CN101167038A - 卡型电子装置以及主机装置 - Google Patents

Abstract

本发明的卡型电子装置具有：与电源线(104)连接的pMOS开关(110)；对电源电压进行降压的降压调节器(107)；检测电源电压值，输出是否超过规定电压值的信息的电压检测电路(111)；在电源线(104)的电源电压为规定电压值以下时，把pMOS开关(110)设置为导通，并使降压调节器(107)停止，在超过规定电压值时，把pMOS开关(110)设置为断开，并使降压调节器(107)工作的控制电路(112)；输入经由pMOS开关(110)的电源电压或者降压调节器(107)的输出电压来工作，进行功能模块(106)的控制和与外部的通信控制的内部逻辑电路(108)。因而，即使从主机装置以2种电压范围施加电源电压的情况下，也能够向各内部块施加适当的电压范围的电源电压。

Description

卡型电子装置以及主机装置

技术领域

本发明涉及在2种电压范围的电源电压下工作的卡型电子装置、在该卡型电子装置上施加电源电压的主机装置。

背景技术

近年，开发了装载有非易失性存储器的卡型电子装置，作为数码照相机、便携电话、个人计算机、便携数字音乐播放器等主机装置的存储介质，市场规模已扩大起来。

例如，在将用数码相机拍摄的静止图像保存在卡型电子装置后，把卡型电子装置安装在个人计算机上，用个人计算机读出该静止图像使其显示在显示器上这种使用方法正变得普通。另一方面，代替非易失性存储器而装载有无线LAN(Local Area Network)模块、GPS(GlobalPointing System)模块、照相机模块、面向移动设备的地波数字TV/无线电接收调谐器模块等的卡型电子装置也正在市场上普及。

在许多情况下，卡型电子装置和主机装置利用电源线、接地线以及用于传送时钟信号、数据信号、指令信号、响应信号等的信号线连接，进行以主机装置为主，以卡型电子装置为从属的主/从方式的通信。卡型电子装置从主机装置经由电源线来施加电源电压而工作。目前一般来说，卡型电子装置的工作电压大多是以3.3V为基准的电压范围(3.3V系列电压，3.0～3.6V和2.7V～3.6V等)。

用图9说明以往的卡型电子装置以及主机装置。在图9中，用有箭头的实线和没有箭头的实线连接各构成块，而有箭头的实线表示信号的传送线，没有箭头的实线表示电源供给线。

图9是以往的卡型电子装置以及主机装置的方框图。在图9中，卡型电子装置901通过安装在设置于主机装置902内的卡插槽内，和主机装置902进行通信。卡型电子装置901如果安装在主机装置902上，则用信号线902、电源线904以及接地线(未图示)等和主机装置902进行电连接。在卡型电子装置901上经由电源线904从主机装置902施加电源电压。电源电压是2.7V～3.6V。信号线903是由时钟线、指令/响应线以及1条以上的数据线等构成。

卡型电子装置901具有控制器部905和功能模块906。控制器部905是系统LSI等半导体。在本以有的例子中，设功能模块906为闪存(FlashMemory)。从电源线904向控制器部905以及功能模块906提供2.7V～3.6V的电源电压。

控制器部905具有降压调节器907、内部逻辑908、VCO(VoltageControlled Oscillator，压控振荡器)909。虽然未图示，但控制器部905还具有IO单元、RAM、ROM。一般地，IO单元根据其大小、要连接的外部器件的个数或管脚数等，在系统LSI上配置数十个～数百个以上。降压调节器907、VCO909等在2.7～3.6V的电压下工作。另一方面，内部逻辑电路908、RAM、ROM等根据工艺条件其工作电压不同。例如，一般如果是0.18μm则是1.65V～1.95V，如果是0.15μm则是1.35V～1.65V，如果是0.13μm则是1.15V～1.45V。其中，工作电压还因使用目的、阈值电压等而不同。在本已有的例子中，工艺条件假设是0.18μm，内部逻辑电路908、RAM、ROM的工作电压设为1.65V～1.95V(1.8V系列电压)。

控制器部905用IO单元(3.3V系列电压输入单元)输入从电源线904施加的2.7V～3.6V电压。其后，经由IO单元向降压调节器907和VCO909上提供电源电压。降压调节器907把输入的2.7V～3.6V电压变换为1.65V～1.95V电压。降压调节器907的输出电压一旦从IO单元(1.8V系列电压输出单元)输出到控制器部905的外部后，用电容器(未图示)进行平滑，经由另一IO单元(1.8V系列电压输入单元)再次输入到控制器部905。而后在内部逻辑电路908、RAM、ROM上提供1.8V系列电压。VCO909在时钟振荡被允许时，输入2.7V～3.6V电压进行振荡，向内部逻辑电路908提供把1.8V系列电压作为振幅的时钟信号。内部逻辑电路908实施和主机装置902的通信控制、对功能模块906的数据进行写入/读取/删除等处理。主机装置902、功能模块906和内部逻辑电路908因为以3.3V系列电压进行通信，所以在设置于它们之间的IO单元上设置电平转换器。

如上所述那样，从主机装置902向卡型电子装置901内的各结构块施加了电源电压。

专利文献1：特开平5-6465号公报

专利文献2：特开2002-351813号公报

发明内容

以往，多数情况下，从主机装置向卡型电子装置施加的电源电压是3.3V系列电压。但是，因为市场迫切要求低功耗化，所以有必要以比3.3V系列电压更低的电压范围使卡型电子装置工作。另一方面，只以比3.3V系列电压更低的电压(例如，1.8V系列电压)工作的卡型电子装置因为不能在已市售的主机装置(提供3.3V系列电压)中使用，所以对于用户来说没有吸引力。因此，希望在作为以往的施加电压的3.3V系列电压和比3.3V系列电压低的电压(例如，1.8V系列电压)的任何一方的电压下都能工作的卡型电子装置。

但是，在图9所示的以往的卡型电子装置中，如果使VCO909和功能模块906能够与3.3V系列电压和比3.3V系列电压低的电压(例如，1.8V系列电压)这两方相对应，则存在设计变得复杂的问题。特别是因为在VCO909上从电源线904直接施加电源电压，所以需要与3.3V系列电压和1.8V系列电压这两方相对应，设计变得复杂。

