉移。主機介面130中之DMA引擎經組態以管理並控制資 料至或自電腦系統10及至或自RAM 120之轉移。控制器 1〇5經組態以使得記憶體系統1GG内之操作與其匯流排上之 • 彳喿作不同步發生。在本發明之-實施例中，主機介面13〇 _ MAi擎經組態以（例如）藉由確證或撤銷確證諸如就 '的狀I仏號來控制匯流排。當記憶體系統1 〇〇準備 好被存取時’確證就緒信號。相反，當記憶體系統100忙 於處理°P 7或執行操作時，撤銷確證就緒信號。電腦系統 127340.doc 13 1343006 ίο及記憶體系統100體現本發明之原理。根據本發明之原 理，6己隐體系統100可執行（例如）可超出其特定規範或協定 之匯流排逾時週期的讀取及寫入操作。在本發明之此實施 例中，記憶體系統100係基於SD卡規範。因此，電腦系統 10及記憶體系統100皆經組態以符合SD卡規範且皆明瞭匯 流排逾時週期。’然而，應認識到，可根據本發明實施諸如 與個人電腦記憶體卡國際協會（PCMCIA)、緊密快閃

(CF)、多媒體卡（MMC)及安全數位（sd)卡相關聯之規範之 其他規範。 通兩’根據本發明之實施例，為允許記憶體系統執行應 用程式或處理資料歷時可能超出特定規範之匯流排逾時的 時間週期，記憶體系統中之控制器撤鎖確證就緒信號並將 電腦系統之匯流排保持為"㈣"狀態直至記憶體系統將逾 時。在寫入操作期間’控制器在寫入匯流排逾時週期過期 :前自電腦系統接收虛擬資料區塊，使得匯流排逾時週期

付以重設。在讀取操作期間，控制器在讀取匯流排逾時週 期過期之前將虛擬資料區塊發送至電腦㈣，使得匯流排 逾時週期得以重設。 如上文所提及’電腦系統1G包括儲存於記憶體45中之應 用程式75。在此實例中，來白庙 " κ 采自應用程式75之至少一應用程 式為支援記憶體系統1〇〇之RAM 12〇中所儲存的安全應用 程式之安全應用程式。 叫 另外，程式模組80包括經組態以偵測卡服務之 接至卡檔案系統（例如 快閃檔案系統），處理對 存在，介 記憶體服 I27340.doc 1343006 • 務之呼叫，及監視匯流排逾時週期的驅動程式（或硬接線 - 邏輯）°驅動程式（或邏輯）提供應用程式75與記憶體系統 . 1 00之間的介面。儘管存取記憶體系統1 00所需之方法視記 ./ 憶體系統中所實施之記憶體系統的類型（亦即，記憶體技 術）而變化’但在此特定實例中，記憶體系統實施快閃規 範。驅動程式（或邏輯）經組態以將命令提供至記憶體系統 1〇〇，將資料發送至記憶體系統100並自記憶體系統1〇〇接 Φ 收資料’且在實體協定階層處管理匯流排逾時週期（例 如，寫入/讀取）。驅動程式（或邏輯）之一功能為監視來自 記憶體系統1〇〇之就緒信號且識別何時特定操作或命令已 超出匯流排逾時週期。如上文所提及，就緒信號指示記憶 體系統100準備好下一異動。若被撤銷確證，則就緒信號 指不記憶體系統35正忙於執行命令或操作且未準備好進行 下一異動。 如上文所論述，系統不靈活性之實際問題在此等功能未 • 交托至驅動程式’而至少部分駐留於硬體中時發生。（驅 動程式可經更新，但是硬體不易於改變。）各個製造商已 使用SD卡之FPGA或ASIC實施或其他介面規則，且承載此 等硬體實施之舊有裝備為不靈活的。 . 在先前技術系統中，若正在記憶體系統中執行之應用程 . &或操作為較長過程，例如超出寫人或讀取匯流排逾時週 期規範之過程，則記憶體系統將遭遇匯流排逾時。視驅動 程式之類型而定，此情形通常導致驅動程式起始重設信 號、重新啟動或記憶體系統之其他恢復過程。在任一狀況 127340.doc •15- 1343006 則電腦系統將記憶體 系統中正在執行之應 下，一旦驅動程式辨識匯流排逾時， 系統視為不再恰當工作且放棄記憶體 用程式或操作。 通常’典Μ人操作涉及電腦將寫人命令發送至記憶體 且接著等待來自記憶體之其準備好接收資料之指示。就緒 指示可為（例如）信號、狀態或任何其他協定機制…旦記 憶體就緒，則其將指示發送至電腦，且作為回應’電腦將 連串資料區塊發送至記憶體。因為記憶體就緒，所以其 可接收至少-資料區塊且可觸發、發出及驅動資料區塊之 間的忙碌信號。電腦監視來自記憶體之信號且當記憶體就 、者時，電腦將資料區塊發送至記憶體。 圖2為說明根據本發明之實施例之寫入操作之一般流程 圖。在本發明之此例示性實施例中，寫入操作係在儲存於 電腦系統Η)中之安全應用程式及料於記憶體系統刚中 的安全應用程式之背景下執行。虛擬區塊之所揭示用途適 :於防止費時之應用程式的匯流排逾時。此概念可有助於 可需要多於記憶體系統匯流排逾時規範所允許之處理時間 之處理時間的任何類型應用程式。如上文所提及本發明 不限於記憶體系統35中所執行之應用程式之類型且亦可應 用於（例如）記憶體系統内的檔案刪除或資料壓縮。 《返回參看圖2 ,在本發明之此實施例中，在步驟2〇5，電 κ系統1 〇中之應用程式（例如，安全處理）將查詢命令發送 至β己憶體系統100。特定言之，應用程式指導處理器i 5向 5己憶體系統100查詢電腦系統1〇中之應用程式應發送至記 127340.doc -16- 1343006 憶體 目° 系統1 00以避免寫入匯 流排逾時之虛擬資料區塊的數

