讀卡機控制晶片及其檢測幹擾的方法

2023-09-17 22:46:05

專利名稱：讀卡機控制晶片及其檢測幹擾的方法
技術領域：
本發明涉及一種讀卡機控制晶片，特別涉及一種可檢測存儲卡之間幹擾 的共用腳位讀卡機控制晶片及其方法。
背景技術：
傳統多合一讀卡機裝置大都使用較單純的設計，其中一種將每一種存儲 卡的讀寫接口各自分開，並不共用讀卡機控制晶片的腳位。另一種為讓多種 存儲卡的讀寫接口共用讀卡機控制晶片腳位，同時選用腳位數目較少的封裝 以節省成本，但卻必須限制同一時間僅能插入一張存儲卡來做存取數據的動 作，以避免不同存儲卡在共用腳位的設計上因為互相干擾而導致數據毀損或 存取數據的動作失敗。圖1所示為獨立腳位的多合一讀卡機控制晶片接腳示意圖，多合一讀卡機控制晶片1以獨立腳位耦接Compact Flash (CF)卡/Micro Drive (MD)卡 讀寫接口 11、 Smart Media (SM) /xD Picture Card (xD)卡讀寫接口 12、 Secure Digital (SD)卡/Multi Media Card (MMC)讀寫接口 13、以及Memory Stick (MS)卡/Memory Stick Pro (MS-Pro)卡讀寫接口 14，因為所有支持存儲 卡的讀寫接口都沒有使用相同的讀卡機控制晶片1的腳位，所以不會有共用 腳位所產生的互相干擾的問題。上述耦接方式為較典型的讀卡機控制晶片腳 位耦接方法，但這樣的設計卻必須使用腳位數目較多的封裝來配合，所以在 封裝成本上較昂貴。接著請參閱圖2，該圖為共用腳位的多合一讀卡機控制晶片接腳示意圖， CF卡/Micro Drive卡讀寫接口 21 、 SM卡/xD Picture Card卡讀寫接口 22、 SD 卡/MMC卡讀寫接口 23、以及MS卡/MS-Pro卡讀寫接口 24共用讀卡機控制 晶片2的腳位，而其共用腳位的方式有很多種不同的組合及方法可行，其根 本目的在於節省封裝成本，但因傳統技術無法解決存儲卡之間因為共用腳位 而產生的互相干擾的問題，所以只好限制在同一時間點僅能插入其中一張存儲卡進行存取的動作，或者是使用多合一卡座(socket)，利用卡座的機構 來限制使用者只能同時插入一張存儲卡。否則若不配合上述的限制時，則當讀卡機控制晶片2正在某一存儲卡讀寫接口讀寫第一存儲卡時，將第二存儲卡插入或拔出另一存儲卡讀寫接口，而其中讀寫第一存儲卡及第二存儲卡的讀寫接口彼此共用讀卡機控制晶片2 的腳位，如此將會因為共用腳位的關係，導致讀卡機控制晶片2在讀寫第一存儲卡的數據受到不可預期的損毀，整個讀寫動作也有可能失敗。所以，如圖2所示的讀卡機裝置的設計雖可以節省封裝成本，並且因為 仍可支持所有種類的存儲卡，所以仍可號稱所謂的多合一存儲卡讀卡裝置， 但缺點是一次只能使用一張存儲卡，無法同時多張卡使用或互相讀寫存儲卡 內的數據。發明內容有鑑於此，本發明將提供一種讀卡機控制晶片，讓不同的存儲卡讀寫接 口能共用讀卡機控制晶片的腳位，而達成節省封裝成本；並且可提前檢測到 存儲卡之間因為存儲卡讀寫接口共用讀卡機控制晶片的腳位所造成的互相干 擾，所以能在發生互相干擾之前先提供執行適當因應措施的通知。為達上述目的，本發明提供一種讀卡機控制晶片，其中該讀卡機控制芯 片的接腳供多個存儲卡讀寫接口共用，其中，該讀卡機控制晶片包括多個檢 測接腳，分別耦接所述多個存儲卡讀寫接口的一個接腳，所述多個檢測接腳 所耦接的所述多個接腳分別為所述多個存儲卡讀寫接口中最先接觸到存儲卡 的接腳；其中，該讀卡機控制晶片利用所述多個檢測接腳檢測是否有存儲卡 插入所述多個存儲卡讀寫接口 。