專利名稱：用于在現(xiàn)有架構(gòu)中添加自主控制器的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是用于存儲大量數(shù)據(jù)并且必須從中/向其傳送大量數(shù) 據(jù)的數(shù)字設(shè)備的領(lǐng)域。2. 背景技術(shù)圖1描述的是一種在蜂窩電話、MP3播放器以及數(shù)碼相機之類的便 攜設(shè)備中使用的架構(gòu)。此類設(shè)備是通過引入可拆卸或內(nèi)置存儲卡來存儲 諸如數(shù)字音樂或數(shù)字圖片之類的大量數(shù)據(jù)的。此類設(shè)備需要附著于個人計算機，以便傳送進(jìn)出存儲卡的數(shù)據(jù)。雖 然存儲卡可以從單元中分離，并且可以插入PC讀卡器，但是較為理想 的是讓單元自身充當(dāng)PC讀卡器/寫卡器。對缺少該能力的系統(tǒng)來說，較 為理想的是提供一種易于添加這種能力的方法。而用于實現(xiàn)與PC對接 的優(yōu)選方法則是與PC相連的高速USB連接。


圖l是描述在蜂窩電話、MP3播放器和數(shù)碼相機之類的便攜設(shè)備中 使用的架構(gòu)的框圖。圖2是充當(dāng)系統(tǒng)控制器的存儲器控制器與圖1架構(gòu)的存儲卡之間的 插入電路的本發(fā)明的設(shè)備的框圖。圖3是與圖2相似的框圖，但它更詳細(xì)地描述了在系統(tǒng)控制器將模 式引腳設(shè)置成相反狀態(tài)時的圖2插入電路。圖4是系統(tǒng)控制器已經(jīng)包含了 USB控制單元、例如以12兆比特/秒 的速度工作的全速USB單元的備選實施例的框圖。圖5描述的是在系統(tǒng)控制器將模式引腳改為"讀卡器"模式時的圖 4系統(tǒng)。圖6是描述本發(fā)明示例實施方式的框圖。圖7是與圖6相似的框圖，但它具有處于相反狀態(tài)的模式控制。 圖8是在系統(tǒng)控制器與本發(fā)明之間使用了多引腳數(shù)據(jù)和控制總線的 本發(fā)明實施例的框圖。
具體實施方式
在以下描述中將會引用開關(guān)，并且以此作為本發(fā)明的一部分。應(yīng)該 指出的是，在后續(xù)描述和權(quán)利要求書中，有時將會引用"開關(guān)"。需要 理解的是，在這里和權(quán)利要求書中使用的"開關(guān)"意味或者包含的是由 多個單獨開關(guān)組成的多線路開關(guān)。例如，用于USB連接的開關(guān)包括至少 兩個單獨開關(guān)，以此作為在雙絞導(dǎo)線上傳送差分信號的通用串行總線， 此外，這二者全都需要通過切換來保持系統(tǒng)完整性。圖l描述的是在蜂 窩電話、MP3播放器以及數(shù)碼相機之類的便攜設(shè)備中使用的架構(gòu)。圖2描述的是本發(fā)明的設(shè)備，該設(shè)備充當(dāng)?shù)氖窃谙到y(tǒng)控制器的存儲 器控制器與存儲卡之間插入的電路。在該模式中，該插入電路顯現(xiàn)成是 "不可視的"，就仿佛其并不存在于系統(tǒng)中一樣。本發(fā)明的電路的操作 由單個控制信號(模式)控制。在其默認(rèn)狀態(tài)(例如模式引腳為低時) 中，本發(fā)明的電路是以圖2所示方式顯現(xiàn)的，并且存儲器控制器會以似 乎不存在插入電路的方式工作。在圖3中，系統(tǒng)控制器將模式引腳設(shè)置成相反狀態(tài)，在本實例中則 是設(shè)置為1。這樣做將會導(dǎo)致本發(fā)明的設(shè)備將存儲卡從系統(tǒng)控制器上斷 開連接，并且使用到PC的接口來實現(xiàn)"獨立的"存儲卡讀卡器/寫卡器， 其中舉例來說，所述處理可以使用USB(通用串行總線)實現(xiàn)。