虛擬資料區塊為具有視記憶體系統_之特定規範而定 之扇區及區塊大小的規則資料區塊。視如何界定虛擬資料 區塊而定’虛擬資料區塊中之資料可為無關的且因此可包 括-切資料。在本發明之此特定實施例中，虛擬資料區塊 中之資料為無關的。虛擬資料區塊亦可包括識別符，諸如 簽名或㈣，以便將虛擬資料區塊與有效資料區塊加 別。

執行儲存於RAM γ您指令 控制器105確定電腦系 統中之應用程式應發送至記憶體系統⑽以便防止寫人 匯流排逾時的虛擬資料區塊之數目(步驟21〇)。已知執行記 憶體系統_中之應用程式所需之最大時間及寫入匯流排 逾時週期規範，控制器1()5確定電腦系統1G中的應用程式 必須發送以避免寫入匯流排逾時之虛擬資料區塊之數目。

在^發明之此實施例中，控制器⑽藉由將與記憶體系統 規範相關聯之寫入匯流排逾時週期除以在記憶體系統中執 行應用程式所需的最大時間來確定虛擬資料區塊之數目。 舉例而言，若記憶體系統35令之應用程式（例如，安全 處理）花費10秒來完成’則控制器1〇5確定其將需要接收以 便在。己憶體系統100未超出寫入匯流排逾時週期之情形下 允許執行應用程式的虛擬資料區塊之數目。若記憶體系統 1〇〇為SD卡，則根據定義，寫入匯流排逾時為25〇 已 此控制器105確疋記憶體系統1 〇〇需要四個虛擬資料區 127340.doc -17· 1343006 塊來保持匯流排忙碌持續一秒。假設記憶體系統⑽中之 應用程式將花費H)秒來完成，則記憶體系統ι〇〇將必須每 ㈣ms接收-個虛擬資料區塊，總共4〇個虛擬資料區塊來 避免寫入匯流排逾時。雁，φ音 ^^ & 伙 11應，支意' ’對於讀取操作進行相同計 舁’僅讀取逾時週期將可能不同於寫入逾時週期。 參看圖2，已知虛擬資料區塊之數目，在步驟215，控制 器1〇5將虛擬資料區塊之數目發送至電腦系統H)中的應用

程式。根據本發明之當前實施例，在應用程式級起始此等 通信。藉由在應用程式級進行通信，驅動程式可保持現狀 且不變。 電腦系統1〇中之應用程式讀取查詢結果且起始具有合適 數目之虛擬資料區塊之虛擬寫入命令。電腦系統1〇中之應 用程式將虛擬寫入命令及虛擬資料區塊發送至記憶體系統 100。在步驟220，記憶體系統_接收虛擬資料區塊，且 虛擬寫入命令指導控制器1〇5在處理期間進入虛擬寫入狀