此外，在图9所示的以往的卡型电子装置中，虽然只评价了3.3V系列电压，但如果施加3.3V系列电压和比3.3V系列电压低的电压(例如，1.8V系列电压)这两方，则必须在两方的电压范围中进行评价，存在评价项目也增加的问题。

此外，在图9所示的以往的卡型电子装置中，在降压调节器给予比输出电压的期望值低的输入电压的情况下，输出晶体管完全变成导通状态，因导通电阻和电流的电压降(IR drop)，降压调节器的输出电压下降。因此，如果在作为负荷的内部逻辑电路、RAM、ROM等中流过大电流，则输出电压大幅下降，存在不能在负荷上施加必要的电压的问题。

进而，在图9所示的以往的卡型电子装置中，具有在功能模块需要瞬间的大电流时，降压调节器的输出电压也发生暂时性下降的问题。

本发明就是为了解决上述以往的问题，其目的在于提供一种卡型电子装置，即使从主机装置施加3.3V系列电压和比3.3V系列电压低的电压(例如，1.8V系列电压)的任何一方的电源电压，也能够用简单的电路结构对各内部逻辑施加适当电压范围的电源电压。

此外，本发明的目的在于提供一种即使在从主机装置施加3.3V系列电压和比3.3V系列电压低的电压(例如，1.8V系列电压)的其中一方的电源电压，并且，在内部逻辑电路和功能模块的工作中需要恒定的大电流和瞬间的大电流的情况下，也能够对各内部块连续施加适当的电源电压的卡型电子装置，以及在该卡型电子装置上施加电源电压的主机装置。

本发明的卡型电子装置的特征在于具有：从主机装置输入第一电压范围的电源电压和比上述第一电压范围低的第二电压范围的电源电压的电源线；在上述第二电压范围中工作，起到规定功能的功能模块；与上述电源线连接的pMOS开关；与上述电源线连接，把上述电源线的电源电压降压到第二电压范围的降压调节器；检测上述电源线的电源电压值，输出表示是否超过规定电压值的信息的电压检测电路；输入来自上述电压检测电路的信息，在上述电源线的电源电压是上述规定电压值以下时，把上述pMOS开关设置为导通，并且使上述降压调节器停止，在上述电源线的电源电压超过上述规定电压值时，把上述pMOS开关设置为断开，并且使上述降压调节器工作的控制电路；以及输入经由上述pMOS开关的电源电压或者上述降压调节器的输出电压而工作，进行上述功能模块的控制或者和外部的通信控制的内部逻辑电路。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于：上述电压检测电路检测上述电源线的电源电压是否超过上述第二电压范围的最大值。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于：进一步具有生成使上述内部逻辑电路工作的时钟信号的振荡器，上述振荡器通过输入经由上述pMOS开关的电源电压或者上述降压调节器的输出电压而工作。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于：上述控制电路在上述电源线的电源电压为规定电压值以下时，在把上述pMOS开关设置为导通后使上述降压调节器停止，在上述电源线的电源电压超过上述规定电压值时，在让上述降压调节器工作后把上述pMOS开关设置为断开。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于：具有用于在上述内部逻辑电路和上述主机装置之间对时钟信号、指令信号、响应信号以及数据信号进行传送的1根以上的信号线，上述内部逻辑电路在用上述主机装置进行上述卡型电子装置的初始化之前，在初始化中以及初始化后从上述主机装置经由上述信号线接收从上述主机装置施加的电源电压的电压范围信息并输出到上述控制电路，上述控制电路输入来自上述电压检测电路以及上述内部逻辑电路的信息，只在上述电源线的电源电压为上述规定电压值以下，并且从上述内部逻辑电路输入了上述第二电压范围的信息作为上述电压范围信息时，把上述pMOS开关设置为导通，并且使上述降压调节器停止，除此以外时把上述pMOS开关设置为断开，并且使上述降压调节器工作。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于：上述内部逻辑电路在电源上升时，把将上述pMOS开关设置为断开的控制信号输出到上述控制电路。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于：上述内部逻辑电路具有在初始化前工作的初始状态工作部，在初始化前只有上述初始状态工作部工作，从上述主机装置接收上述电压范围信息，并且生成把上述pMOS开关设置成断开的控制信号。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于，具有：与上述降压调节器的输出线或上述pMOS开关的输出线和上述电源线这2种线连接，有选择地切换施加在上述功能模块上的电源电压的中继电路，上述中继电路在上述pMOS开关是导通时选择上述电源线并向上述功能模块施加电源电压。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于，具有：用于在上述内部逻辑电路和上述主机装置之间对时钟信号、指令信号、响应信号以及数据信号进行发送接收的1根以上的信号线；上述功能模块用的第二电源线；与上述降压调节器的输出线或上述pMOS开关的输出线和上述第二电源线这2种线连接，有选择地切换施加在上述功能模块上的电源电压的中继电路，其中，上述内部逻辑电路具有控制上述中继电路的中继控制电路，上述中继控制电路预先存储表示是否能够将来自上述第二电源线的电源电压施加在上述功能模块上的信息，如果从上述主机装置接收到用第二电源线施加电源电压这种指令信号，则向上述中继电路输出切换信号，选择上述第二电源线的电源电压作为上述功能模块的电源电压。

此外，本发明的卡型电子装置的特征在于，具有：生成发送到卡型电子装置的指令信号、时钟信号或者数据信号，并且接收来自上述卡型电子装置的响应信号或者数据信号进行处理的中央运算装置；用于向上述卡型电子装置施加电源电压的电源线；用于在上述卡型电子装置之间发送接收上述时钟信号、指令信号、响应信号以及数据信号的1根以上的信号线；以及上述卡型电子装置内的功能模块用的第二电源线，上述中央运算装置对上述卡型电子装置发送询问是否能够用上述第二电源线施加电源电压的指令信号，在用来自上述卡型电子装置的响应信号，取得了能够用上述第二电源线施加电源电压的信息时，在对上述卡型电子装置发送了从上述第二电源线开始施加电源电压的指令信号后，从上述第二电源线开始施加电源电压。