上述讀卡機控制晶片中，所述多個第一檢測接腳所耦接的所述多個接腳， 可為所述多個存儲卡讀寫接口中接觸存儲卡的Vss腳位的接腳。上述讀卡機控制晶片中，可進一步包括多個第二檢測接腳，分別耦接 所述多個存儲卡讀寫接口的一個接腳，所述多個第二檢測接腳所耦接的所述 多個接腳個別為所述多個存儲卡讀寫接口中最後接觸到存儲卡的接腳;其中， 該讀卡機控制晶片利用所述多個第二檢測接腳檢測是否有存儲卡拔出所述多 個存儲卡讀寫接口。上述讀卡機控制晶片中，所述多個第二檢測接腳所耦接的所述多個接腳 可為所述多個存儲卡讀寫接口中接觸存儲卡的卡檢測腳位的接腳。本發明還提供一種讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其中該讀卡機控制 晶片的接腳供多個存儲卡讀寫接口共用，其中，檢測幹擾的步驟包括在該讀 卡機控制晶片上提供至少一個檢測接腳，以檢測存儲卡是否插入所述多個存 儲卡讀寫接口其中之一中，其中該檢測接腳耦接所述多個存儲卡讀寫接口其 中之一的最先接觸到該存儲卡的接腳；接著當所述多個存儲卡讀寫接口的其 中之一已有一個存儲卡在傳輸數據時，若該讀卡機控制晶片通過該檢測接腳 檢測到有另一存儲卡插入所述多個存儲卡讀寫接口其中之一，則產生幹擾通 知信號。上述讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法中，該第一檢測接腳所耦接的該接 腳可為該存儲卡讀寫接口接觸存儲卡的Vss腳位的接腳。上述讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法中，還可包括下列步驟在該讀卡 機控制晶片上提供至少一個第二檢測接腳，以檢測存儲卡是否於所述多個存 儲卡讀寫接口其中之一中拔出，其中該第二檢測接腳耦接所述多個存儲卡讀 寫接口其中之一的最後接觸到該存儲卡的接腳。上述讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法中，還可包括下列步驟當所述多 個存儲卡讀寫接口其中之一中已有一個存儲卡在傳輸數據時，若該讀卡機控 制晶片通過該第二檢測接腳檢測到有另一存儲卡在所述多個存儲卡讀寫接口 其中之一中拔出，則產生第二幹擾通知信號。上述讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法中，該第二檢測接腳所耦接的該接 腳可為該存儲卡讀寫接口的接觸存儲卡的卡檢測腳位的接腳。上述讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法中，還可包括下列步驟當該讀卡 機控制晶片產生該第一幹擾通知信號及該第二幹擾通知信號其中之一後，則 該讀卡機控制晶片停止讀寫該存儲卡。上述讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法中，還可包括下列步驟由耦接於 該讀卡機控制晶片的主機執行重新讀寫所述多個存儲卡的程序。所以藉助本發明的讀卡機控制晶片及其幹擾檢測方法，可有效提前檢測 到幹擾的發生，進而可先做出適當的除錯或幹擾處理機制，而免除共用腳位 的讀卡機控制晶片僅能同時設置一張存儲卡的限制。為了能更進一步了解本發明為達成預定目的所採取的技術、手段及功效， 請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，相信本發明的目的、特徵與特點， 當可由此得深入且具體的了解，然而附圖僅供參考與說明用，並非用來對本 發明加以限制。