態。在此狀態下，控制器1〇5忽略其自電腦系統ι〇中之應 用程式接收之虛擬資料區塊。如上文所提及，虛擬資料區 塊由電腦系統10中之驅動程式監視且對驅動程式呈現為與 有效貝料區塊無差別，因此防止驅動程式起始匯流排逾 時。隨後，虛擬寫入命令由記憶體系統丨00接收。作為回 應，控制器105經由主機介面13〇撤銷確證就緒信號（亦 即’將匯流排設定為忙碌），且執行記憶體系統1〇〇中之應 用程式。 在步驟225，控制器105監視與應用程式之執行相關聯之 127340.doc 1343006 寺間週期。舉例而言，當接收到虛擬寫入命令時#制器 ⑼調用計時器115,使得其可監視寫入操作之匯流㈣時 週期°在此特定實例中’記憶體系統⑽係、基於SD規範， 所以寫入匯流排逾時週期為25〇 ms。在步驟咖，在超出 寫入匯流排逾時週期之前’計時器⑴引發逾時過期中 斷’其中斷處理器U〇且使主機介面13㈣證就緒信號。辨 識就緒信號，m電腦系統10中之驅動程式起始下一虛擬資

:斗&塊至記憶體系統1〇〇之轉移，因此防止寫入匯流排逾 時。在步驟235，t己憶體系統1〇〇接收並忽略虛擬資料區 塊》 如上文所提及，驅動程式不知道虛擬#料區塊與有效資 料區塊之間的差別。驅動程式監視虛擬資料區塊之轉移且 辨識轉移發生在寫入匯流排逾時週期内，且不起始寫入匯 b逾時此情形允許記憶體系統1 〇〇中之應用程式繼續