本发明的卡型电子装置是从主机装置施加第一电压范围的电源电压、或者比第一电压范围低的第二电压范围的电源电压的装置，在施加了上述第一电压范围的电源电压时，用降压调节器把上述第一电压范围的电源电压降压为第二电压范围的电源电压，把上述降压后的电源电压施加到起到规定功能的功能模块和进行上述功能模块的控制和与外部的通信控制的内部逻辑电路等后级的块上，在施加了上述第二电压范围的电源电压时，经由pMOS开关，把电源线的电源电压施加在上述功能模块和上述内部逻辑电路等后级的块上。由此，无论从主机装置施加第一电压范围的电源电压和上述第二电压范围的电源电压的哪一方的电源电压，都能够向各内部块施加适合的电压范围的电源电压。

此外，本发明的卡型电子装置在经由上述pMOS开关向上述功能模块、上述内部逻辑电路等后级的块施加电源电压时，使上述降压调节器停止。由此，能够实现低功耗化。

此外，本发明的卡型电子装置用电压检测电路检测从主机装置施加的电源电压的值，在电源电压超过上述第二电压范围的最大值时，把用上述降压调节器降压后的电源电压施加在上述功能模块、上述内部逻辑电路等后级的块上，在电源电压小于等于上述第二电压范围的最大值时，经由上述pMOS开关把上述电源线的电源电压施加在上述功能模块、上述内部逻辑电路等后级的块上。由此，能够防止只以上述第二电压范围的电源电压工作的上述功能模块、上述内部逻辑电路等后级的块因过电压引起的破坏和寿命降低。

此外，本发明的卡型电子装置具有向上述内部块提供时钟信号的VCO，该VCO输入用上述降压调节器降压后的电源电压，或者经由上述pMOS开关的电源电压而工作。由此，用简单的电路结构就能够与上述第一电压范围的电压和上述第二电压的范围双方对应。即，能够实现设计容易，评价工时少的电路结构。

本发明的卡型电子装置在经由上述pMOS开关对上述内部逻辑电路、上述功能模块施加电源电压时，在导通上述pMOS开关后停止上述降压调节器，在把上述降压调节器的输出电压施加在上述内部逻辑电路、上述功能模块上时，在使上述降压调节器工作后，断开上述pMOS开关。由此，因为不存在上述pMOS开关和上述降压调节器双方同时变成断开的时刻，所以，能够在各内部块上稳定地施加适当的电压范围的电源电压。

本发明的卡型电子装置在初始化前，从主机装置接收在初始化中以及初始化后施加的电源电压的电压范围信息，只在上述电源线的电源电压小于等于规定的电压值，并且从主机装置接收了第二电压范围的信息作为上述电压范围信息时，导通上述pMOS开关，其后，使上述降压调节器停止，除此以外时，断开上述pMOS开关使上述降压调节器工作。由此，主机装置在发送了在初始化中以及初始化后施加在卡型电子装置上的电源电压的电压范围信息后，即使在将电源电压从上述第一电压范围下落到上述第二电压范围的情况下，不管其时刻如何，都能够防止对在上述第二电压范围的电源电压下工作的块施加上述第一电压范围的电源电压。

本发明的卡型电子装置在电源上升时(立ち上げる)断开上述pMOS开关。由此，即使主机装置在电源上升时急剧地提升电压的情况下，也能够防止向在上述第二电压范围的电源电压下工作的块施加上述第一电压范围的电源电压。

本发明的卡型电子装置在内部逻辑电路中具有在初始化前工作的初始状态工作部，初始化前的上述内部逻辑电路仅有该初始化状态工作部工作，和主机装置进行通信，生成指示上述pMOS开关断开的控制信号。由此，在初始化前即使在和主机装置进行通信的情况下，因为只流过最小限度的电流，所以在初始化前，能够对各内部块稳定地施加适当电压范围的电源电压。

本发明的卡型电子装置具有上述功能模块用的电源线(第二电源线)，在从主机装置施加了上述第二电压范围的电源电压时，从上述第二电源线向上述功能模块施加电源电压。由此，即使上述功能模块需要恒定的大电流的情况下，也能够向各内部块施加稳定并且适当的电压范围的电源电压。

本发明的卡型电子装置具有上述功能模块用的电源线(第二电源线)，如果从主机装置接收到用第二电源线施加电源电压这种指令信号，则从上述第二电源线向功能模块施加电源电压。由此即使在上述功能模块中需要瞬间大电流的情况下，也能够向各内部块施加稳定并且适当的电压范围的电源电压。

本发明的主机装置具有用于向上述卡型电子装置施加电源电压的电源线；和上述卡型电子装置的功能模块用的第二电源线，向上述卡型电子装置发送询问是否可以用上述第二电源线施加电源电压的指令信号，在用来自上述卡型电子装置的响应信号，取得了可以用上述第二电源线施加电源电压这一信息时，在向上述卡型电子装置发送了从上述第二电源线开始施加电源电压这一指令信号后，从上述第二电源线开始施加电源电压。由此，即使在上述卡型电子装置安装了需要瞬间大电流的功能模块的情况下，也能够对上述卡型电子装置稳定地施加适当的电压范围的电源电压。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的卡型电子装置结构的方框图。

图2是表示本发明的实施方式1的卡型电子装置的pMOS开关的开关切换工作的图。

图3是表示本发明的实施方式2的卡型电子装置结构的方框图。

图4是表示本发明的实施方式2的卡型电子装置直到开始初始化为止的工作的流程图。

图5是表示本发明的实施方式2的卡型电子装置直到开始初始化为止的工作的流程图。

图6是表示本发明的实施方式3的卡型电子装置结构的方框图。

图7是表示本发明的实施方式4的卡型电子装置以及主机装置结构的方框图。

图8是表示本发明的实施方式4的主机装置经由第二电源线施加电源电压时的工作的流程图。

图9是表示以往的卡型电子装置结构的方框图。

符号说明

101、301、601、701、901：卡型电子装置

102、302、602、702、902：主机装置

103、903：信号线

104、904：电源线

105、305、605、705、905：控制器部

106、906：功能模块

107、907：降压调节器

108、308、708、908：内部逻辑电路

109、909：VCO

110：pMOS开关

111：电压检测电路

112、312、612：控制电路

313：初始状态停止部

314：初始状态工作部

615、715：中继电路

716：第二电源线

717：中继控制部

718：CPU

具体实施方式

以下，用附图说明本发明的实施方式。

(实施方式1)