圖1為獨立腳位的多合一讀卡機控制晶片接腳示意圖； 圖2為共用腳位的多合一讀卡機控制晶片接腳示意圖； 圖3為讀卡機控制晶片卡檢測腳位示意圖； 圖4為以xD-Picture的參考卡座為例的示意圖；圖5為本發明讀卡機控制片新增卡檢測腳位示意圖；及圖6為本發明讀卡機控制晶片較佳實施例的示意圖。其中，附圖標記說明如下I、 2 讀卡機控制晶片II、 21 CompactFlash卡/MicroDrive卡讀寫接口12、 22 Smart Media/xD Picture Card卡讀寫接口13、 23 Secure Digital卡/Multi Media Card讀寫接口14、 24 Memory Stick卡/Memory Stick Pro卡讀寫接口 3 讀卡機裝置31 讀卡機控制晶片 311 卡檢測腳位32 電阻33 存儲卡卡座 VDD 電源5 讀卡機裝置51 讀卡機控制晶片 511 第一檢測接腳52 電阻53 存儲卡卡座 531 第一接地腳位532第二接地腳位6讀卡機裝置61讀卡機控制晶片611第一檢測接腳612第二檢測接腳621、622電阻63存儲卡卡座631第一接地腳位632卡檢測腳位具體實施方式
當多合一存儲卡讀卡機控制晶片為了降低封裝成本而利用腳位數目較少 的封裝時，需要共用腳位來同時耦接兩張卡以上的存儲卡讀寫接口，若希望 可以同時存取超過一張存儲卡時，將會面臨存儲卡讀寫接口因為共用讀卡機 控制晶片腳位的關係而互相產生幹擾。本發明的讀卡機控制晶片可有效提前檢測此幹擾，進而藉助提前檢測此 幹擾的機制，可利用錯誤機制處理來有效因應存儲卡讀寫錯誤等問題。目前市面上較常使用的存儲卡種類，包括CF卡、Micro Drive卡、SD卡、 MMC卡、MSPro卡及xD-Picture卡等，所有的存儲卡在規格設計上均會提 供卡檢測腳位(card detect pin)，如圖3所示，該圖為讀卡機控制晶片卡檢 測腳位示意圖。讀卡機裝置3 —般藉助讀卡機控制晶片31上的卡檢測腳位 311在電壓電平上的變化來判斷存儲卡是被插入或已被拔出存儲卡讀寫接口 (如圖3所示的存儲卡卡座33)。所以卡檢測腳位311會有上拉電阻32 (pull up)至電源VDD的設計，當卡座33上無存儲卡存在時，讀卡機控制晶片31 檢測到卡檢測腳位311的電壓電平為邏輯l (logic high)，當存儲卡插入卡 座時，卡檢測腳位311會被短路至電源的接地(ground)，為邏輯O(logic low)。 所以當存儲卡從卡座33被拔出時，卡檢測腳位311的電壓又會從邏輯0變成 邏輯1。因此，讀卡機控制晶片31將可藉助卡檢測腳位311上的電壓變化來 檢測存儲卡存在與否。而卡檢測腳位311被短路至電源接地的方法，依不同 存儲卡種類而有所不同，有的是利用電氣特性，有的則是利用卡座33的機構設計來達成。另外，上拉電阻32可設計至讀卡機控制晶片31內部或使用電阻元件於讀卡機控制晶片31外部。綜上所述可知，讀卡機控制晶片31通過存儲卡卡座33與存儲卡耦接， 雖然所有種類的存儲卡所搭配的卡座在機構上的設計上都是不同的，但卡檢 測腳位的設計概念都一樣。所有種類的存儲卡被插入所屬的存儲卡卡座時， 存儲卡的卡檢測腳位永遠是最後接觸到卡座的金屬耦接點。因此，讀卡機控 制晶片通過卡檢測腳位檢測到存儲卡被插入卡座時，其實存儲卡上的其他信 號腳位已經與讀卡機控制晶片耦接了。這樣的設計概念是希望讀卡機控制芯 片在開始與存儲卡溝通時，存儲卡的所有信號腳位均已穩定通過卡座耦接至 讀卡機控制晶片了。