執仃而無匯流排逾時中斷。一旦新的虛擬資料區塊到達， 則新的虛擬資料區塊中斷調用計時器115，且在寫入匯流 排逾時週期過期之前中斷處理器105。隨後，控制器⑻執 饤應用程式，而記憶體系統100無需重設或發送至恢復過 程中。 逾時過期中斷及新的虛擬資料區塊到達中斷與處理器 110執仃δ己憶體系統100中之應用程式並行調用。兩個中斷 :執:于應用程式之週期中持續。一旦記憶體系統100完成 /、内。卩處理，由電腦系統丨0發送之剩餘虛擬資料區塊由記 憶體系統100收集，虛擬資料區塊之間無延遲。兩個虛擬 127340.d〇i -19· 料區塊之間的延遲時間可為受控參數，且可在應用 體系統規範之間改變 〜 通常，典型讀取操作涉及電腦系統將讀取命令發送至> 憶體系統，且接著等待來自記憶體系統之其 料…。如上文所提及，就緒指示可為(例 態或任何其他協定機制。一旦記憶體系統就緒，其將一連 串資料區塊發送至電腦系統。因為記憶體系統就緒，所以 其可發送至少一資料區塊且可觸發、發出及驅動資料區塊 之間的忙碌信號。 圖3為說明根據本發明之實施例的讀取操作之流程圖。 在本發明之此例示性實施例中，讀取操作係在儲存於記憶 體系統100中之安全應用程式及儲存於電腦系統1〇中的安 全應用程式之背景下執行。如同在寫入實例中，本發明適 用於防止費時之應用程式之匯流排逾時。因此，記憶體系 統10中的可能需要多於記憶體系統規範在讀取操作期間所 允許之處理時間的處理時間之任何類型之應用程式為可適 用的。如上文所提及，本發明不限於記憶體系統1〇〇中所 執行之應用程式類型，且亦可應用於（例如）記憶體系統内 的檔案刪除或資料壓縮。 在本發明之此實施例中，在步驟3〇5，執行RAM 120中 所儲存之指令，控制器105確定系統記憶體35應發送至電 腦系統1 0以防止讀取匯流排逾時的虛擬資料區塊之數目。 已知執行記憶體系統丨00中之應用程式所需之最大時間及 讀取匯流排逾時週期規範’控制器105確定應用程式應發 127340.doc -20· 送以避免讀取匯流排逾時的虛擬資料區塊之數目。在本發 明之此實施例中’控制器105藉由將與記憶體系統規範相 關聯之讀取匯流排逾時週期除以在記憶體系統中執行應用 程式所需的最大時間來確定虛擬資料區塊之數目。 舉例而言’若記憶體系統1 〇〇中之應用程式（例如，安全 處理）花費10秒來完成，則控制器105確定其將需要發送至 電知系統10中之應用程式以防止讀取匯流排逾時的虛擬資 料區塊之數目。若記憶體系統100為SD卡，則根據定義， s賣取匯流排逾時為1 〇〇 ms。已知此，控制器1 〇5確定記慢 體系統100需要10個虛擬資料區塊來保持匯流排忙碌持續 一秒。假設記憶體系統1〇〇中之應用程式將花費1〇秒來完 成’則s己憶體系統1 〇 〇將必須每1 〇 〇 m s發送一個虛擬資料 區塊，總共1 00個虛擬資料區塊來避免讀取匯流排逾時。 如同在寫入實例中，虛擬資料區塊之數目表示在記憶體 系統100中之應用程式的執行期間，電腦系統1〇中之驅動 程式監視以便防止驅動程式起始讀取匯流排逾時所需之虛 擬資料區塊的量。 已知虛擬資料區塊之數目，在步驟310，記憶體系統100 中之應用程式（例如，安全處理）將查詢命令發送至電腦系 統10。特定言之，記憶體系統100中之應用程式指導控制 器105將查詢命令發送至電腦系統1〇。查詢命令向電腦系 統1 〇報告預期來自記憶體系統i 00以避免讀取命令之執行 期間的讀取匯流排逾時之虛擬資料區塊的數目。如上文所 提及，在應用程式級起始此等通信，因此允許驅動程式保 127340.doc -21 - 1343006 持現狀且不變。 電腦系統！〇中之應用程式自記憶體系統刚讀取查詢結 果且起始虛擬讀取命令。電腦系、統1G中之應用程式將虛擬 讀取命令發送至系統記憶體100。在步驟315，記憶體系統 100接收虛擬讀取指令，且指導控制器1〇5在處理期間進入 虛擬讀取狀態。在此狀態下’控制器105在讀取匯流排逾 時週期過期之前將虛擬資料區塊發送至電腦系統10。如上 文所提及，此等虛擬資料區塊由電腦系統10中之驅動程式 監視且對驅動程式呈現為與有效資料區塊無差別。當虛擬 讀取命令由系統記憶體100接收到時，控制器105撤銷確證 就緒信號（亦即’將匯流排設定為忙碌）。 在步驟320，控制器105監視與應用程式之執行相關聯之 時間週期。舉例而言，當接收到虛擬讀取命令時，控制器 105調用計時器η5，使得其可監視記憶體系統1〇〇中之讀 取操作之匯流排逾時週期。在此特定實例中’記憶體系統 100係基於SD規範，所以讀取匯流排逾時週期為1〇〇 ms。 在步驟325，在超出讀取匯流排逾時週期之前，計時器η〗 引發逾時過期中斷，其中斷處理器11〇且使主機介面13〇確 證就緒信號。 隨後，在步驟330,控制器105將具有簽名之虛擬資料區 塊發送至電腦系統10中之應用程式。簽名允許電腦系統 中之應用程式區分虛擬資料區塊與有效資料區塊。辨識簽 名’電腦系統1 〇中之應用程式可忽略虛擬資料區塊。 電腦系統10中之驅動程式監視虛擬資料區塊之轉移且辨 127340.doc -22- 1343006 識轉移發生在讀取匯流排逾時週期内，且因此不起始讀取 匯流排逾時。如上文所提及，驅動程式不知道虛擬資料區 塊與有效虛擬區塊之間的差別。電腦系統1〇中之應用程式 接收虛擬資料區塊’辨識與虛擬資料區塊相關聯之簽名， 且忽略虛擬資料區塊。

^在發送新的虛擬資料區塊後，新的資料區塊即發送中斷 凋用什時器1 15，其在讀取匯流排逾時週期過期之前中斷 處理器110，從而允許控制器105在記憶體系統1〇〇無需重 設或發送至恢復過程中之情形下執行應用程式。 逾時過期中斷及新的虛擬資料區塊發送中斷與處理器 1〇5執行記憶體系統⑽中之應用程式並行調用。兩個中斷 在執行應用程式之週期t持續。兩個虛擬f料區塊之間的 延遲時間可為受控參數且可在應用及記憶體系統架構 改變。