使用图1、图2说明本实施方式1的卡型电子装置。在本实施方式1中，卡型电子装置假设是安装了闪存的存储卡。但是，本发明的卡型电子装置并不限于存储卡，也可以是具有无线LAN、GPS等功能的功能扩展卡。

图1是表示本实施方式1的卡型电子装置结构的方框图。在图1中，假设主机装置102是具有卡型电子装置101的插入槽的数字照相机。卡型电子装置101通过装在设置于主机装置102内的槽中，和主机装置102进行通信。卡型电子装置101如果装到主机装置102，则用信号线103、电源线104以及接地线(未图示)等和主机装置102电连接。而且，在图1中，用有箭头的实线和没有箭头的实线连接各结构块之间，但有箭头的实线表示信号的传送线，没有箭头的实线表示电源线。

主机装置102和卡型电子装置101用1根以上的信号线103、电源线104、接地线(未图示)连接。信号线103由时钟线、指令/响应线和1根以上的数据线等构成。时钟线是用于从主机装置102向卡型电子装置101传送时钟信号的线，指令/响应线是用于从主机装置102向卡型电子装置101进行指令信号传送、从卡型电子装置101向主机装置102进行响应信号传送的线，数据线是用于在主机装置102和卡型电子装置101之间双向传送数据信号的线。主机装置102和卡型电子装置101进行以主机装置102为主，以卡型电子装置101为从属的主/从方式的通信。

卡型电子装置101具有控制器部105和功能模块106。控制器部105具有降压调节器107、内部逻辑电路108、VCO109、pMOS开关110、电压检测电路111、控制电路112。控制器部105还具有IO单元、ROM、RAM等(未图示)。

主机装置102经由电源线104向卡型电子装置101施加电源电压。主机装置102以2.7V～3.6V或者1.65V～1.95V的电压范围向卡型电子装置101施加电源电压。由主机装置102产生的施加电压的变动速度假设是电压检测电路111能够以不大的误差检测出电压值的速度。以下，把2.7V～3.6V的电压范围的电压称为3.3V系列电压，把1.65V～1.95V的电压范围的电压称为1.8V系列电压。

在卡型电子装置101中存在即使给予3.3V系列电压也工作的块，和如果给予超过1.95V的电压，例如给予3.3V系列电压则有可能产生寿命下降、损坏的块。在控制部105中，降压调节器107、pMOS开关110、电压检测电路111以及IO单元即使给予3.3V系列电压也正常工作。另一方面，内部逻辑电路108、VCO109、控制电路112、ROM、RAM等如果给予3.3V系列电压则有可能被损坏。进而，功能模块106也是如果给予3.3V系列电压则有可能产生寿命下降、损坏。

控制器部105用系列LSI构成，经由IO单元，和控制部105周围的器件/块进行信号的发送接收。在和主机装置102那样以3.3V系列电压进行信号的发送接收的器件之间的IO单元上装入进行3.3V系列电压和1.8V系列电压的电平变换的电平转换器。另一方面，在和如功能模块106那样的以1.8V系列电压工作的块之间的IO单元中不包含电平转换器。

内部逻辑电路108输入来自主机装置102的时钟信号以及来自VCO109的时钟信号，进行和主机装置102的信号的传送控制、针对功能模块106的数据的写入/读出/删除等控制、VCO109的振荡/停止的控制等。此外，根据需要进行针对ROM、RAM的数据的写入/读出。

VCO109施加1.8V系列电压，并且在从内部逻辑电路108输入了振荡允许信号时振荡，向内部逻辑电路108输出时钟信号。

电压检测电路111测定从电源线104施加的电源电压的电压值。在电源电压在规定的电压值以下时，把在规定值以下这样的信息、例如High(高)信号输出到控制电路112。另一方面，在电源电压超过规定的电压值时，把超过规定的电压值这一信息、例如Low(低)信号输出到控制电路112。由此，控制电路112能够以规定的电压值为基准切换pMOS开关110的输出和降压调节器107的输出。在此，通过把规定的电压值设定为适当的值，将不会在后级的以1.8V系列电压工作的块上施加3.3V系列电压。

电压检测电路111当电源电压的电压值是1.8V系列电压的最大值1.95V以下的情况下，把表示1.95V以下这一意思的信号(例如High信号)输出给控制电路112。在电源电压的电压值超过1.95V时，把表示超过1.95V这一意思的信号(例如Low信号)输出到控制电路112。因为以1.8V系列电压的最大值1.95V为基准切换pMOS开关110的输出和调节器107的输出，所以不会在后级的以1.8V系列电压工作的块上施加支持电压以上的电源电压。以下，把规定的电压值设为1.95V进行说明。

降压调节器107由线性调节器构成。降压调节器107降低从电源线104施加的电源电压，输出1.8V系列电压。当电源电压比1.8V系列电压低的情况下，输出从电源电压进行了电压降降低了以1.8V系列电压工作的后级的块的消耗电流和输出晶体管的导通电阻之积的大小后的电压。此外，降压调节器107在从控制电路112输入了停止信号时停止，其输出变成高阻抗状态。当使降压调节器107停止的情况下，因为在降压调节器107内没有功耗，所以能够实现低功耗化。

pMOS开关110输入从电源线104施加的电源电压。而后，当输入了来自控制电路112的导通信号的情况下，把输入的电源电压在基本通过的状态下输出到后级的块。在此，因pMOS开关110内部的电阻的原因，发生电压稍许下降，但在本实施方式1中假设是能够忽略的水平。另一方面，当输入了来自控制电路112的断开信号的情况下，不向后级的块输出电压。

