读卡装置及具有读卡功能的电子装置的制作方法 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术1.本发明涉及安全数字(secure digital,sd)存储卡，尤其涉及sd卡的读卡装置、电子装置及判断sd卡种类的方法。背景技术：2.目前较常见的安全数字存储卡有以下三种：传统sd卡(legacy sdcard)、支持快速周边组件互连(peripheral component interconnect express) 接口(以下简称pcie接口)的sd卡(即，sd快速(sd express)卡) 以及支持第二类超高速(ultra high speed type ii,uhs-ii)接口(以下简称uhs-ii接口)的sd卡(以下简称uhs-ii sd卡)。sd express卡及uhs-iisd卡皆向下相容传统sd卡。然而，由于sd express卡及uhs-ii sd卡在信号接触点排列上完全相同，但pcie接口为交流(alternating current, ac)耦合的接口且uhs-ii接口为直流(direct current,dc)耦合的接口，所以读卡机难以同时支持sd express卡及uhs-ii sd卡，造成使用者诸多不便。举例来说，一个不支持uhs-ii sd卡的读卡机只能基于传统sd卡的规格读取uhs-ii sd卡。3.因此，需要一种能支持多种sd卡的读卡机或电子装置。技术实现要素：4.鉴于现有技术的不足，本发明的一目的在于提供一种能支持多种sd 卡的读卡装置或电子装置，以改善现有技术的不足。5.本发明的一实施例提供一种具有一读卡功能的电子装置，包含：一芯片、一存储卡插槽、一读卡装置以及一电容。存储卡插槽用来接收一存储卡。读卡装置耦接于该芯片与该存储卡插槽之间，通过一快速周边组件互连接口与该芯片耦接，并从该存储卡插槽接收一第一快速周边组件互连信号、一第二类超高速安全数字卡信号及一传统安全数字卡信号的至少其中之一，其中，该第二类超高速安全数字卡信号包含一直流成分及一交流成分。电容耦接于该芯片与该读卡装置之间，用来建立该快速周边组件互连接口。该读卡装置包含一桥接读卡电路，该桥接读卡电路用来将该传统安全数字卡信号或该第二类超高速安全数字卡信号转换成一第二快速周边组件互连信号，以通过该快速周边组件互连接口传输。6.本发明的另一实施例提供一种读卡装置，包含：一第一接脚、一第二接脚、一桥接读卡电路、一选择电路以及一控制电路。第一接脚用来接收一第二类超高速安全数字卡信号或一第一快速周边组件互连信号。第二接脚用来接收一传统安全数字卡信号。桥接读卡电路耦接该第一接脚及该第二接脚，用来将该第二类超高速安全数字卡信号或该传统安全数字卡信号转换为一第二快速周边组件互连信号。选择电路接收该第一快速周边组件互连信号或该第二快速周边组件互连信号。控制电路耦接该选择电路，用来检测一存储卡的种类，以及根据该存储卡的种类控制该选择电路输出该第一快速周边组件互连信号或该第二快速周边组件互连信号。7.本发明的另一实施例提供一种读卡装置，包含：一第一接脚、一第二接脚、一桥接读卡电路、一电容、一选择电路以及一控制电路。第一接脚用来接收一第一信号。第二接脚用来接收一第二信号。桥接读卡电路耦接该第一接脚及该第二接脚，用来将该第一信号或该第二信号转换为一快速周边组件互连信号。电容具有一第一端及一第二端，该第一端电连接该第一接脚以接收该第一信号，该第二端输出或接收一第三信号，其中，该第一信号包含一交流成分及一直流成分，而该第三信号包含该交流成分但不包含该直流成分。选择电路接收该第三信号及该快速周边组件互连信号。控制电路耦接该选择电路，用来检测一存储卡的种类，以及根据该存储卡的种类控制该选择电路输出该第三信号或该快速周边组件互连信号。8.相较于现有技术，本发明的读卡装置及具有读卡功能的电子装置可以至少同时支持sd express卡、uhs-ii sd卡及传统sd卡。9.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10.图1-图12为本发明电子装置的一实施例的功能方框图；11.图13显示安全数字卡的接脚编号；12.图14显示本发明存储卡种类识别方法的一实施例的流程图；13.