CN108664423B - 电子装置及存储卡存取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子装置及存储卡存取方法。存储卡存取方法应用于一电子装置。该电子装置的一处理单元可通过一存储卡插槽存取一存储卡，该方法包含：检测该存储卡是否支持一快速周边组件互连界面接口；当该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，使该处理单元通过一第一数据传输路径存取该存储卡，并利用位于该第一数据传输路径上的一存储卡存取单元进行一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换；以及当该存储卡支持该快速周边组件互连界面接口时，使该处理单元通过一第二数据传输路径存取该存储卡，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该存储卡通过该快速周边组件互连界面接口传输数据。

Description

电子装置及存储卡存取方法

技术领域

本发明涉及快速周边组件互连(Peripheral Component Interconnect Express，PCI-Express，以下简称PCIe)界面接口，尤其涉及PCIe存储卡。

背景技术

图1为现有电子装置连接存储卡的示意图。电子装置10(例如是台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机等装置)包含处理单元110、存储卡存取单元130及存储卡插槽150。处理单元110通过存储卡存取单元130存取插入存储卡插槽150的存储卡15。处理单元110与存储卡存取单元130之间的传输界面接口120例如是常见的PCIe界面接口；存储卡存取单元130与存储卡15之间的传输界面接口140例如是常见的安全数字(secure digital，以下简称SD)界面接口。存储卡存取单元130的主要功能在于提供PCIe界面接口与SD界面接口之间的数据格式传换。

由于PCIe界面接口渐成为主流，因此将来存储卡15可能采用PCIe界面接口而能直接与处理单元110沟通(意即不需通过存储卡存取单元130)。然而在新存储卡(PCIe存储卡)与旧存储卡(SD存储卡)转换的过渡时期，电子装置10的制造商极可能将电子装置10设计成具有读取新旧存储卡的能力。但由于处理单元110仅提供有限数量的PCIe通道(lane)，若电子装置 10的制造商为了读卡功能而将处理单元110的PCIe通道分配给SD存储卡 (通过存储卡存取单元130存取)及PCIe存储卡(直接存取)，则将会牺牲电子装置10对其他周边装置的支持，例如显示卡、无线通信模块(例如WIFI、长期演进技术(Long Term Evolution,LTE)、蓝牙(Bluetooth)等)、有线通信模块(例如以太网络等)、储存装置(例如固态硬盘等)及通用序列汇排流 (Universal Serial Bus,USB)控制模块等。

另外，当电子装置10同时支持新旧存储卡时，使用者在插入存储卡的前必须分辨存储卡的种类，这将造成使用上的不便。再者，当处理单元110 直接存取存储卡15时，可能因为存储卡15与存储卡插槽150接触不良而降低数据传输的效能或甚至产生存取错误。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明的一目的在于提供一种存储卡存取模块及存储卡存取方法。

本发明公开一种电子装置，耦接于一处理单元及一存储卡插槽之间，用来存取一存储卡。该装置包含一检测单元、一选择单元、一存储卡存取单元及一控制单元。检测单元用来检测该存储卡是否支持一快速周边组件互连界面接口。选择单元用来选择一第一数据传输路径或一第二数据传输路径，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该存储卡通过该快速周边组件互连界面接口传输数据。存储卡存取单元用来存取该存储卡并提供一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换。控制单元用来当该检测单元指示该存储卡支持该快速周边组件互连界面接口时，控制该选择单元选择该第二数据传输路径，以及当该检测单元指示该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，控制该选择单元选择该第一数据传输路径。

本发明另公开一种存储卡存取方法，应用于一电子装置，该电子装置的一处理单元可通过一存储卡插槽存取一存储卡，该方法包含：检测该存储卡是否支持一快速周边组件互连界面接口；当该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，使该处理单元通过一第一数据传输路径存取该存储卡，并利用位于该第一数据传输路径上的一存储卡存取单元进行一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换；以及当该存储卡支持该快速周边组件互连界面接口时，使该处理单元通过一第二数据传输路径存取该存储卡，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该存储卡通过该快速周边组件互连界面接口传输数据。