这样从电源线104经由IO单元输入的电源电压被输入到降压调节器107和pMOS开关110这两方。降压调节器107的输出和pMOS开关110的输出再次集中为1根电源线，经由IO单元一次输出到控制部105的外部。而后，用设置在控制部105外部的电容器(未图示)进行平滑后，在以1.8V系列电压工作的块(内部逻辑电路108、功能模块106)上施加1.8V系列电压。

当从电压检测电路111输入了电源线104的电源电压是1.95V以下这一信息、例如High信号的情况下，控制电路112把导通信号输出到pMOS开关110，导通该开关。而后，直到pMOS开关110实际变成导通为止，即直到开关完全关闭并向后级的块上开始施加电源电压为止一直等待。其后，使降压调节器107停止。另一方面，当输入了电源线104的电源电压超过1.95V这一信息、例如Low信号的情况下，使降压调节器107工作。在降压调节器107开始了工作后，把断开信号输出到pMOS开关110，断开该开关。如上所述控制电路112在切换pMOS开关110时，因为降压调节器107和pMOS开关110这两方都不会是断开状态，所以能够向后级稳定地施加1.8V系列电压。

图2是表示在来自主机装置102的施加电压变动时，对在1.8V系列电压下工作的块经由降压调节器107和pMOS开关110中的哪一方施加电源电压的图。假设来自主机装置102的电源电压最初是3.3V系列电压，其后变成1.8V系列电压，最后下降到0V(电源断开)的情况。如图2所示，当电源电压是1.95V以下的情况下，经由pMOS开关110把电源电压施加给后级的块上，当超过1.95V的情况下，经由降压调节器107把电源电压施加给后级的块上。

如上所述，本实施方式1的卡型电子装置101对只以1.8V系列电压工作的块，在来自主机装置102的施加电压是3.3V系列电压时，施加降压调节器107的输出电压，在是1.8V系列电压时施加经由pMOS开关110的电源电压。由此，对各内部块，能够稳定地施加适当的电压范围的电源电压。

而且，在实施方式1中用3.3V系列电压和1.8V系列电压这2种电压来进行了说明，但本发明并不被电压值所限定。

(实施方式2)

用图3～图5说明本实施方式2的卡型电子装置。而且，在本实施方式2中，卡型电子装置是具有GPS功能的功能扩展卡。但是，本发明的卡型电子装置并不限于安装有GPS功能的功能扩展卡。

图3是表示本实施方式2的卡型电子装置结构的方框图。在图3中，在和图1所示的实施方式1的卡型电子装置相同的块上附加相同的符号，并省略其说明。而且，在图3中，用有箭头的实线和没有箭头的实线连接各结构块之间，但有箭头的实线表示信号的传送线，没有箭头的实线表示电源线。在图3中，主机装置302是具有卡型电子装置301的插入槽的便携电话。

本实施方式2的卡型电子装置301在从主机装置302用指令信号设定初始化中以及初始化后的施加电压的电压范围这一点上和实施方式1不同。当用主机装置302设定施加电压的电压范围、主机装置302改变在初始化前和初始化以后实际上施加的电源电压的电压范围等情况下，有从主机装置302发送的指令信号所表示的电压范围和实际上从主机装置302施加的电源电压的电压范围不同的期间。

因而，在本实施方式2的卡型电子装置301中，内部逻辑电路308从主机装置302接收包含施加电压的电压范围信息的指令信号，把该信息输出到控制电路312，控制电路312根据电压检测电路111的信息和来自内部逻辑电路308的信息这两方，切换pMOS开关110以及降压调节器107的导通/断开。

此外，在本实施方式2中，和实施方式1相比较，主机装置的施加电压的变动速度快，因此，在用电压检测电路111检测到电源电压是1.95V后，在pMOS开关110完全切换前，有电源电压上升超过1.95V的情况。本实施方式2的卡型电子装置301是还考虑到这一点的电路结构。

以下，详细说明主机装置302用指令信号设定施加电压的电压范围的工作和卡型电子装置301切换pMOS开关的工作。首先，说明主机装置302的工作。主机装置302对于卡型电子装置301发送指令信号，用来自卡型电子装置301的响应读取卡型电子装置301所支持的电压范围信息。而后，在读取的电压范围和能够施加在卡型电子装置301上的电压范围一致时，判断为可以使用卡型电子装置301，发送指示初始化的指令(初始化指令)信号，向卡型电子装置301指示初始化。在此，所谓初始化表示卡型电子装置301内的控制部305与功能模块106的种类和状态一致地构筑工作轮廓(プロフアイル)。如果卡型电子装置301未被初始化，则主机装置302不能使用安装在卡型电子装置301上的功能模块的功能。例如，当功能模块106是GPS模块的情况下，如果不是初始化后则主机装置302不能从卡型电子装置301中读出GPS模块取得的位置信息。主机装置302用初始化指令信号对卡型电子装置301设定初始化中以及初始化后的施加电压的电压范围信息。

例如，主机装置302对卡型电子装置301在初始化前施加3.3V系列电压，在初始化中以及初始化后施加1.8V系列电压的情况下，发行包含初始化中以及初始化后的电源电压的电压范围信息的初始化指令，把该指令信号发送到卡型电子装置301，在作为其响应从卡型电子装置301接收了响应信号后，把电源电压的电压范围降到1.8V系列电压。

接着，说明内部逻辑电路308的工作。内部逻辑电路308被分为初始状态工作部314和初始状态停止部313。初始状态工作部314只以来自主机装置302的时钟信号工作，卡型电子装置301即使在初始化之前也工作，在和主机装置302之间发送接收指令信号、响应信号。初始状态工作部314具有工作电压存储寄存器和工作电压范围设定寄存器。工作电压存储寄存器预先存储卡型电子装置301的工作电压范围信息，在从主机装置302接收到要求发送工作电压范围信息这一指令信号时，作为其响应把包含工作电压范围信息的响应信号发送到主机装置302。此外，在从主机装置302接收到指令信号时，在把包含在该信号中的电压范围信息设定在工作电压范围设定寄存器中后，发送响应信号。如果设定在工作电压范围设定寄存器中的电压值在工作电压存储寄存器内的工作电压范围信息所表示的电压范围内，则初始状态工作部314把VCO109设定为工作开始状态。于是，初始状态停止部313被提供来自VCO109的时钟信号并开始工作。工作电压范围设定寄存器在电源上升时变成表示3.3V系列电压的值(例如，Low)。如果从主机装置302接收到指令信号，并设定了使用1.8V系列电压这一信息作为电压范围信息(例如，High)，则切换为High。初始状态工作部314根据工作电压范围设定寄存器的值，把High信号或者Low信号输出到控制电路312。