符号说明14.10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g、10h、10i、10j、10k、10l：电子装置15.20：sd卡16.12：芯片17.c1、c2、c3：电容18.11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g、11h、11i、11j、11k、11l：读卡装置19.18：存储卡插槽20.s0、s1、s2、s4、s5、s6、s7、s9：信号21.p1、p3、p2、p4：接脚22.105、140：选择电路23.120：控制电路24.130：桥接读卡电路25.135：uhs-ii物理层26.s3、s8：控制信号27.pa、pb：端点28.145：开关电路29.150：终端调整电路30.s11、s12、s13、s14、s15、s16、s21、s22、s23、s24、s25、s26、 s27、s31、s32、s33、s34：步骤具体实施方式31.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。32.本发明的公开内容包含支持多种sd卡的读卡装置或电子装置以及识别sd卡种类的方法。由于本发明的读卡装置及电子装置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，本发明的识别sd卡种类的方法的部分或全部流程可以是软件及/或固件的形式，并且可通过本发明的读卡装置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。33.图1为本发明电子装置的一实施例的功能方框图。电子装置10a具有读卡功能，可以存取sd卡20。电子装置10a包含芯片12、电容c1、读卡装置11a、电容c2及存储卡插槽18。读卡装置11a耦接于芯片12与存储卡插槽18之间。更明确地说，读卡装置11a通过电容c1耦接芯片 12，以及通过电容c2耦接存储卡插槽18。存储卡插槽18用来接收sd卡 20(即，供sd卡20插入)。34.电容c1的一端耦接或电连接芯片12，另一端耦接或电连接读卡装置 11a。电容c1作为交流耦合(ac coupling)电容。当信号的传输方向为芯片12到读卡装置11a时，芯片12与电容c1之间的信号s0包含交流成分及直流成分，而电容c1与读卡装置11a之间的信号s1只包含该交流成分，但不包含该直流成分；当信号的传输方向为读卡装置11a到芯片 12时，信号s1包含交流成分及直流成分时，而信号s0只包含该交流成分，但不包含该直流成分。因为pcie信号是一种通过交流耦合传递的信号，所以电容c1的目的之一是用来提供芯片12与读卡装置11a之间的 pcie信号连接，即，建立芯片12与读卡装置11a之间的pcie接口。35.电容c2的一端耦接或电连接读卡装置11a的接脚p1，电容c2的另一端耦接或电连接存储卡插槽18的接脚p3。电容c2作为交流耦合电容。当信号的传输方向为存储卡插槽18到读卡装置11a时，接脚p3与电容 c2之间的信号s5包含交流成分及直流成分，而电容c2与接脚p1之间的信号s2只包含该交流成分，但不包含该直流成分；当信号的传输方向为读卡装置11a到存储卡插槽18时，信号s2可能包含交流成分及直流成分，而信号s5只包含该交流成分，但不包含该直流成分。值得注意的是，当接脚p1与接脚p3之间传递的信号是pcie信号时，信号s5及信号s2皆为pcie信号。36.读卡装置11a还包含接脚p2及接脚p4。接脚p2耦接或电连接接脚 p3，接脚p4耦接或电连接存储卡插槽18的至少一接脚(图未示)。当sd 卡20是传统sd卡时，读卡装置11a至少通过接脚p4存取sd卡20(信号s7是遵循传统sd卡规格的信号，以下简称传统sd卡信号)。当sd 卡20是uhs-ii sd卡时(此时信号s5是遵循uhs-ii sd卡规格的信号，以下简称uhs-ii sd卡信号)，读卡装置11a至少通过接脚p2存取sd卡 20，但不通过接脚p1存取sd卡20，此时接脚p1会变成边带(sideband) 信号进行辅助使用，如提供时钟或是一些控制信号。当sd卡20是sdexpress卡时(此时信号s5是sd express卡信号)，读卡装置11a至少通过接脚p1存取sd卡20，但不通过接脚p2存取sd卡20。37.在一些实施例中，芯片12、电容c1、电容c2、11a及存储卡插槽18 被设置于电子装置10a的电路板(图未示)上，而上述的信号s0、信号 s1、信号s2、信号s5及信号s7经由电路板或导线上的走线传输。38.读卡装置11a包含选择电路105(例如多工器(multiplexer,mux))、控制电路120及桥接读卡电路130。控制电路120耦接选择电路105及桥接读卡电路130，用来控制选择电路105及桥接读卡电路130。39.桥接读卡电路130可以将传统sd卡信号(即信号s7)转换成pcie 信号(即信号s4)。桥接读卡电路130包含uhs-ii物理层135，用来将 uhs-ii sd卡信号(例如信号s5)转换成信号s4。