這種連接提供了如下優(yōu)點系統(tǒng)控制器不需要通過執(zhí)行程序代碼或是通過消耗自身處理器帶 寬來移動進(jìn)出存儲卡的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制器只需要少量修改，最低限度是只需要修改一個用于控制 模式信號的引腳。在將本發(fā)明的設(shè)備置于"讀卡器"模式時(圖3),到系統(tǒng)控制器 的卡接口信號會被新信號取代(在圖3中將其顯示為"邏輯")。該邏 輯模仿的是"卡移除"事件。這樣做將會確保系統(tǒng)中的相干性。由于本 發(fā)明的設(shè)備可以寫入新數(shù)據(jù)或者從存儲卡中擦除舊數(shù)據(jù)(通過PC)，因 此，在系統(tǒng)控制器將模式引腳復(fù)位成O來恢復(fù)訪問存儲卡時，很重要的 是向系統(tǒng)控制器揭示"新"存儲卡已被插入。在圖4實施例中，系統(tǒng)控制器已經(jīng)包含USB控制單元，但是該USB 控制單元可以是一個以每秒12兆比特的速度工作的全速USB單元。這 樣一來，更新的每秒480兆比特的USB高速速率并未利用。隨著存儲卡 大小的提升(1吉字節(jié)(Gigabyte)的卡是4艮常見的，并且更大的大小 也是可以得到的)，對由全速USB提供的大文件的存儲器讀取和寫入時 間來說，該時間之慢有可能被用戶評價成是不可接受的。對已經(jīng)包含USB 控制器的系統(tǒng)來說，本發(fā)明的設(shè)備提供了第二切換功能(除了存儲卡切 換之外)，在默認(rèn)狀態(tài)中，該切換功能會將來自系統(tǒng)控制器的USB信號 直接傳遞到USB連接器。這樣做將會以與用于存儲卡的方式相同的方式 保持系統(tǒng)控制器的正常操作。圖5描述的是在系統(tǒng)控制將其模式引腳改為"讀卡器"模式時的圖 4系統(tǒng)。在這種狀態(tài)中，出于與^t擬存儲卡移除事件相同的原因，即系 統(tǒng)相關(guān)性，本發(fā)明設(shè)備中的內(nèi)部邏輯將會模仿USB斷開連接事件。詳細(xì) 地說，在本實例中，當(dāng)系統(tǒng)控制器設(shè)置模式=1時，如果其當(dāng)前與USB相 連，那么本發(fā)明的設(shè)備將會導(dǎo)致其顯現(xiàn)成用戶已經(jīng)將USB電纜與PC斷 開連接。然后，本發(fā)明的設(shè)備將會自由使用USB連接器，而不會干擾工 作在系統(tǒng)控制器上的USB固件。當(dāng)系統(tǒng)控制器將模式引腳切回到0時， 本發(fā)明的設(shè)備會將USB控制器與連接器斷開連接，并且再次將來自USB 連接器的信號傳送到系統(tǒng)控制器。當(dāng)用戶將PC連接到USB連接器時， 系統(tǒng)控制器會將此視為正常的USB電纜連接，并且將會著手從已知復(fù)位 狀態(tài)開始操作其USB單元。由此，本發(fā)明的設(shè)備用以訪問存儲卡的USB 信息不會與系統(tǒng)控制器自身的USB端口使用相沖突。在保持系統(tǒng)控制器 固件不需要通過修改來使用本發(fā)明的設(shè)備的設(shè)計特征方面，這是一個非 常重要的因素。本發(fā)明的設(shè)備提供了最低限度的單個控制器(模式引腳)。對可以 提供更多信號的系統(tǒng)來說，本發(fā)明的設(shè)備提供了用于范圍更廣的控制和 狀態(tài)的裝置。例如，如后續(xù)描述的那樣，I2C (集成電路間)總線可以 使用兩個引腳來實現(xiàn)，并且系統(tǒng)控制器可以使用該總線來讀取和寫入多 個比特的信息。