电压检测电路111在从电源线104经由IO单元输入的电源电压为1.95V以下时，把是1.8V系列电压这一信息(例如，High信号)输出到控制电路312，在超过1.95V时把是3.3V系列电压这一信息(例如，Low信号)输出给控制电路312。

控制电路312输入来自电压检测电路111的信息和来自初始化状态工作部314的工作电压范围信息、即使用电压信息(High信号或者Low信号)。而后，仅在双方的输入都是表示1.8V系列电压的信息时，即，只在两输入信号都是High时，导通pMOS开关110，并且把降压调节器107设置为停止状态。在除此以外时，把pMOS开关110设置为断开，并且把降压调节器107设置为工作状态。例如，如果pMOS开关110进行用Low信号断开开关，用High信号导通开关这一工作，则控制电路312能够用AND电路构成。

在电源上升时，因为工作电压范围设定寄存器的值必定是Low，所以，初始状态工作部314把向控制电路312指示断开pMOS开关110的控制信号(例如，Low信号)输出到控制电路312。由此，在电源上升时，pMOS开关变成断开，降压调节器107的输出电压施加在内部逻辑电路308以及功能模块106上。因而，即使施加电压的变动速度快的主机装置302急剧地提高施加电压到3.3V，也不会在以1.8V系列电压工作的块上施加3.3V系列电压的电压，能够防止过电压引起的应力破坏等。

此外，在初始状态(进行初始化前的状态)时，只有初始状态工作部314工作，初始状态停止部313停止。在初始状态中VCO109停止，功能模块106是备用状态或者停止状态。因此，几乎没有电流流过，不消耗电力。在主机装置302从最初施加了1.8V系列电压时，降压调节器107的输出晶体管变成导通，产生导通电阻，但因为在初始状态下几乎没有电流流过，所以因导通电阻产生的电压降能够限制在最小限度。

初始化后，初始状态停止部313也工作，进行和主机装置302的信号的传送控制、对功能模块106的数据的写入/读出/删除等控制、VCO109的振荡/停止的控制等。

以下，使用图4、图5所示的流程图详细说明主机装置302决定卡型电子装置301的工作电压范围，直到卡型电子装置301开始初始化为止的处理。而且，设主机装置302对卡型电子装置301最初施加3.3V系列电压。

首先，在步骤401中，主机装置302对卡型电子装置301，施加3.3V系列电压作为电源电压。电压检测电路111检测到它而输出Low信号，初始状态工作部314也输出Low信号。Low信号因为表示pMOS开关110的开关断开，所以pMOS开关110是断开状态，在内部逻辑电路308和功能模块106等以1.8V系列电压工作的块上施加降压调节器107的输出电压。

在步骤402中，卡型电子装置301从主机装置302接收要求发送工作电压范围信息的指令信号。

在步骤403中，卡型电子装置301对主机装置302发送包含工作电压范围信息的响应信号。

在步骤404中，卡型电子装置301接收初始化指令信号。在初始化指令信号中包含初始化中以及初始化后的工作电压范围信息，内部逻辑电路308把该信息设定在工作电压范围设定寄存器中。

在步骤405中，如果主机装置302发送的电压范围信息是3.3V系列电压，则进入步骤406。

在步骤406中，电压检测电路111的输出以及初始状态工作部314的输出都维持表示3.3V系列电压的Low。在内部逻辑电路308、功能模块106中由降压调节器107的输出施加电源电压。

在步骤407中，卡型电子装置301把响应信号发送到主机装置302。

在步骤408中，卡型电子装置301开始初始化处理。此时，VCO309开始振荡，向初始化状态停止部313输出时钟信号。进而，功能模块106也变成工作状态，内部逻辑电路308开始针对功能模块106进行数据的写入/读出等处理。

接着，使用图5说明在步骤405中设定了1.8V系列电压的情况下的处理。

在步骤501中，初始状态工作部314对控制电路312输出表示1.8V系列电压的High信号。此时，电压检测电路111的输出是表示3.3V系列电压的Low信号。

在步骤502中，卡型电子装置301把响应信号发送到主机装置302。

在步骤503中，主机装置302把针对卡型电子装置301的施加电压从3.3V系列电压改变为1.8V系列电压。

在步骤504中，电压检测电路111检测到电源线104的电压变成1.95V以下，把High信号输出到控制电路312。

在步骤505中，控制电路312由于输入信号都变成High，因而把pMOS开关110设置为导通(使pMOS开关110闭合)。

在步骤506中，控制电路312在等待到直到pMOS开关110完全变成导通状态为止后，使降压调节器107停止。如果降压调节器107停止，则其输出变成高阻抗状态。此时，因为降压调节器107不工作，所以能够减少这部分功耗。此外，在以1.8V系列电压工作的内部逻辑电路308、功能模块106上经由pMOS开关110施加电源电压。

在步骤507中，卡型电子装置301开始初始化处理。

在以上那样的步骤中，主机装置302决定卡型电子装置301的工作电压范围，卡型电子装置301开始初始化。

而且，因为电压检测电路111存在，所以在步骤503中，即使主机装置302使电压降低的时刻不是固定的情况下，也在1.95V以下时，pMOS开关110变成导通，降压调节器107停止。因而，不会在以1.8V系列电压工作的块上施加3.3V系列电压。

此外，在步骤401、402中，主机装置302发送包含工作电压范围信息的指令信号，在卡型电子装置301作为其响应发送了响应信号后，在步骤403中，发送了初始化指令信号，但也可以跳过步骤401、402，从最初开始在步骤403中发送初始化指令信号。