换言之，桥接读卡电路130是传统sd卡和uhs-ii sd卡桥接读卡电路。传统sd卡和uhs-iisd卡桥接读卡电路为本技术领域技术人员所熟知，故不赘述其细节，关于传统sd卡部分，可以参考sd协会网站https： //www.sdcard.org/downloads/pls/上的physical layer simplifiedspecification；而关于uhs-ii部分，可以参考uhs-ii simplified addendum。40.选择电路105接收信号s2及信号s4。控制电路120通过控制信号s3 控制选择电路105。当sd卡20为sd express卡时，控制电路120控制选择电路105选择端点pa；即，使电容c1与接脚p1之间形成通路(即，信号连接：信号s1＝信号s2)，并且使电容c1与桥接读卡电路130之间形成断路(即，不信号连接：信号s1≠信号s4)。当sd卡20为uhs-ii sd 卡或传统sd卡时，控制电路120控制选择电路105选择端点pb；即，使电容c1与桥接读卡电路130之间形成通路(信号s1＝信号s4)，并且使电容c1与接脚p1之间形成断路(信号s1≠信号s2)。41.当sd卡20是sd express卡时，芯片12通过以下的路径存取sd卡当sd卡20是uhs-ii sd卡时，芯片12 通过以下的路径存取sd卡当sd卡20 是传统sd卡时，芯片12通过以下的路径存取sd卡下的路径存取sd卡换言之，读卡装置11a支持多种sd卡的存取，而采用读卡装置11a的电子装置10a则具有多种sd卡的存取能力。42.图1中的芯片12通过pcie接口与读卡装置11a连接或沟通；换言之，电容c1的设置可以使芯片12与读卡装置11a之间的信号传输符合pcie 规格。因此，在一些实施例中，电容c2可以被省略以节省成本或电路面积。43.图2为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10b包含芯片12、电容c1、读卡装置11b及存储卡插槽18。读卡装置11b与图 1的读卡装置11a相同。电子装置10b与电子装置10a相似，差别在于电子装置10b不包含电容c2。在图2的实施例中，电容c1负责信号的交流耦合。相较于图1，图2的实施例因为少了电容c2，所以可以节省成本以及电路板的面积。44.图3为本发明电子装置的另另一实施例的功能方框图。电子装置10c 包含芯片12、电容c1、读卡装置11c、电容c2及存储卡插槽18。读卡装置11c与读卡装置11a相似，但读卡装置11c还包含选择电路140。选择电路140耦接或电连接控制电路120、接脚p1、接脚p2、选择电路105 及桥接读卡电路130。45.控制电路120根据sd卡20的种类通过控制信号s8控制选择电路 140。更明确地说，当sd卡20是sd express卡时，控制电路120控制选择电路140以使选择电路105与接脚p1之间形成通路(信号s9＝信号s2)，并且使桥接读卡电路130与接脚p2之间形成断路(即，桥接读卡电路130 与接脚p2不信号连接或不电连接)；当sd卡20是uhs-ii sd卡时，控制电路120控制选择电路140以使选择电路105与接脚p1之间形成断路，并且使桥接读卡电路130与接脚p2之间形成通路(信号s6＝信号s5，即，桥接读卡电路130与接脚p2信号连接或电连接)。在一些实施例中，选择电路140可以是多工器。46.当桥接读卡电路130与接脚p2之间形成断路时，绝大部分的信号s5 会通过电容c2传送至接脚p1，有助于提高信号s2的品质(例如，减少信号衰减或干扰)。也就是说，相较于图1的实施例，图3的实施例可以提升sd express卡的pcie信号(即，信号s2与信号s9)的品质。47.图4为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10d包含芯片12、电容c1、读卡装置11d、电容c2及存储卡插槽18。读卡装置11d与读卡装置11a相似，但读卡装置11d还包含开关电路145。开关电路145耦接或电连接控制电路120、接脚p2及桥接读卡电路130。48.控制电路120根据sd卡20的种类通过控制信号s8控制开关电路 145。更明确地说，当sd卡20是sd express卡时，控制电路120控制开关电路145以使桥接读卡电路130与接脚p2之间形成断路；当sd卡20 是uhs-ii sd卡时，控制电路120控制开关电路145以使桥接读卡电路130 与接脚p2之间形成通路(信号s6＝信号s5)。49.