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Die
Erfindung betrifft ein Multistandard-Protokollspeicherbauelement,
ein mobiles Speicherbauelement und ein korrespondierendes Schnittstellenverfahren.
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Allgemein
werden mobile Speicherbauelemente, wie Multimediakarten (MMC), Sicherheitsdigitalspeicherkarten
(SD-Speicherkarten), Kompaktflashkarten (CF-Karten) und Speicherstecker
in tragbaren digitalen Geräten,
d.h. Hosts, wie Camcorder, digitale Kameras, PDAs (persönliche digitale
Assistenten) und MP3s (MPEG-1 Layer3) verwendet. Die Geräte kommunizieren
mit den Hosts mit unterschiedlichen Protokollen. Daher kann jedes
mobile Speicherbauelement nur mit einem Host verbunden werden, der
mit einem korrespondierenden Kommunikationsprotokoll kommuniziert.
Andererseits kann eine Smartcard, welche in einer korrespondierenden Protokollform
kommuniziert, mit einem Smartcardhost, wie einem Mobiltelefon, verbunden
werden.
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1 zeigt eine Darstellung
eines Zusammenhangs zwischen herkömmlichen mobilen Speicherbauelementen
und einer Smartcard und korrespondierenden Hosts. Wie aus 1 ersichtlich ist, kann
eine MMC 12 mit einem MMC-Host 11 verbunden werden
und eine SD-Speicherkarte 14 kann mit
einem SD-Host 13 verbunden werden. Analog kann eine CF-Karte 16 mit
einem CF-Host 15 verbunden werden und eine Smartcard 18 kann
mit einem Smartcardhost 17 verbunden werden.
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Wie
oben ausgeführt
ist, kann ein herkömmliches
mobiles Speicherbauelement nicht in Hosts benutzt werden, welche
nicht mit dem gleichen Protokoll kommunizieren. Um beispielsweise
die MMC 12 mit einem nicht dargestellten PC zu verbinden, kann
ein zusätzliches
Lesegerät
mit universellem seriellem Bus (USB-Leser) erforderlich sein, welches Daten
der MMC 12 gemäß Protokollen
wandelt, wie sie in einem USB-Gerät benutzt
werden, das eine in einem PC benutzte serielle Schnittstelleneinheit
darstellt. Zudem kann die MMC 12 die USB-Schnittstelle unterstützen, welche
einer Schnittstellensteuereinheit innerhalb der MMC 12 hinzugefügt ist,
ohne zusätzlich
mit einem USB-Leser ausgerüstet
werden zu müssen.
In diesem Fall ist ein Verfahren zum Steuern der MMC 12 erforderlich,
um den Typ des an das Gerät
angeschlossenen Hosts zu erkennen und die MMC 12 in die
Lage zu versetzen, in einem korrespondierenden Schnittstellenmodus
zu arbeiten. Bei einem herkömmlichen
Steuerverfahren hat die MMC 12 einen zusätzlichen
Anschluss und die MMC 12 arbeitet in einem korrespondierenden
Schnittstellenmodus in Reaktion auf ein Steuersignal, welches vom Host über den
zusätzlichen
Anschluss empfangen wird. Das Verfahren ist jedoch ineffizient,
da die MMC 12 mit dem zusätzlichen Anschluss ausgestattet
werden muss und der Host ein zusätzliches
Steuersignal erzeugen muss, um den Betriebsmodus der MMC 12 zu
bestimmen.