如上所示，实施方式2的卡型电子装置301在初始化前，内部逻辑308的初始状态工作部314接受来自主机装置302的初始化指令信号，把包含在初始化指令信号中的初始化中以及初始化后的工作电压信息输出到控制电路312。而后，控制电路312根据来自电压检测电路111的信息和来自内部逻辑电路308的信息这两方，控制pMOS开关110以及降压调节器107的导通/断开。由此，主机装置302在对卡型电子装置301发送了在初始化中以及初始化后施加的电压范围的信息后，即使从3.3V系列电压下降到1.8V系列电压的情况下，不管其时刻如何，都能够防止在以1.8V系列电压工作的块上施加3.3V系列电压。

例如，虽然包含在来自主机装置302的指令信号中的电压范围信息是1.8V系列电压的信息，但即使从电源线104实际施加的电源电压是3.3V系列电压，因为从电源检测电路111向控制电路312输出表示3.3V系列电压的信息(例如，Low信号)，所以pMOS开关110不变成导通，不会把3.3V系列电压施加在内部逻辑电路308、功能模块106上。

而且，在本实施方式2中，假设从主机装置302施加的电源电压的变动速度快，在电源上升时，把pMOS开关110设置为断开，并且把降压调节器107设置为导通，但当从主机装置302施加的电源电压的变动速度缓慢的情况下，在电源上升时，不需要把pMOS开关设置为断开，并且不需要把降压调节器107设置为导通。

此外，在本实施方式2中，用3.3V系列电压和1.8V系列电压2种电压进行了说明，但本发明并不被电压值所限定。

(实施方式3)

使用图6说明本实施方式3的卡型电子装置。在本实施方式3中，卡型电子装置假设是具有无线LAN功能的功能扩展卡。但是，本发明的卡型电子装置并不限于安装了无线LAN功能的功能扩展卡。图6是表示本实施方式3的卡型电子装置结构的方框图。在图6中，对于和图1所示的实施方式1的卡型电子装置相同的块标注相同的符号，并省略其说明。在本实施方式3中，主机装置602假设是具有卡型电子装置601的插入槽的便携数字音乐播放器。在图6中，用有箭头的实线和没有箭头的实线连接各结构块之间，但有箭头的实线表示是信号的传送线，没有箭头的实线表示是电源施加线。

在本实施方式3中，功能模块106恒定地需要大电流。因此在pMOS开关110的开关接合面的电阻上产生的电压降为难以忽视的大，在pMOS开关110的后级的块上施加的电压与1.8V系列电压相比有大幅度降低的可能性。

因而，在本实施方式3的卡型电子装置601中，具有有选择地切换施加在功能模块106上的电源电压的中继电路615。这一点和实施方式1的卡型电子装置101不同。

中继电路615连接在电源线104和降压调节器107的输出线或者pMOS开关110的输出线2种线上。把控制电路612的输出作为切换信号，中继电路615进行切换，把经由电源线104的电源电压和经由降压调节器107的输出线或pMOS开关110的输出线经由的电源电压的某一方施加在功能模块106上。

控制电路612在把pMOS开关110设置为导通时，中继电路615对切换信号进行切换以选择电源线104。在pMOS开关110导通时，因为电源线104的电源电压是1.8V系列电压，所以向功能模块106施加适当的电压范围的电源电压，即1.8V系列电压。由此，不会向恒定地需要大电流的功能模块106施加因电压降而下降的经由pMOS开关110的电源电压。

如上所述，本实施方式3的卡型电子装置601当pMOS开关110导通时，因为经由中继电路615从电源线104向功能模块106施加电源电压，所以，例如即使安装如无线LAN那样需要大电流的功能模块106，也能够对只以1.8V系列电压工作的模块以适当的电压施加电源电压。

而且，在本实施方式3中，用3.3V系列电压和1.8V系列电压2种电压进行了说明，但本发明并不被电压值所限定。

(实施方式4)

使用图7、图8说明本实施方式4的卡型电子装置以及主机装置。在本实施方式4中，卡型电子装置是安装有闪存的存储卡。但是，本发明的卡型电子装置并不限于存储卡。图7是表示本实施方式4的卡型电子装置结构的方框图。在图7中，在和图1所示的实施方式1的卡型电子装置相同的块上附加相同的符号并省略其说明。在图7中，用有箭头的实线和没有箭头的实线连接各结构块之间，但有箭头的实线表示是信号的传送线，没有箭头的实线是表示电源线。

在本实施方式4中，主机装置702假设是具有卡型电子装置701的插入槽的笔记本型个人计算机。卡型电子装置701的功能模块106瞬间需要大电流。因此，在从降压调节器107向功能模块106施加电源电压时，有可能瞬间输出电压比1.8V系列电压低。此外，在pMOS开关的接合面的电阻上产生电压降，施加在pMOS开关110的后级的块上的电压有可能比1.8V系列电压低。

因而，在本实施方式4中，在主机装置702和卡型电子装置701之间设置第二电源线716。主机装置702能够经由第二电源线716在卡型电子装置701上施加电源电压。当经由第二电源线716施加电源电压的情况下，主机装置702的CPU718事前确认卡型电子装置701是否可以经由第二电源线716接收电源电压，接着向卡型电子装置701发送从第二电源线716开始施加电源电压这一信息，在其响应返回后，开始施加电源电压。

卡型电子装置701的内部逻辑电路708具有中继控制部717。中继控制部717具有可否经由第二电源线716在功能模块106上施加电源电压的信息，当从主机装置702接收到开始施加电源电压这一信息的情况下，输出切换信号，切换中继电路715的开关，以使得能够使用第二电源线716。

以下，使用图8说明主机装置702经由第二电源线716施加电源电压时的工作。在用该流程图表示的工作开始时，中继电路715选择降压调节器107或者pMOS开关110的输出线一侧，向功能模块106施加电源电压。

在步骤801中，主机装置702的CPU718对卡型电子装置701发送询问是否可以使用第二电源线716施加电源电压的指令信号。指令信号由卡型电子装置701的中继控制部717接受。