根據各個所揭示實施例，提供：一種用於在主機系統與 含有安全存取記憶體之可卸離式電子模組之間介接之方 法，其包含以下動作：a)當所命令之寫入需要可卸離式模 组中之安全儲存操作時’執行一連串虛擬寫入，其足夠長 以允許可卸離式模組在無匯流排逾時的情形下完成安全儲 存操作；及b)當所命令之讀取需要加密操作以便組譯所要 資料時’則執行虛擬讀取週期以避免逾時；藉此可將複雜 程序覆疊於舊有匯流排架構上。 根據各個所揭示實施例，提供：_種用於在主機系統與 資料模組之間介接之方法’其包含以下動作：a)當所命令 127340.doc -23- 1343006 之寫入週期需要複雜計算來完成 征週♦疮』 町⑴寫入其間具有時間 者姘么入 旦芏70成遠複雜計算；及b) *所命令之讀取週期需要複雜計算 且右拄„ 作T异來疋成時，則執行其間 算有夺間延遲之虛擬讀取以避免逾時，直至完成該複雜計 根據各個所揭示實施例，提供〔一 ^ ^ ^ -Γ * 種用於在系統與含有 。己隱體之可卸離式電子模組之間介接之方法，其包含以下

動作.a)當在寫入週期期間需要複雜處理操作時，寫入虛 擬=以避免逾時；及b)當在讀取週期期間需要複雜處理 =時，執行虛擬讀取以避免逾時；藉此可將㈣㈣覆 皆於售有匯流排架構上。 盘根：各個所揭示實施例，提供：一種用於避免電腦系統 ^己憶體糸統之間的匯流排逾時之方法，該方法包含：確 =在無寫入匯流排逾時週期發生之情形下執行記憶體系統 之應用程式所需要的虛擬資料區塊之數目；使電腦系統 :曉虛擬資料區塊之數目；自電腦系統接收虛擬寫入命 令’其起始記憶體系統忽略虛擬資料區塊之狀態；向電腦 糸統指示記憶體系統忙碌；執行記憶體系統中之庫用程 式；監視與記憶體系統中之應用程式之執行相關聯的時間 ^期’在時間週期超出寫入匯流排逾時週期之前指示記憶 體系、先就緒’及自電腦系統接收虛擬資料區塊。 根據各個所揭不實施例，提供：一種在含有安全存取圮

憶體之可卸離式電子模組中實施的用於與主機系統介接^ 方法，其句合I 、 了動作：當所命令之讀取需要加密操作以 127340.doc •24- T組釋所要資料時，則執行虛擬讀取週期以避免逾時，直 t資料被組澤並讀出；藉此可將複雜程序覆疊 匯流排架構上。 :據各個所揭示實施例，提供：一種用於與安全資料模 ’·且"接之方法’其包含以下動作：當所命令之寫入週期需 要複雜計算來完成時’貝·丨寫入其間具有時間延遲之虛擬區 二★避免逾時直至完成該複雜計算；及至少在已完成該 。异且已完成所命令之寫入週期時吾棄該等虛擬區塊。 據各個所揭不實施例，提供：一種用於避免電腦系統 與記憶體系統之間的匯流排逾時之方法，該方法包含：確 定在無讀取匯輯逾時週期發生之情形下執行錢體系統 中之應用程式所需要的虛擬f料區塊之數目；冑電腦系統 知曉虛擬資料區塊之數目；肖電腦系統指示記憶體系統忙 碌；執行記憶體系統中之應用程式；監視與記憶體系統中 之應用程式之執行相關聯的時間週期；在時間週期超出讀 取匯流排料週期之前指示記憶㈣統就緒；及將虛擬資 料區塊及識別符發送至電腦系統。 根據各個所揭示實施例，提供：一種用於避免電腦系統 與記憶體系統之間的匯流排逾時之系统，該記憶體系統包 含：記憶體單元陣列；及連接至記憶體單元陣列之控制 器，該控制器經組態以執行：確定在無寫人匯流排逾時週 期發生之情形下執行控制器中之應用程式所需要的虛擬資 料區塊之數目；使電腦系統知曉虛擬資料區塊之數目；自 電腦系統接收虛擬寫入命令，其起始控制器忽略虚擬資料 127340.doc -25 - 1343006 區塊之狀態；向電腦系統指示記憶體系統忙碌；執行控制 器中之應用程式，·監視與控制器中之應用裎式之執行相關 聯的時間週期；在時間週期超出寫人匯流排逾時週期之前 指示記憶體系統就緒；&自電腦系統接收虛擬資料區塊。