本发明另公开一种电子装置，耦接于一处理单元及一插槽之间，用来选择性地直接存取一快速周边组件互连设备。该装置包含一检测单元、一选择单元、一存储卡存取单元及一控制单元。检测单元用来检测连接该插槽的一设备是为否该快速周边组件互连设备。选择单元用来选择一第一数据传输路径或一第二数据传输路径，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该快速周边组件互连设备通过一快速周边组件互连界面接口传输数据。存储卡存取单元用来存取一存储卡并提供一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换。控制单元用来当该检测单元指示该设备为该快速周边组件互连设备时，控制该选择单元选择该第二数据传输路径，以及当该检测单元指示该设备非为该快速周边组件互连设备时，控制该选择单元选择该第一数据传输路径。

本发明的电子装置及存储卡存取方法能够使电子装置以同一个PCIe界面接口直接存取PCIe设备或间接存取非PCIe设备，达到共用PCIe界面接口的技术效果，以减少PCIe通道的使用量。应用于PCIe存储卡的存取时，本发明提供使用者友善的界面接口；此外，本发明亦可添加强化传输信号相关电路，以提高存取存储卡时的效能并降低存取错误的几率。相较于现有PCIe交换器(PCIe switch)的复杂电路，本发明以简单的电路即可达到共享PCIe界面接口的目的，不但节省成本亦降低电路设计的难度。

有关本发明的特征、实作与技术效果，兹配合附图作实施例详细说明如下。

附图说明

图1为现有电子装置连接存储卡的示意图；

图2为本发明的存储卡存取模块的一实施例的功能方框图；

图3A～3D为本发明的存储卡存取方法的一实施例的流程图；

图4为处理单元与存储卡存取单元的连接示意图；

图5为本发明的存储卡存取模块的另一实施例的功能方框图；

图6A～6C为对应图5的存储卡存取模块的存储卡存取方法的详细步骤；以及

图7为PCIe界面接口的耦合电容共用的示意图。

附图标记说明：

10、20、50 电子装置

15、25 存储卡

110、210、710 处理单元

120、140、220、232、234、236、536、538 传输界面接口

130、233 存储卡存取单元

150 存储卡插槽

230、530、720、770 存储卡存取模块

250 插槽

231 选择单元

235、535 控制单元

237 检测单元

410 耦合电容

420a、420b 开关

430a、430b 电阻

539 信号优化单元

730 PCIe设备

740、750、780 电容群群

S310～S640 步骤

具体实施方式

以下说明内容的技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。

本发明的公开内容包含存储卡存取模块及存储卡存取方法。由于本发明的存储卡存取模块所包含的部分元件单独而言可能为已知元件，因此在不影响该装置发明的充分公开及可实施性的前提下，以下说明对于已知元件的细节将予以省略。此外，本发明的存储卡存取方法可通过本发明的存储卡存取模块或其等效装置来执行，在不影响该方法发明的充分公开及可实施性的前提下，以下方法发明的说明将着重于步骤内容而非硬件。

图2为本发明的存储卡存取模块的一实施例的功能方框图。存储卡存取模块230实作于电子装置20中，且耦接于电子装置20的处理单元210 及插槽250之间。处理单元210为电子装置20的系统单芯片(System on Chip, SoC)或芯片组(chipset)，例如是中央处理单元、微处理器等。插槽250可供存储卡25或其他设备插入。存储卡存取模块230包含选择单元231、存储卡存取单元233、控制单元235及检测单元237。传输界面接口220、传输界面接口232及传输界面接口236为PCIe界面接口，而传输界面接口234 为SD界面接口。存储卡存取单元233的主要功能的一在于提供PCIe界面接口与SD界面接口之间的数据格式传换。控制单元235可以例如以逻辑电路或微控制器实作。

图3A～3D为本发明的存储卡存取方法的一实施例的流程图。检测单元 237检测是否有存储卡插入插槽250(例如通过存储卡槽的卡检测脚位)(步骤 S310)。当控制单元235依据检测单元237的控制信号得知没有存储卡插入时，控制单元235控制电子装置20在预设状态(步骤S320)。详言之，此预设状态可以是(1)传输界面接口220使用中，亦即处理单元210与存储卡存取单元233通过传输界面接口220及传输界面接口232建立连线；或是(2) 传输界面接口220未使用中，亦即处理单元210未通过传输界面接口220 与任何装置建立连线。