請參閱圖4，該圖為以xD-Picture的參考卡座為例的示意圖。圖中各接 腳以粗線標示處為xD-Picture存儲卡插入或拔出時，與卡座的接觸點。由圖 4可看出，讀卡機控制晶片的卡檢測腳位通過卡座與xD-Picture存儲卡最晚 接觸到。而其他種類存儲卡的卡座也符合此原理。因此，在多張存儲卡的信號腳位需要共用讀卡機控制晶片的腳位的情況 下，當讀卡機控制晶片正通過一個卡座在讀/寫第一存儲卡時，若於另一卡座 中有第二存儲卡被插入，因為讀卡機控制晶片通過卡檢測腳位檢測到第二存 儲卡被插入時，根據前述的原理，其實第二存儲卡的其他信號腳位已比卡檢 測腳位較早與讀卡機控制晶片耦接了；因此，存儲卡互相干擾所導致的錯誤 在讀卡機控制晶片發現第二存儲卡被插入之前就發生了，所以讀卡機控制芯 片也來不及進行任何的錯誤機制處理。於是，第一存儲卡的存取動作將因為 第二存儲卡的插入而影響到讀寫第一存儲卡的數據，而讀寫第一存儲卡的數 據將因受到幹擾而影響到數據完整性。由此可知，當不同種類存儲卡之間若 共用讀卡機控制晶片腳位，將會因上述的原因受到幹擾而導致任何可能的錯 誤發生。所以要徹底解決多張存儲卡的信號腳位共用讀卡機控制晶片的腳位時所 發生的問題，僅依靠卡檢測腳位是不夠的。所以，本發明便利用每一種類的 存儲卡都至少有兩個以上的電源接地電壓(supply voltage ground) Vss的設 計，將其中一個Vss拿來當作另一個卡檢測腳位使用。因為由各種存儲卡所 屬的卡座設計及各種存儲卡規格書的規範來看，當存儲卡被插入卡座時，最先接觸卡座的就是VSS腳位，如圖4所示，而其他種類存儲卡的卡座也是如 此。因此，可利用Vss最先接觸到卡座的原理，讓讀卡機控制晶片可以提早 檢測到存儲卡被插入至卡座，並且在存儲卡的其他信號腳位尚未耦接至讀卡 機控制晶片之前，讓讀卡機控制晶片可以提早因應，以進行錯誤機制處理來 補救。請參閱圖5，該圖為本發明讀卡機控制晶片新增卡檢測腳位示意圖，讀卡機控制晶片51可使用前述卡檢測腳位檢測的原理，新增一個第一檢測接腳 511耦接存儲卡卡座53的第一接地腳位531 (Vssl Ground Pin)，並利用上 拉電阻52至電源VDD的設計，以檢測存儲卡Vssl信號。因為第二接地腳 位532 (Vss2 Ground Pin)在讀卡機裝置5的系統電路上仍會被耦接至系統 的電源接地，並且Vssl與Vss2設計成在存儲卡內部短路且為同等電位，所 以當存儲卡被插入存儲卡卡座53時，將會因為存儲卡的Vss2通過第二接地 腳位532耦接至電源接地，而使得讀卡機控制晶片51的第一檢測接腳511 電壓電平由邏輯1變成邏輯0。反之，當存儲卡從卡座53被拔出時，第一檢 測接腳511電壓電平將由邏輯0變成邏輯1，讀卡機控制晶片51也可檢測出 來；且當存儲卡從卡座53被拔出時，因為存儲卡尚有Vss2通過第二接地腳 位532耦接至電源接地，因此並不會造成存儲卡在使用上產生不穩定性或其 他問題。接著請參閱圖6，該圖為本發明讀卡機控制晶片較佳實施例的示意圖， 當讀卡機裝置6中多張存儲卡的信號腳位需共用讀卡機控制晶片61的腳位 時，本發明讀卡機控制晶片61提供第一檢測接腳611及第二檢測接腳612 耦接至其中一個存儲卡卡座63 (存儲卡讀寫接口)，其中第一檢測接腳611 耦接於存儲卡卡座63中最先接觸到存儲卡金屬接點的腳位，較佳的，存儲卡 卡座63中最先接觸到存儲卡金屬接點的腳位為耦接存儲卡Vssl腳位的第一 接地腳位631;第二檢測接腳612耦接於存儲卡卡座63中最晚接觸到存儲卡 金屬接點的腳位，較佳的，在存儲卡卡座63中最晚接觸到存儲卡金屬接點的 腳位為耦接存儲卡的卡檢測腳位632。