根據各個所揭示實施例，提供：一種用於避免電腦系統 與記憶體系統之間的匯流排逾時之系統，該記憶體系統包 含·記憶體單元陣列；及連接至記憶體單元陣列之控制 器，該控制器經組態以執行：確定在無讀取匯流排料週 期發生之情形下執行控制器中之應用程式所需要的虛擬資 料區塊之數目；使電腦系統知曉虛擬資料區塊之數目·向 電腦系統指示記憶體系統忙碌；執行控制器中之應用程 式；監視與控制器中之應用程式之執行相關聯的時間週 期；在時間週期超出讀取匯流排逾時週期之前指示記憶體 系統就緒；及將虛擬資料區塊及識別符發送至電腦系統。 修改及變化

如將由熟習此項技術者認識到，本申請案中所描述之創 新概念可在廣泛範圍之應用中經修改及變化，且因此所主 張的標的物之範疇不受所給出之特定例示性教示中的任一 者限制。意欲涵蓋屬於附加申請專利範圍之精神及廣泛範 疇内的所有此等替代、修改及變化。 前述實施例僅說明創新原理之少數樣本實施例。因此應 理解，熟習此項技術者將能夠設計多種其他配置，其體現 本發明之原理，且因此在本發明之精神及範疇内。 舉例而言’基於本揭示案，顯而易見，本發明之原理可 127340.doc •26· 1343006 易於適應用於具有内部控制 I k利窃之快閃記憶體的此等可 卡之若干已有標準或規範。—鍤士神* ^ 祀 種此標準（PC卡標準）提供三 種類型之PC卡之規範。PC卡標準A — 下铩旱為個人電腦記憶體卡國 際協會（PCMCIA)之產品。緊率椒„上π卜 策在快閃卡（CF卡）與pC卡功能 性相容但要小得多。甚至更小 文]之非揮發性記憶體卡為多媒 體卡（讓〇。聰：卡之具有約相同大小之經修改形式為 稍後之安全數位(SD)卡。對於適合用作記憶體卡之此等及

其他電子卡存在多種標準或規範。此等標準中之—些對於 大眾之任何成員可用，i另一些對於為使用該等卡而形成 的協會之成員可用。

快閃EEPROM系統正應用於多種應用，尤其當封裝於與 電腦系統或主機系統可移除地連接之封閉卡中時。當前商 用記憶體卡格式包括個人電腦記憶體卡國際協會 (PCMCIA)、緊密快閃（CF)、多媒體卡（MMC)及安全數位 (SD)之格式。此等卡之一供應商為此申請案之受讓者 SanDisk公司。藉以使用此等卡之電腦系統或主機系統包 括個人電腦、筆記型電腦、掌上型計算設備、攝影機、音 訊再現設備及其類似物。快閃EEPrOM系統亦用作嵌入於 主機系統中之大體積大容量儲存器。 圖1 (b)中所示之記憶體系統可經欲入作為電腦系統之部 刀或封裝於卡中’諸如遵循先前提及的卡標準中之一者之 卡。在卡之狀況下’匯流排在卡上之用於與電腦系統或主 機系統内的互補插口配合之外部終端上終止。儘管一控制 器晶片及多個記憶體晶片之使用為典型的，但顯然，趨勢 127340.doc -27· 為藉由將其電路組合以使用更少之獨立晶片用於此系統β 在另—實例中’電腦系統10可為個人電腦、數位攝影 機個人數位助理、蜂巢式電話、數位音訊播放器或具有 對此非揮發性記憶體系統之需要之其他電子系統。記憶體 統10 0 嵌入於電腦系統1 〇内，且因此製造為電腦系統 之部分’或為與電腦系統電及機械地可移除地連接之卡的 形式。 另外，系統以各種功能由離散功能性區塊執行之形式來 揭示。然而，此等功能中之任何一或多者可同等地體現於 彼等區塊中之任何一或多者的功能由執行儲存於各種媒體 中之軟體程式或具有程式化於韌體中之功能的一或多個經 合適地程式化之處理設備實現的配置中。 在本發明之其他可能實施例中，記憶體模組連接至之匯 流排可為（例如）SPI匯流排、丨位元或4位元SD卡匯流排、 MMC匯流排或其他匯流排^類似地，與主機介接之模組 無需為SD’但可為CF或多種其他格式。 此外，熟習此項技術者將理解，本發明可以其他電腦系 統組態實@ ’包括掌上型設備、多處理器系統、基於微處 理器或可程式消費型電子、網路pc、迷你型電腦、大型電 腦及其類似物。 本申請案中之描述不應理解為暗示任何特定元件、步驟 或功能為必須包括於申請專利範圍範疇中之必要元件：所 主張標的物之範疇僅由所允許之申請專利範圍界定。此 外，此等申請專利範圍並非意欲調用35 usc第i 12部分之 127340.doc •28· 1343006 第六段，除非詞語”用於……之構件"後緊接一動詞。 所申請之申請專利範圍旨在儘可能為廣泛的，且未有意 放棄、限制或廢除標的物。 【圖式簡單說明】 圖1(a)及圖1(b)為樣本電腦系統及記憶體系統實施例之 方塊圖；且 圖2為說明根據樣本實施例之寫入操作之一般流程圖；且 圖3為說明根據樣本實施例之讀取操作之一般流程圖。 【主要元件符號說明】 10 電腦系統 15 處理器 25 記憶體 30 匯流排 40 唯讀記憶體（R0M) 45 隨機存取記憶體（RAM) 50 基本輸入輪出系統（BIOS) 70 作業系統 75 應用程式 80 程式模組 85 程式資料 90 介面 100 記憶體系統 105 控制器 110 處理器 127340.doc •29· 1343006 • 115 計時器 . 120 隨機存取記憶體（RAM) _ 125 快閃介面 ‘ 130 主機介面 135 唯讀記憶體（ROM) 140 記憶體單元陣列/快閃記憶體陣列