在状态(1)中，控制单元235控制选择单元231选择第一数据传输路径 (包含传输界面接口232、存储卡存取单元233及传输界面接口234)(图3B 的步骤S321)，并控制存储卡存取单元233挂载(load)端电阻(termination resistor)(图3B的步骤S323)。在状态(2)中，控制单元235可以(A)控制选择单元231选择第一数据传输路径(图3C的步骤S325)，并控制存储卡存取单元233卸载(unload)端电阻(图3C的步骤S327)；或(B)控制选择单元231选择第二数据传输路径(包含传输界面接口236)(图3D的步骤S329)。

挂载及卸载端电阻的细节描述如下。图4为处理单元210与存储卡存取单元233的连接示意图，并示例性地显示PCIe界面接口的一个通道。如图所示，一个通道包含一差分传送对Tx及一差分接收对Rx(此处的传送及接收是对存储卡存取单元233而言)。差分传送对Tx及差分接收对Rx各包含二条传输线(transmission line)，每一条传输线各有一个耦合电容410。存储卡存取单元233包含开关420a、420b及电阻430a、430b。挂载电阻意谓存储卡存取单元233根据控制单元235的控制信号控制开关420a、420b导通，使电阻430a、430b连上PCIe通道的差分接收对Rx，而卸载电阻意谓存储卡存取单元233根据控制单元235的控制信号控制开关420a、420b不导通。请注意，若开关420a、420b原本就处于导通状态，则「挂载端电阻」操作意谓存储卡存取单元233需不执行任何动作(亦即可略过相关“挂载端电阻”的步骤)，“卸载端电阻”的操作同理。

回到图3A，在确定有存储卡插入插槽250的后(步骤S310判断为是)，检测单元237还检测插入的存储卡的种类，亦即检测插入的存储卡为PCIe 存储卡(支持PCIe界面接口的存储卡)或其他存储卡，例如SD存储卡(支持 SD界面接口的存储卡)(步骤S330)。检测单元237可以利用以下的两种检测方法进行检测，但不以此为限。方法一是PCIe标准所定义的检测方法，亦即检测单元237利用周期性的脉波测量电容的充电时间来进行判断。详言的，当PCIe存储卡插入插槽250时，插槽250上的寄生电容会增加，使充电时间变长。方法二是判断PCIe界面接口的时脉接脚需求(CLKREQ#)的电压是否改变。因为当PCIe存储卡插入插槽250时，PCIe存储卡会先进行初始化，初始化时PCIe存储卡会需要一个外部的时脉。PCIe存储卡向主机端 (host)(亦即电子装置20)要求时脉时，便会造成时脉接脚上的电位改变。

控制单元235依据检测单元237的检测结果决定存储卡存取模块230 接下来要操作于非PCIe设备存取模式或PCIe设备存取模式。当检测单元 237指示存储卡为非PCIe存储卡时(步骤S330判断为否)，控制单元235控制存储卡存取模块230操作于非PCIe设备存取模式(步骤S340)，反之则控制存储卡存取模块230操作于PCIe设备存取模式(步骤S350)。在非PCIe 设备存取模式下，控制单元235控制选择单元231切换到存储卡存取单元 233(步骤S342)，并且控制存储卡存取单元233挂载端电阻(步骤S344)；亦即，在此模式下，控制单元235使处理单元210及存储卡存取单元233连接并且能够传递数据。在PCIe设备存取模式下，控制单元235控制选择单元231切换到PCIe设备(步骤S352)；亦即，在此模式下，控制单元235使处理单元210通过传输界面接口236直接存取PCIe存储卡。