类似地，当桥接读卡电路130与接脚p2之间形成断路时，sd express 卡的pcie信号(即，信号s2)的品质可以获得提升。50.图5为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10e包含芯片12、电容c1、读卡装置11e及存储卡插槽18。读卡装置11e与读卡装置11b相似，但读卡装置11e不包含接脚p2；因此，桥接读卡电路 130是通过接脚p1而非接脚p2来接收信号s5。相较于图2的实施例，因为读卡装置11e的接脚更少，所以读卡装置11e的面积较小且成本较低。此外，减少接脚也可以减少电路板上的走线，进一步降低电路板的面积及成本。51.再者，因为信号s5的频率约为吉赫(gigahertz,ghz)等级，这样的高速信号对于走线有分叉相当敏感，分叉需要小于1/8波长才能降低对原信号影响，所以芯片内走线更能实现传输线(transmission line)的阻抗匹配。举例来说，8ghz的pcie信号所对应的走线长度(接脚p1与桥接读卡电路130之间的距离)应小于波长的1/8(约为4mm)；对于这种等级的长度，在芯片内(即，读卡装置11e内)比在电路板上容易调整走线长度。52.图6为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10f包含芯片12、电容c1、读卡装置11f及存储卡插槽18。读卡装置11f与读卡装置11e相似，但读卡装置11f还包含选择电路140。选择电路140耦接或电连接控制电路120、接脚p1、选择电路105及桥接读卡电路130。53.控制电路120根据sd卡20的种类通过控制信号s8控制选择电路 140。更明确地说，当sd卡20是sd express卡时，控制电路120控制选择电路140以使选择电路105与接脚p1之间形成通路(信号s9＝信号s5)，并且使桥接读卡电路130与接脚p1之间形成断路；当sd卡20是uhs-iisd卡时，控制电路120控制选择电路140以使选择电路105与接脚p1之间形成断路，并且使桥接读卡电路130与接脚p1之间形成通路(信号s6＝信号s5)。54.当桥接读卡电路130与接脚p1之间形成断路时，桥接读卡电路130 与接脚p1之间的阻抗增加；如此一来，绝大部分的信号s5会通过选择电路140传送至选择电路105(即，信号s9＝信号s5)，有助于提高信号s9 的品质。也就是说，相较于图5的实施例，图6的实施例可以提升sdexpress卡的pcie信号(即，信号s5与信号s9)的品质。55.图7为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10g包含芯片12、电容c1、读卡装置11g及存储卡插槽18。读卡装置11g与读卡装置11e相似，但读卡装置11g还包含开关电路145。开关电路145耦接或电连接控制电路120、接脚p1、选择电路105及桥接读卡电路130。56.控制电路120根据sd卡20的种类通过控制信号s8控制开关电路 145。更明确地说，当sd卡20是sd express卡时，控制电路120控制开关电路145以使桥接读卡电路130与接脚p1之间形成断路；当sd卡20 是uhs-ii sd卡时，控制电路120控制开关电路145以使桥接读卡电路130 与接脚p1之间形成通路(信号s6＝信号s5)。57.类似地，当桥接读卡电路130与接脚p1之间形成断路时，sd express 卡的pcie信号(即，信号s5)的品质可以获得提升。58.图8为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10h包含芯片12、电容c1、读卡装置11h及存储卡插槽18。读卡装置11h与读卡装置11e相似，但读卡装置11h还包含终端调整电路150。终端调整电路150耦接或电连接控制电路120、接脚p1、选择电路105及桥接读卡电路130。59.控制电路120根据sd卡20的种类通过控制信号s8控制终端调整电路150。更明确地说，当sd卡20是sd express卡时，控制电路120控制终端调整电路150为第一阻抗(相对高的阻抗，例如，使连接桥接读卡电路130的走线分支(stub)降低对pcie信号(即，信号s5)的干扰)；当 sd卡20是uhs-ii sd卡时，控制电路120控制终端调整电路150为第二阻抗(相对低的阻抗，例如，使桥接读卡电路130与接脚p1之间形成通路(信号s6＝信号s5))。在一些实施例中，第一阻抗大于第二阻抗。60.图9为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10i包含芯片12、电容c1、读卡装置11i及存储卡插槽18。