127340.doc • 30·

Claims (1)

1343006 第096146179號專利申請案 P%-1. 曰修正本！ 中文申請專利範圍替換本(100年1月）L—...... .....一J 十、申請專利範圍： 1 · -種用於-記憶體系，統以避免匯流排逾時之方法，該纪 憶體包括： ~ ° 確定該記憶體系統執行一應用程式之—時間週期是否 超過忒έ己憶體系統之一匯流排逾時週期；及 當破定該時間週期超過該記憶體系統之該匯流排逾時 週期時： 確定在無—匯流排逾時發生之情況下執行該應用 王j所需要之一虛擬資料區塊數目； /通過該記憶體系統匯流排傳送該^數目至一電腦 系統； 期；：視在該記憶體系統中執行該應用程式之_時間週

^在被監視之該時間週期超過該匯流排逾時週期之 二:：不該電腦系統該記憶體系統係位於一就緒狀態以 塊^位於邊記憶體系統和該電腦系統間的虛擬資料區 2.如請求項1之方法，其進一步包括自β φ /匕括自该電腦系統接收一 业械貝料區塊之該確定數目之查詢。 3 法，其中確定該所需之虛擬資料區塊數 該記情體Γ糸統之一寫入匯流排逾時週期除以在 執行該應用程式所需之1 4.如4们之方法，其中藉由將 m + 乡。己隐體糸統之一讀取 〔μ排逾時週期除以在該記 系、，允中執行該應用程式 127340-l〇〇〇]2i.d〇( 1343006 所需之-最大時間，以確定該應用程式所需之該虛擬資 料區塊數目。 5，如請求項1之方法，其進一步包括： 監視執行該應用程式之該時間週期；及 在4匯流排逾時週期之前的一時間對該記憶體系統之 一控制器發送信號。 6·如巧求項i之方法，其中該應用程式包括一數位内容保 蔓t王f生處工里’以保護該版權保護的内容之自由散佈。 7. 如明求項1之方法，其中該匯流排逾時週期包括一來自 以下規範中之一者之匯流排逾時週期：個人電腦記憶體 卡國際協會（PCMCIA)、緊密快閃 (MMC-)及安全數位（SD)。 8. 如β月求項1之方法’其中該虛擬資料區塊包括—簽名用 以識別該虛擬資料區塊為一將被忽略之區塊。 9. -種用於避免一電腦系統與一記憶體系統之間的匯流排 逾時之方法，包括： 確定用以執行-處理操作至完成之一時間週期是否將 超過该記憶體系統之—匯流排逾時週期； 對该處理操作計時；及 /該匯流排逾時週期終止前和在該處理操作完成之 前’對該電腦系統指示該記憶體匯流排係為—就绪狀释 =送-位於該記憶體系統和該電腦系統間之虛擬資： 10. 如請求項9之方法，其中對該電腦系統指示該記憶體匯 127340-1000l21.doc =排係為-就緒狀態以傳送-虛擬資料區塊包括發送一 一旬至為電腦系統以指示-將被傳送於該電腦系統和該 記憶體系統間之資料區塊數目以避免該匯流 期。 义Μ . I員10之方法’其中該虛擬資料區塊數目該 期相關聯。 q —长項10之方法’其中藉由以該匯流排逾時週期除以 •執行該處理操作至完成之該時間週期來確定該虛擬資料 區塊數目。 13‘：請求項9之方法，其中該匯流排逾時週期係一匯流排 頃取料週期，該匯流排讀取料週期係來自以下規範 中之—者：個人電腦記憶體卡國際協會（pCMCi 快閃（CF®)、多媒體卡（MMC®)及安全數位（SD)。、 14. 