而耦接於讀卡機控制晶片61上其他存儲卡卡座(圖未示)，可同上述的 方法耦接。藉此，讀卡機控制晶片61通過各第一檢測接腳611並根據如圖5 所述的原理，檢測當讀卡機控制晶片61讀寫第一存儲卡時，是否有另一第二存儲卡插入其他存儲卡卡座中。若讀卡機控制晶片61讀寫第一存儲卡時，有 另一第二存儲卡插入其他存儲卡卡座中，此時讀卡機控制晶片61上耦接於插入第二存儲卡的存儲卡卡座的第一檢測接腳，根據上拉電阻621的設計原理， 其電壓電平將由邏輯1變為邏輯o，表示有另一張存儲卡插入。因為第一檢測接腳所耦接的是存儲卡卡座上最先接觸到存儲卡金屬接點的接腳(如前述Vss接腳)，所以讀卡機控制晶片61在存儲卡互相干擾未發生前即提前檢測到，因此有利於後續錯誤的排除。然而，由圖4知道，當存儲卡插入卡座時，存儲卡的卡檢測腳位將是最 後一個被接觸的腳位，相對的，當存儲卡被拔出卡座時，卡檢測腳位將比其 他腳位較早離開接觸的狀態。所以讀卡機控制晶片61可通過各第二檢測接腳 612並根據如圖3所述的原理，檢測當讀卡機控制晶片61讀寫第一存儲卡時， 是否有另一第二存儲卡由其他存儲卡卡座中拔出。若讀卡機控制晶片61讀寫 第一存儲卡時，有另一第二存儲卡由其他存儲卡卡座中拔出，此時讀卡機控 制晶片61上耦接於拔出第二存儲卡的存儲卡卡座的第二檢測接腳，根據上拉 電阻622的設計原理，其電壓電平將由邏輯0變為邏輯1，表示有另一張存 儲卡即將被拔出卡座。所以讀卡機控制晶片61可在存儲卡互相干擾未發生前 即提前檢測到，因此有利於後續的錯誤機制處理。共有腳位的讀卡機控制晶片只要能在幹擾發生之前能預先得知，既使僅 有幾毫秒(ms)的時間，都足以讓讀卡機控制晶片做適當的處理。例如當 讀卡機控制晶片在讀寫第一存儲卡時，檢測到第二存儲卡被插入或拔出，則 讀卡機控制晶片可產生幹擾通知信號，並立刻停止及放棄讀寫第一存儲卡的 動作，接著回復錯誤信號給讀卡機控制晶片所耦接的電腦或主機，讓電腦或 主機重新嘗試讀寫耦接於讀卡機控制晶片的存儲卡。錯誤處理的方法很多種，上述僅為其中一種實施方式。其關鍵在於必須 使用本發明提前檢測存儲卡端互相干擾的方法，才能正確的進行後續的錯誤 處理。以上所述僅為本發明其中的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的實 施範圍；因此，凡依本發明權利要求範圍所作的同等變化與修改，均應為本 發明所涵蓋。
權利要求
1. 一種讀卡機控制晶片，其中該讀卡機控制晶片的接腳可供多個存儲卡讀寫接口共用，其特徵在於，該讀卡機控制晶片包括多個第一檢測接腳，分別耦接所述多個存儲卡讀寫接口的一個接腳，所述多個第一檢測接腳所耦接的所述多個接腳分別為所述多個存儲卡讀寫接口中最先接觸到存儲卡的接腳；其中，該讀卡機控制晶片利用所述多個第一檢測接腳檢測是否有存儲卡插入所述多個存儲卡讀寫接口。
2. 如權利要求1所述的讀卡機控制晶片，其特徵在於所述多個第一檢測接腳所耦接的所述多個接腳，為所述多個存儲卡讀寫接口中接觸存儲卡的Vss腳位的接腳。
3. 如權利要求l所述的讀卡機控制晶片，其特徵在於，進一步包括多個第二檢測接腳，分別耦接所述多個存儲卡讀寫接口的一個接腳，所 述多個第二檢測接腳所耦接的所述多個接腳個別為所述多個存儲卡讀寫接口中最後接觸到存儲卡的接腳；其中，該讀卡機控制晶片利用所述多個第二檢測接腳檢測是否有存儲卡 拔出所述多個存儲卡讀寫接口。