图5为本发明的存储卡存取模块的另一实施例的功能方框图。存储卡存取模块530实作于电子装置50中，且耦接于电子装置50的处理单元210 及插槽250之间。处理单元210为电子装置50的系统单芯片或芯片组。存储卡存取模块530包含选择单元231、存储卡存取单元233、控制单元535、检测单元237及信号优化单元539。传输界面接口536及传输界面接口538 为PCIe界面接口。图2及图5中相同编号的元件具有相同的功能，不再赘述。控制单元535可以例如以逻辑电路或微控制器实作。

因为存储卡25与插槽250可能因为接触不良或端子氧化而降低数据传输的效能或甚至造成存取错误，所以本实施例设置信号优化单元539来对存储卡25与处理单元210之间的传输信号进行强化(例如Redriver)及/或重定时(Retimer)，或是加入协议感知(protocol aware)等协议解析处理来对协议内容进行调整。因应此实施例，图3A 的步骤S320及步骤S350有些微调整。

对步骤S320来说，在状态(1)(亦即传输界面接口220使用中)，控制单元535可以(A)(对应图3B)控制选择单元231选择第一数据传输路径(包含传输界面接口232、存储卡存取单元233及传输界面接口234)，并控制存储卡存取单元233挂载端电阻；或是(B)(对应图6A)控制选择单元231选择第二数据传输路径(包含传输界面接口536、信号优化单元539及传输界面接口 538)(步骤S610)，并控制信号优化单元539挂载端电阻(步骤S620)。在状态(2)(亦即传输界面接口220未使用中)，控制单元535可以(A)(对应图3C)控制选择单元231选择第一数据传输路径，并控制存储卡存取单元233卸载端电阻；或(B)(对应图6B)控制选择单元231选择第二数据传输路径(步骤 S630)，并控制信号优化单元539卸载端电阻(步骤S640)。

对步骤S350来说(对应图6C)，在步骤S352之后，控制单元535进一步控制信号优化单元539挂载端电阻(步骤S534)，以跟处理单元210及存储卡25建立连线。请注意，信号优化单元539与处理单元210连接的一端及与存储卡25连接的一端各包含端电阻(两者皆位于对信号优化单元539 而言的接收端上)。类似存储卡存取单元233，信号优化单元539利用开关挂载/卸载端电阻。信号优化单元539何以例如是重驱动(redriver)电路及/或重定时(retimer)电路。

综上所述，本发明的存储卡存取模块整合PCIe存储卡及非PCIe存储卡的传输界面接口，为电子装置的制造商在规划处理单元的PCIe通道时提供更大的弹性(亦即，不需为了同时支持两种规格的存储卡而牺牲其他PCIe 设备或是使用很多离散元件整合其他界面接口)，也为使用者提供更使用者友善的操作(亦即，两种规格的存储卡皆插入同一个存储卡插槽)。此外，本发明还可以进一步帮助电子装置的制造商省下电路上耦合电容的数量，以降低成本并简化设计。详言之，如图7所示，PCIe界面接口未共用之前(图 7A)，存储卡存取模块720(提供读取非PCIe存储卡的功能)与PCIe设备730 各占用处理单元710的一个PCIe界面接口(可包含一个或数个通道)，每一界面接口各包含一个电容群群740或750。当共用PCIe界面接口时(图7B)，亦即存储卡存取模块770同时支持PCIe设备(包含PCIe存储卡)及非PCIe 存储卡(例如图3的存储卡存取模块230或图5的存储卡存取模块530)时，只需要一个电容群群780，也就是说可使所需的电容数量减半。

本发明共享PCIe界面接口不限于PCIe存储卡，任何其他能通过电子装置的插槽与电子装置连接的PCIe设备皆属本发明的实施方式。

由于本技术领域技术人员可通过本公开的装置发明的公开内容来了解本公开的方法发明的实施细节与变化，因此，为避免赘文，在不影响该方法发明的公开要求及可实施性的前提下，重复的说明在此予以省略。请注意，前揭图示中，元件的形状、尺寸、比例以及步骤的顺序等仅为示意，是供本技术领域技术人员了解本发明之用，非用以限制本发明。

虽然本发明的的实施例如上所述，然而所述实施例并非用来限定本发明，本技术领域技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化，凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护实施方式，换言之，本发明的专利保护范围须视本说明书的权利要求所界定者为准。