一種記憶體系統，其包括： 一 s己憶體系統匯流排；及 • _控制器，該控制器與該記憶體系統匯流排通作以. 確定該記憶體系統執行-應用程式之一時間週期是否 超過。亥记憶體系統之一匯流排逾時週期且當該控制器 ^定該時間週期超過該記憶體系統之該匯流排逾時週期 確定在無-匯流排逾時發生之情況下，執行該應用 程式所需要之虛擬資料區塊之一數目； 〃通過該記憶體系統匯流排傳送該確^數目至一電腦 127340-J000121.doc 1343006 監視在該控制器中執行該應用程式之一時間週期； 在被監視之該時間週期超過該匯流排逾時週期之前 指示該電腦系統，該記憶體系統匯流排係位於—就緒狀 態，以傳送一位於該記憶體系統和該電腦系統間之一虛 擬資料區塊。 15. 如請求項14之系統，其中該控制器接收一來自於該電腦 系統用以確定虛擬資料區塊數目之查詢。 16. 如請求項14之系統，其中該控制器藉由將該記憶體系統 之一寫入匯流排逾時週期除以在該控制器中執行該廊用 程式所需之一最大時間來確定該所需虛擬資料區塊數 目。 17. 如請求項14之系統，其進一步包括一計時器以監視執行 該應用程式之該時間週期，以及在該匯流排逾時週期前 以信號示意該控制器。 1 8.如請求項14之系統，其中該應用程式包括一數位内容保 濩安全處理以保護該版權保護的内容之自由散佈。 19. 如請求項14之祕，其中該控制器藉由將該記憶體系統 之一讀取匯流排逾時週期除以在該記憶體系統中執行該 應用程式所需之-最大時間，以確定該所需之虛擬資料 區塊數目。 ”" 20. 如請求項14之系統，其中該匯流排逾時週期包括—來自 以下規範中之一者之匯流排逾時週期：個人電腦記憶體 卡國際協會（PCMCIA)、緊密快閃（CF®)、多媒體卡 (MMC®)及安全數位（SD)。 127340-1000121.doc 1343006 21. 如α月求項14之系統’其中該虛擬資料區塊包含一簽名用 以識別該虛擬資料區塊為一將被忽略之區塊。 22. -種用於避免一電腦系統與一記憶體系統之間匯流排逾 時之系統，其包含： 一記憶體系統匯流排； -控制器，其與該記憶體系統匯流排相通信，以確定 執仃-處理操作至完成之_時間週期是否將超過該記憶 體系統之一匯流排逾時週期； 、 一計時器，用於對該處理操作計時，以及在該匯流排 逾時週期失效前和該處理操作完成前的—時點傳送一信 號至該處理器； ° 八Τ δ玄控制器一經接收該 憶體系統係處於一就緒狀態，以在該處理操作完成之 月”傳送-位於該記憶體系統和該電腦系統間之虛擬 料區塊。 貝

23. 如明求項22之系統，其中該控制器發送— 系統以指示一將被傳送於該電腦系統和該 之資料區塊數目以避免該匯流排逾時週期 查詢至該電腦 έ己憶體系統間 24.如請求項23之系統 週期相關連。 其中該虛擬資料區塊數目與該時間 25. 流排逾時週期除以 週期來確定該虛擬 如5月求項23之系統，其中藉由將該匯 用以執行該處理操作至完成之該時間 資料區塊數目。 26.如請求項23之系統，其中該匯流排逾時週期係_來自以 127340-1 〇〇〇 J21 ¢1, 1343006 下規範中之一者之匯流排讀取逾時週期：個人電腦記憶‘ 體卡國際協會（PCMCIA)、緊密快閃（CF®)、多媒體卡 (MMC®)及安全數位（SD)。 127340-1000121.doc 6-