在步骤802中，卡型电子装置701把包含可以使用第二电源线716这一信息的响应信号发送到主机装置702。

在步骤803中，CPU718接收来自卡型电子装置701的响应信号，对卡型电子装置701发送使用第二电源线716这一指令信号。

在步骤804中，中继控制部717输出切换信号切换中继电路715的开关，来选择第二电源线716一侧。此时，第二电源线716和功能模块106连接。

在步骤805中，卡型电子装置701对主机装置702返回在步骤803中接收到的针对指令信号的响应(发送响应信号)。

在步骤806中，CPU718确认响应信号已返回，经由第二电源线716施加针对功能模块106的电源电压。

如上所述，本实施方式4的卡型电子装置701和主机装置702具有第二电源线716，因为能够从第二电源线716向功能模块106施加电源电压，所以即使功能模块106需要瞬间大电流的情况下，也能够从电池、AC适配器等稳定的电源对功能模块106施加电源电压。

而且，在本实施方式4中，用3.3V系列电压和1.8V系列电压2种电压进行了说明，但本发明并不被电压值所限定。

工业上的可利用性

本发明用作在以3.3V系列电压和1.8V系列电压等2种电压范围的电源电压工作的卡型电子装置、以及对卡型电子装置内的功能模块可以用专用的电源线提供电源的主机装置。

Claims (10)

1.一种卡型电子装置，其特征在于，具有：

从主机装置输入第一电压范围的电源电压和比上述第一电压范围低的第二电压范围的电源电压的电源线；

在上述第二电压范围中工作，起到规定功能的功能模块；

与上述电源线连接的pMOS开关；

与上述电源线连接，把上述电源线的电源电压降压到第二电压范围的降压调节器；

检测上述电源线的电源电压值，输出表示是否超过规定电压值的信息的电压检测电路；

输入来自上述电压检测电路的信息，在上述电源线的电源电压是上述规定电压值以下时，把上述pMOS开关设置为导通，并且使上述降压调节器停止，在上述电源线的电源电压超过上述规定电压值时，把上述pMOS开关设置为断开，并且使上述降压调节器工作的控制电路；

输入经由上述pMOS开关的电源电压或者上述降压调节器的输出电压而工作，进行上述功能模块的控制或者和外部的通信控制的内部逻辑电路。

2.根据权利要求1所述的卡型电子装置，其特征在于：

上述电压检测电路检测上述电源线的电源电压是否超过上述第二电压范围的最大值。

3.根据权利要求1所述的卡型电子装置，其特征在于：

进一步具有生成使上述内部逻辑电路工作的时钟信号的振荡器，

上述振荡器通过输入经由上述pMOS开关的电源电压或者上述降压调节器的输出电压而工作。

4.根据权利要求1所述的卡型电子装置，其特征在于：

上述控制电路在上述电源线的电源电压为规定电压值以下时，在把上述pMOS开关设置为导通后使上述降压调节器停止，在上述电源线的电源电压超过上述规定电压值时，在让上述降压调节器工作后把上述pMOS开关设置为断开。

5.根据权利要求1所述的卡型电子装置，其特征在于：具有

用于在上述内部逻辑电路和上述主机装置之间对时钟信号、指令信号、响应信号以及数据信号进行传送接收的1根以上的信号线，

上述内部逻辑电路在用上述主机装置进行上述卡型电子装置的初始化之前，在初始化中以及初始化后从上述主机装置经由上述信号线接收从上述主机装置施加的电源电压的电压范围信息并输出到上述控制电路，

上述控制电路输入来自上述电压检测电路以及上述内部逻辑电路的信息，只在上述电源线的电源电压为上述规定电压值以下，并且从上述内部逻辑电路输入了上述第二电压范围的信息作为上述电压范围信息时，把上述pMOS开关设置为导通，并且使上述降压调节器停止，除此以外时把上述pMOS开关设置为断开，并且使上述降压调节器工作。

6.根据权利要求5所述的卡型电子装置，其特征在于：

上述内部逻辑电路在电源上升时，把将上述pMOS开关设置为断开的控制信号输出到上述控制电路。

7.根据权利要求5所述的卡型电子装置，其特征在于：

上述内部逻辑电路具有在初始化前工作的初始状态工作部，在初始化前只有上述初始状态工作部工作，从上述主机装置接收上述电压范围信息，并且生成把上述pMOS开关设置成断开的控制信号。

8.根据权利要求1所述的卡型电子装置，其特征在于：

具有与上述降压调节器的输出线或上述pMOS开关的输出线和上述电源线2种线连接，有选择地切换施加在上述功能模块上的电源电压的中继电路，

上述中继电路在上述pMOS开关是导通时选择上述电源线并向上述功能模块施加电源电压。

9.根据权利要求1所述的卡型电子装置，其特征在于，具有：

用于在上述内部逻辑电路和上述主机装置之间对时钟信号、指令信号、响应信号以及数据信号进行发送接收的1根以上的信号线；

上述功能模块用的第二电源线；

与上述降压调节器的输出线或上述pMOS开关的输出线和上述第二电源线2种线连接，有选择地切换施加在上述功能模块上的电源电压的中继电路，

其中，上述内部逻辑电路具有控制上述中继电路的中继控制电路，

上述中继控制电路预先存储表示是否能够将来自上述第二电源线的电源电压施加在上述功能模块上的信息，如果从上述主机装置接收用第二电源线施加电源电压这种指令信号，则向上述中继电路输出切换信号，选择上述第二电源线的电源电压作为上述功能模块的电源电压。

10.一种主机装置，其特征在于，具有：

生成发送到卡型电子装置的指令信号、时钟信号或者数据信号，并且接收来自上述卡型电子装置的响应信号或者数据信号进行处理的中央运算装置；

用于向上述卡型电子装置施加电源电压的电源线；

用于在上述卡型电子装置之间发送接收上述时钟信号、指令信号、响应信号以及数据信号的1根以上的信号线；

上述卡型电子装置内的功能模块用的第二电源线，

上述中央运算装置对上述卡型电子装置发送询问是否能够用上述第二电源线施加电源电压的指令信号，在用来自上述卡型电子装置的响应信号，取得了能够用上述第二电源线施加电源电压的信息时，在对上述卡型电子装置发送了从上述第二电源线开始施加电源电压的指令信号后，从上述第二电源线开始施加电源电压。

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