狀態(tài)信息可以包括(但不局限于)-存儲卡狀態(tài)(卡存在，繁忙，工作電壓，速度等等)-USB端口狀態(tài)(連接，繁忙，掛起等等)-通用習(xí)夫態(tài)才示i己附加的控制比特可以包括-芯片復(fù)位-測試/維護(hù)模式-通用信令如果系統(tǒng)控制器只使用單個模式引腳，那么本發(fā)明的設(shè)備將會使用 內(nèi)置智能來實施;f莫式改變。舉個例子，如果系統(tǒng)控制器沒有檢查狀態(tài)信 息，并且僅僅在任意時間將模式引腳堅持在其低狀態(tài)，那么本發(fā)明的設(shè) 備將會確保其以一種不丟失數(shù)據(jù)的方式激活模式切換。舉個例子，在執(zhí) 行從USB到存儲卡的傳輸?shù)耐瑫r，如果系統(tǒng)控制設(shè)置模式-O，那么在安 全結(jié)束存儲器傳輸之前，本發(fā)明的設(shè)備是不會實現(xiàn)模式改變的。在圖6中顯示了一種例示實施方式。在虛線矩形1中顯示了本發(fā)明 的功能形式。而預(yù)期的實施方式則是單個集成電路。開關(guān)2對與存儲卡連接器3的連接進(jìn)行控制，并且開關(guān)4對與USB 連接器5的連接進(jìn)行控制。系統(tǒng)控制器20提供的模式引腳6連接到微 處理器7，以便請求模式改變。開關(guān)2和4上的"0"和"1"標(biāo)記指示 的是在模式引腳6上提供的兩個邏輯電平的開關(guān)設(shè)置。舉個例子，在圖 6的圖示中，模式引腳是低電平，并且這些開關(guān)將會處于其"0"位置， 這與"通過"(pass through)模式是對應(yīng)的，在該模式中，系統(tǒng)控制 器20的信號將被傳遞到其相應(yīng)的連接器。當(dāng)系統(tǒng)控制器20將模式引腳6驅(qū)動到其邏輯高電平狀態(tài)時，微控 制器7將會改變開關(guān)2和4的狀態(tài)(如圖7所示)，以便將內(nèi)部的存儲 器控制器8連接到存儲器連接器3,并且將內(nèi)部的USB連接器9連接到 USB連接器5。由此，當(dāng)使用USB連接器5連接到PC時，這時允許將本 發(fā)明的芯片1作為自主的USB讀卡器和寫卡器來執(zhí)行操作。在圖6中，開關(guān)2和4是以簡化形式顯示的，由此僅僅顯示了到連 接器3和5的連接。附加邏輯將會以先前描述的方式來驅(qū)動存儲器端口 ll以及USB端口 12 (與系統(tǒng)控制器20連接)，以便保持系統(tǒng)相關(guān)性， 例如模仿連接端口 11的卡移除。特別地，附著于連接器12的邏輯會將 連接器12上的數(shù)據(jù)上拉(pullup)電阻斷開連接，由此才莫擬USB斷開 連接。同樣，附著于連接器11的邏輯會以一種與存儲器連接器11設(shè)計 時針對的存儲卡類型相兼容的方式來模擬卡移除。例如，對安全數(shù)字 (SD)存儲卡來說，該邏輯會將存儲卡的引腳1上的上拉電阻斷開連接，以便模擬卡移除。用于模擬存儲卡移除的具體方法取決于所使用的存儲 卡，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。此外，舉例來說，其他的存小者卡可以包4舌緊湊型閃存(CompactFlash)、智能J 某體(SmartMedia) 以及"i己憶才奉(MemoryStick)。對內(nèi)部樣i控制器7、例如可以從Dallas/Maxim獲得的MAXQ核心來 說，該控制器提供了芯片智能。在另一個實施方式中，它可以是在邏輯 中實現(xiàn)的狀態(tài)機。在"讀卡器，，模式中，微控制器7列舉為(enumerate) 高速USB設(shè)備，它對存儲器控制器執(zhí)行初始化，然后則協(xié)調(diào)分別在連接 器5和3上往返于PC與存儲卡之間的數(shù)據(jù)傳送。高速數(shù)據(jù)傳輸單元10附著在USB控制器9與存儲器控制器8之間。 這樣做將會允許兩個控制器8與9之間的最高速度傳輸，而不用微控制 器7的介入。