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Der
Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines
Multistandard-Protokollspeicherbauelements, eines mobilen Speicherbauelements
und eines Schnittstellenverfahrens zugrunde, welche in der Lage
sind, wenigstens teilweise die oben beschriebenen Probleme der aus
dem Stand der Technik bekannten Bauelemente und Verfahren zu lösen.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem durch Bereitstellung eines Multistandard-Protokollspeicherbauelements
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 oder 47, eines mobilen Speicherbauelements
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14, 34 oder 41 sowie durch
ein Schnittstellenverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
32 oder 46 zur Verwendung durch ein mobiles Speicherbauelement.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachfolgend beschrieben und sind ebenso wie
das oben erläuterte,
herkömmliche
Ausführungsbeispiel
in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigen:
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1 eine Darstellung von Zusammenhängen zwischen
herkömmlichen
mobilen Speicherbauelementen und einer Smartcard und korrespondierenden
Hosts,
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2 ein Blockdiagramm eines
erfindungsgemäßen mobilen
Speicherbauelements,
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3 ein Blockdiagramm einer
automatischen Schnittstellenerkennungseinheit und einer Speichersteuereinheit
aus 2,
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4A eine detaillierte Darstellung
einer ersten Pegelabtastschaltung, einer Pegelabtaststeuereinheit
und eines Hosts aus 3,
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4B und 4C jeweils eine Darstellung zur Erklärung der
Funktionsweise der ersten Pegelabtastschaltung aus 4A,
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5A ein Flussdiagramm eines
Schnittstellenverfahrens des mobilen Speicherbauelements aus 2,
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5B ein Flussdiagramm eines
Pegelbestimmungsvorgangs eines Anfangseingabesignals aus 5A im Detail,
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6 eine Darstellung von Zusammenhängen zwischen
dem mobilen Speicherbauelement aus 2 und
Hosts,
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7A eine Tabelle zur Darstellung
von Spezifikationen eines Multimediakartenhosts (MMC-Hosts),
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7B eine Tabelle zur Darstellung
von Spezifikationen eines Hosts mit universellem seriellem Bus (USB-Hosts),
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7C eine Tabelle zur Darstellung
von Spezifikationen einer MMC,
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7D eine Tabelle zur Darstellung
von Spezifikationen eines USB-Bauelements,
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8 eine Darstellung eines
mobilen Speicherbauelements gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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9A eine Darstellung zur
Erklärung
der Funktionsweise einer Pegelabtastschaltung, wenn das mobile Speicherbauelement
aus 8 mit einem USB-Host
verbunden wird,
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9B und 9C jeweils eine Darstellung zur Erklärung der
Funktionsweise einer Pegelabtastschaltung, wenn das mobile Speicherbauelement aus 8 mit einem MMC-Host verbunden
wird,
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10 eine Darstellung zur
Erklärung
der Funktionsweise eines Erkennungssignals für eine USB-Hostgeneratorschaltung,
wenn das mobile Speicherbauelement aus 8 mit dem USB-Host verbunden wird,
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11 ein Blockdiagramm eines
mobilen Speicherbauelements kombiniert mit einer Smartcard gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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12 eine Detaildarstellung
einer Modusbestimmungseinheit aus 11,
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13 eine Darstellung einer
Hostbestimmungseinheit und einer Smartcardschnittstelle aus 11 sowie einer Eingabeauswahleinheit
aus 12,
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14A ein Flussdiagramm eines
Schnittstellenverfahrens des mobilen Speicherbauelements kombiniert
mit der Smartcard aus 11,
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14B ein Flussdiagramm eines
Betriebsvorgangs in einem Speicherkartenmodus aus 14A,
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14C ein Flussdiagramm eines
Pegelbestimmungsvorgangs eines zweiten Anfangseingabesignals aus 14B,
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15 eine Darstellung von
Zusammenhängen
zwischen dem mobilen Speicherbauelement kombiniert mit der Smartcard
aus 11 und Hosts,
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16A eine Tabelle von Spezifikationen
eines Smartcardhosts,
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16B eine Tabelle von Spezifikationen
einer Smartcard,
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17 eine Darstellung eines
mobilen Speicherbauelements kombiniert mit einer Smartcard gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung und
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18 eine detaillierte Darstellung
einer Eingabeauswahleinheit aus 17.
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2 zeigt ein Blockdiagramm
eines mobilen Speicherbauelements oder Multistandard-Protokollspeicherbauelements
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Wie aus 2 ersichtlich,
umfasst ein mobiles Speicherbauelement 100 eine Mehrzahl
von Datenanschlüssen
DP1 bis DPK, eine automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110, eine
Hostschnittstelleneinheit 120, eine Speichersteuereinheit 130 und
einen nichtflüchtigen
Speicher 140. Die Hostschnittstelleneinheit 120 umfasst
eine erste bis N-te Hostschnittstellensteuereinheit HI1 bis HIN,
wobei N eine ganze Zahl größer als
1 ist.