Claims (9)

1.一种装置，耦接于一处理单元及一存储卡插槽之间，用来存取一存储卡，包含：

一检测单元，用来检测该存储卡是否支持一快速周边组件互连界面接口；

一选择单元，用来选择一第一数据传输路径或一第二数据传输路径，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该存储卡通过该快速周边组件互连界面接口传输数据；

一存储卡存取单元，耦接该选择单元并位于该第一数据传输路径上，用来存取该存储卡并提供一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换；以及

一控制单元，耦接该检测单元、该存储卡存取单元及该选择单元，用来当该检测单元指示该存储卡支持该快速周边组件互连界面接口时，控制该选择单元选择该第二数据传输路径，以及当该检测单元指示该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，控制该选择单元选择该第一数据传输路径；

其中该存储卡存取单元包含一端电阻，且当该检测单元指示该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，该控制单元还控制该存储卡存取单元挂载该端电阻。

2.如权利要求1所述的装置，其中该检测单元还检测该存储卡插槽是否插入任何存储卡，且当该检测单元指示该存储卡插槽未插入任何存储卡时，该控制单元控制该选择单元选择该第二数据传输路径。

3.如权利要求1所述的装置，其中该检测单元还检测该存储卡插槽是否插入任何存储卡，且当该检测单元指示该存储卡插槽未插入任何存储卡时，该控制单元控制该选择单元选择该第一数据传输路径。

4.如权利要求3所述的装置，其中该存储卡存取单元包含一端电阻，且当该检测单元指示该存储卡插槽未插入任何存储卡时，该控制单元还控制该存储卡存取单元卸载该端电阻。

5.一种存储卡存取方法，应用于一电子装置，该电子装置的一处理单元可通过一存储卡插槽存取一存储卡，该方法包含：

检测该存储卡是否支持一快速周边组件互连界面接口；

当该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，使该处理单元通过一第一数据传输路径存取该存储卡，并利用位于该第一数据传输路径上的一存储卡存取单元进行一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换；以及

当该存储卡支持该快速周边组件互连界面接口时，使该处理单元通过一第二数据传输路径存取该存储卡，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该存储卡通过该快速周边组件互连界面接口传输数据；

其中该存储卡存取单元包含一端电阻，且当检测到该存储卡不支持该快速周边组件互连界面接口时，还控制该存储卡存取单元挂载该端电阻。

6.如权利要求5所述的方法，还包含：

检测该存储卡插槽是否插入任何存储卡；以及

当该存储卡插槽未插入任何存储卡时，选择该第二数据传输路径。

7.如权利要求5所述的方法，还包含：

检测该存储卡插槽是否插入任何存储卡；以及

当该存储卡插槽未插入任何存储卡时，选择该第一数据传输路径。

8.一种装置，耦接于一处理单元及一插槽之间，用来选择性地直接存取一快速周边组件互连设备，该装置包含：

一检测单元，用来检测连接该插槽的一设备是为否该快速周边组件互连设备；

一选择单元，用来选择一第一数据传输路径或一第二数据传输路径，其中该第二数据传输路径是允许该处理单元及该快速周边组件互连设备通过一快速周边组件互连界面接口传输数据；

一存储卡存取单元，耦接该选择单元并位于该第一数据传输路径上，用来存取一存储卡并提供一传输界面接口及该快速周边组件互连界面接口之间的数据格式转换；以及

一控制单元，耦接该检测单元、该存储卡存取单元及该选择单元，用来当该检测单元指示该设备为该快速周边组件互连设备时，控制该选择单元选择该第二数据传输路径，以及当该检测单元指示该设备非为该快速周边组件互连设备时，控制该选择单元选择该第一数据传输路径；

其中该存储卡存取单元包含一端电阻，且当该检测单元指示连接该插槽的一设备为该快速周边组件互连设备时，该控制单元还控制该存储卡存取单元挂载该端电阻。

9.如权利要求8所述的装置，其中该检测单元还检测该插槽是否插入任何设备，且当该检测单元指示该插槽未插入任何设备时，该控制单元控制该选择单元选择该第二数据传输路径。

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