读卡装置11i与读卡装置11e相似，但读卡装置11i还包含电容c3。电容c3的第一端耦接或电连接接脚p1及桥接读卡电路130；电容c3的第二端耦接或电连接选择电路105(即，第二端输出或接收信号s2)。换言之，在图9的实施例中，当信号的传输方向为存储卡插槽18到读卡装置11i时，信号s5包含直流成分及交流成分，而信号s2只包含该交流成分但不包含该直流成分；当信号的传输方向为读卡装置11i到存储卡插槽18时，信号s2可能包含直流成分及交流成分，而信号s5只包含该交流成分但不包含该直流成分。值得注意的是，当端点pa与接脚p1之间传递的信号是pcie信号时，信号s5及信号s2皆为pcie信号。相较于图1的实施例，读卡装置11i的接脚更少，所以可以减少电路板上的走线，以降低电路板的面积及成本。61.图10为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10j 包含芯片12、电容c1、读卡装置11j及存储卡插槽18。读卡装置11j与读卡装置11i相似，但读卡装置11j还包含选择电路140。选择电路140 耦接或电连接控制电路120、接脚p1、电容c3及桥接读卡电路130。电容c3的一端耦接或电连接选择电路140；电容c3的另一端耦接或电连接选择电路105。62.控制电路120根据sd卡20的种类通过控制信号s8控制选择电路140。更明确地说，当sd卡20是sd express卡时，控制电路120控制选择电路140以使电容c3与接脚p1之间形成通路，并且使桥接读卡电路 130与接脚p1之间形成断路；当sd卡20是uhs-ii sd卡时，控制电路 120控制选择电路140以使电容c3与接脚p1之间形成断路，并且使桥接读卡电路130与接脚p1之间形成通路(信号s6＝信号s5)。63.当桥接读卡电路130与接脚p1之间形成断路时，桥接读卡电路130 与接脚p1之间的阻抗增加；如此一来，绝大部分的信号s5会通过选择电路140传送至电容c3，有助于提升sd express卡的pcie信号(即，信号 s5与信号s2)的品质。64.图11为本发明电子装置的另一实施例的功能方框图。电子装置10k 包含芯片12、ii sd卡初始化程序(细节请参阅安全数位数字卡规范)。75.步骤s12：控制编号4接脚实质上为0伏特(v)以及控制编号14接脚实质上为0v(即，等效于关闭(turn off)编号4接脚及编号14接脚)。请注意，“实质上为某一电压”代表等于或近似该电压。76.步骤s13：对sd卡20进行sd express卡初始化程序。步骤s22：判断sd卡20是否为sd express卡。如果判断结果为是，则进行步骤s32；否则，进行步骤s14。步骤s32：继续sd express卡初始化程序(细节请参阅安全数位数字卡规范)。77.步骤s14：步骤s14与步骤s12相同。78.步骤s15：对sd卡20进行传统sd卡初始化程序。步骤s23：判断 sd卡20是否为传统sd卡。如果判断结果为是，则进行步骤s33；否则，进行步骤s34。79.步骤s33：继续传统sd卡初始化程序(细节请参阅安全数位数字卡规范)。80.步骤s34：控制编号4接脚实质上为0v，因为sd卡20为其他种类的记忆卡存储卡或非为记忆卡存储卡。81.前揭实施例虽以传统sd卡、sd express卡及uhs-ii sd卡为例，然此并非对本发明的限制，本技术领域人士可依本发明的揭露适当地将本发明应用于其它类型的sd记忆卡。82.由于本技术领域具有通常知识者可藉由本案的装置发明的揭露内容来了解本案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揭露要求及可实施性的前提下，重复的说明在此予以节略。请注意，前揭图示中，元件的形状、尺寸及比例仅为示意，是供本技术领域具有通常知识者了解本发明之用，非用以限制本发明。此外，在一些实施例中，前揭的流程图中所提及的步骤可依实际操作调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。83.虽然本发明的实施例如上所述，然而该些实施例并非用来限定本发明，本技术领域具有通常知识者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，凡此种种变化均可属于本发明所寻求的专利保护范畴，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。









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