在圖8中，單個的才莫式引腳6 (圖7 ) -陂兩個雙向引腳30和31所 取代，以便往返于本發(fā)明的設(shè)備傳遞擴展的控制和狀態(tài)信息。舉個例子， 一種簡單和公知的雙線總線是在"THE I2C-BUS SPECIFICATION, VERSION 2.1， JANUARY 2000 " 中 定 義 并 且 可 以 從 http: //www. semiconductors, phi 1ips. com/acrobat— download/1itera ture/9398/39340011. pdf的飛利浦半導(dǎo)體獲得的I2C總線。雖然在本實 例中引用的是12C總線，但是任何能夠交換往來于設(shè)備的數(shù)據(jù)的總線都 是適合的。出于例證而不是限制目的，在這里公開和描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選 實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍 的情況下，各種形式和細(xì)節(jié)方面的修改都是可行的。
權(quán)利要求
1.一種用于在具有系統(tǒng)控制器和存儲卡的現(xiàn)有設(shè)備架構(gòu)中添加自主控制器的方法，包括當(dāng)系統(tǒng)控制器提供第一控制信號時，將系統(tǒng)控制器耦合到存儲卡；以及當(dāng)系統(tǒng)控制器提供第二控制信號時，將系統(tǒng)控制器從存儲卡去耦合，并且向系統(tǒng)控制器提供用于指示存儲卡移除事件的信號；以及在不通過系統(tǒng)控制器互連的情況下將存儲卡耦合到I/O控制器。
2. 權(quán)利要求l的方法，其中1/0控制器是USB控制器。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中現(xiàn)有設(shè)備包括與系統(tǒng)控制器耦合的USB 連接，并且該方法還包括當(dāng)系統(tǒng)控制器提供第一控制信號時，將USB 連接與系統(tǒng)控制器相連接，以及當(dāng)系統(tǒng)控制器提供第二控制信號時，從 系統(tǒng)控制器斷開USB連接，向系統(tǒng)控制器提供用于指示USB斷開連接的 信號，以及將I/O控制器耦合到USB連接。
4. 權(quán)利要求3的方法，其中與系統(tǒng)控制器相比，1/0控制器提供更 高速度的輸出。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二控制信號是在單個控制線 上來自系統(tǒng)控制器的耦合的相反狀態(tài)的數(shù)字控制信號。
6. 權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二控制信號是在多線路總線 上來自系統(tǒng)控制器的耦合的數(shù)字控制信號。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中多線路總線是I2C總線。
8. 權(quán)利要求1的方法，其中該方法是通過將單個集成電路添加到 現(xiàn)有設(shè)備中而凈皮實現(xiàn)的。
9. 一種用于在具有系統(tǒng)控制器、存儲卡以及USB連接的現(xiàn)有設(shè)備 架構(gòu)中添加自主控制器的方法，包括當(dāng)系統(tǒng)控制器提供第一控制信號時，將系統(tǒng)控制器耦合到存儲卡以 及USB連接；以及當(dāng)系統(tǒng)控制器提供第二控制信號時，從存儲卡以及USB連接去耦合系統(tǒng)控制器；向系統(tǒng)控制器提供用于指示存儲卡移除事件的信號；向系統(tǒng)控制器提供用于指示USB斷開連接的信號；在沒有通過系統(tǒng)控制器互連的情況下，將存儲卡耦合到USB控制器；以及將USB控制器耦合到USB連接。