4. 如權利要求3所述的讀卡機控制晶片，其特徵在於所述多個第二檢測接腳所耦接的所述多個接腳，為所述多個存儲卡讀寫接口中接觸存儲卡的卡 檢測腳位的接腳。
5. —種讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其中該讀卡機控制晶片的接腳 可供多個存儲卡讀寫接口共用，其特徵在於，檢測幹擾的步驟包括在該讀卡機控制晶片上提供至少一個第一檢測接腳，以檢測存儲卡是否 插入所述多個存儲卡讀寫接口其中之一中，其中該第一檢測接腳耦接所述多 個存儲卡讀寫接口其中之一的最先接觸到該存儲卡的接腳；及當所述多個存儲卡讀寫接口其中之一中已有一個存儲卡在傳輸數據時， 若該讀卡機控制晶片通過該第一檢測接腳檢測到有另一存儲卡插入所述多個 存儲卡讀寫接口其中之一中，則產生第一幹擾通知信號。
6. 如權利要求5所述的讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其特徵在於，該第一檢測接腳所耦接的該接腳為該存儲卡讀寫接口接觸存儲卡的VSS腳位 的接腳。
7. 如權利要求5所述的讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其特徵在於， 還包括步驟在該讀卡機控制晶片上提供至少一個第二檢測接腳，以檢測存儲卡是否 於所述多個存儲卡讀寫接口其中之一中拔出，其中該第二檢測接腳耦接所述 多個存儲卡讀寫接口其中之一的最後接觸到該存儲卡的接腳。
8. 如權利要求7所述的讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其特徵在於， 還包括步驟當所述多個存儲卡讀寫接口其中之一中已有一個存儲卡在傳輸數據時， 若該讀卡機控制晶片通過該第二檢測接腳檢測到有另一存儲卡在所述多個存 儲卡讀寫接口其中之一拔出，則產生第二幹擾通知信號。
9. 如權利要求7所述的讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其特徵在於該 第二檢測接腳所耦接的該接腳為該存儲卡讀寫接口的接觸存儲卡的卡檢測腳 位的接腳。
10. 如權利要求8所述的讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其特徵在於，還包括步驟當該讀卡機控制晶片產生該第一幹擾通知信號及該第二幹擾通知信號其 中之一後，則該讀卡機控制晶片停止讀寫該存儲卡。
11. 如權利要求io所述的讀卡機控制晶片檢測幹擾的方法，其特徵在於，還包括步驟由耦接於該讀卡機控制晶片的主機執行重新讀寫所述多個存儲卡的程序。
全文摘要
本發明的讀卡機控制晶片提供至少一個存儲卡檢測接腳來檢測讀寫接口上的存儲卡，以防止因多個存儲卡讀寫接口共用讀卡機控制晶片的接腳而造成存儲卡彼此幹擾的情形。當讀卡機控制晶片在讀寫一存儲卡時，可通過存儲卡檢測接腳檢測是否有另一存儲卡於存儲卡讀寫接口插入或是拔出；而當有另一存儲卡插入或拔出時，則產生幹擾通知信號，以防止存儲卡的數據讀寫發生錯誤。本發明可有效提前檢測到幹擾的發生，進而先做出適當的除錯或幹擾處理機制，免除了共用腳位的讀卡機控制晶片僅能同時設置一張存儲卡的限制。
文檔編號G06K7/00GK101266642SQ20071008869
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月16日 優先權日2007年3月16日
發明者侯蒞聰, 簡志清, 鍾 金 申請人:瑞昱半導體股份有限公司