10. 權(quán)利要求9的方法，其中與USB連接耦合到系統(tǒng)控制器時相比， 在連接到USB連接的時候，USB控制器提供更高速度的USB通信。
11. 權(quán)利要求10的方法，其中第一和第二控制信號是在單個控制 線上來自系統(tǒng)控制器的耦合的相反狀態(tài)的數(shù)字控制信號。
12，權(quán)利要求10的方法，其中第一和第二控制信號是在多線路總線上來自系統(tǒng)控制器的耦合的數(shù)字控制信號。
13.權(quán)利要求12的方法，其中多線路總線是12C總線。
14.權(quán)利要求10的方法，其中該方法是通過在現(xiàn)有設(shè)備中添加單個集成電路而被實現(xiàn)的。
15. —種用于在具有系統(tǒng)控制器、USB連接以及存儲卡的現(xiàn)有設(shè)備 架構(gòu)中添加自主控制器的設(shè)備，其包括集成電路，并且該集成電路具有存儲器控制器，高速數(shù)據(jù)傳輸單元，USB控制器，微控制器，以及 第一和第二開關(guān)；第一和第二開關(guān)中的每一個都具有第一和第二開關(guān)位置；第 一開關(guān)被適配成在處于笫 一位置時將存儲卡耦合到系統(tǒng)控制器， 以及在處于第二位置時將存儲卡耦合到存儲器控制器；第二開關(guān)#:適配成在處于第一位置時將USB連接耦合到系統(tǒng)控制 器，以及在處于第二位置時將USB連接耦合到USB控制器；該存儲器控制器與高速數(shù)據(jù)傳輸單元耦合，并且高速數(shù)據(jù)傳輸單元 耦合到USB控制器；該微控制器被適配成響應(yīng)于至少一個控制信號以對第一和第二開 關(guān)進(jìn)行控制，從而將這兩個開關(guān)從第一位置切換到第二位置，或者從第 二位置切換到第一位置，以及對存儲器控制器、高速數(shù)據(jù)傳輸單元以及 USB控制器進(jìn)行控制。
16. 權(quán)利要求15的設(shè)備，其中微控制器被適配成響應(yīng)于在單個控 制線上來自系統(tǒng)控制器的至少一個控制信號。
17. 權(quán)利要求15的設(shè)備，其中微控制器被適配成響應(yīng)于在多線路 總線上來自系統(tǒng)控制器的控制信號并對此做出響應(yīng)。
18.權(quán)利要求17的設(shè)備，其中所述多線路總線是I2C總線。
全文摘要
本發(fā)明公開的是用于在便攜式設(shè)備之類的現(xiàn)有架構(gòu)中添加自主控制器的方法和設(shè)備，其中該便攜式設(shè)備可以是蜂窩電話、MP3播放器以及數(shù)碼相機。在存儲卡與設(shè)備的系統(tǒng)控制器之間插入了一個電路，并且該電路可以被控制，以便將存儲卡耦合到系統(tǒng)控制器，或者將存儲卡耦合到該電路上的高速I/O控制器。在將存儲卡耦合到電路上的高速I/O控制器時，該電路會向系統(tǒng)控制器提供用于指示存儲卡移除事件的信號。在具有I/O連接、例如USB連接的系統(tǒng)中，該電路還會從系統(tǒng)控制器斷連該連接，向系統(tǒng)控制器提供用于指示USB斷連的信號，以及將I/O連接通過高速數(shù)據(jù)傳輸單元連接到存儲卡，從而提供高速I/O能力。此外，在這里還公開了各種特征和能力。
文檔編號G06F13/38GK101336422SQ200680052296
公開日2008年12月31日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月9日
發(fā)明者D·A·波德西亞德洛, K·J·赫爾弗里奇, L·T·豪克 申請人:馬克西姆綜合產(chǎn)品公司