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Die
Datenanschlüsse
DP1 bis DPK, wobei K eine ganze Zahl größer als 1 ist, sind mit nicht
dargestellten Datenanschlüssen
eines nicht dargestellten Hosts verbunden. Wenigstens einer oder
mehrere der Datenanschlüsse
DP1 bis DPK können
im mobilen Speicherbauelement 100 als Hostbestimmungsanschluss
verwendet werden. Im mobilen Speicherbauelement 100 aus 2 werden die mehreren Datenanschlüsse DP1
bis DPK als Hostbestimmungsanschlüsse verwendet, welche Erkennungssignale übertragen
können,
die den Hosttyp und damit das für
eine Kommunikation mit diesem erforderliche Standardprotokoll bestimmen.
Zudem werden die Datenanschlüsse
DP1 bis DPK als gewöhnliche
Datenanschlüsse
benutzt, nachdem der mit dem mobilen Speicherbauelement verbundene
Hosttyp bestimmt worden ist.
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Ist
das mobile Speicherbauelement 100 mit dem Host verbunden,
dann bestimmt die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 den
Typ des angeschlossenen Hosts gemäß einem Pegel von Anfangseingabesignalen,
die über
die Datenanschlüsse
DP1 bis DPK empfangen werden, d.h. Hostbestimmungsanschlüsse, welche
Erkennungssignale weiterleiten. Hierbei zeigt das Anfangseingabesignal
einen Anfangszustand eines innerhalb des angeschlossenen Hosts angeordneten
Datenbusses an. Zudem schaltet die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 in
Abhängigkeit
von den Bestimmungsergebnissen eine der ersten bis N-ten Hostschnittstellensteuereinheit
HI1 bis HIN frei. Genauer gibt die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 in
Abhängigkeit
von den Bestimmungsergebnissen eines von Auswahlsignalen SEL1 bis
SELN frei, wobei N eine ganze Zahl größer als 1 ist. In Reaktion
auf ein freigegebenes der Auswahlsignale SEL1 bis SELN wird eine
der ersten bis N-ten Hostschnittstellensteuereinheit HI1 bis HIN
freigegeben. Wird beispielsweise das Auswahlsignal SEL1 freigegeben,
dann wird in Reaktion auf das Auswahlsignal SEL1 die erste Hostschnittstellensteuereinheit HI1
freigegeben. Die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 gibt
ein Ausgabesignal HO1 an die Speichersteuereinheit 130 aus,
welches von der freigegebenen Hostschnittstellensteuereinheit HI1 kommend
empfangen wird.
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Obwohl 2 zeigt, dass die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 das
Ausgabesignal HO1 empfängt
und dann das Ausgabesignal HO1 an die Speichersteuereinheit 130 ausgibt,
kann das Ausgabesignal HO1 auch direkt in die Speichersteuereinheit 130 eingegeben
werden.
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Die
erste bis N-te Hostschnittstellensteuereinheit HI1 bis HIN benutzen
voneinander verschiedene Kommunikationsprotokolle, wobei jedes Kommunikationsvorgänge mit
einem Host unterstützt, welcher
korrespondierende Kommunikationsprotokolle benutzt.
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Die
Speichersteuereinheit 130 tauscht Daten mit einem Host
aus, der über
eine ausgewählte
der ersten bis N-ten Hostschnittstellensteuereinheit HI1 bis HIN
angeschlossen ist, und steuert Lese- und Schreibvorgänge von
Daten in und aus dem nichtflüchtigen
Speicher 140 und Löschvorgänge von
im nichtflüchtigen
Speicher 140 gespeicherten Daten. Der nichtflüchtige Speicher 140 liest,
schreibt und löscht
die Daten gesteuert von der Speichersteuereinheit 130.
In 2 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit
der Zeichnung ein Signalpfad weggelassen, auf dem die Speichersteuereinheit 130 Daten
zu einem über
eine ausgewählte
der ersten bis N-ten Hostschnittstellensteuereinheit HI1 bis HIN
angeschlossenen Host übertragen
werden.
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3 zeigt ein Blockdiagramm
der automatischen Schnittstellenerkennungseinheit 110 und
der Speichersteuereinheit 130 aus 2. Wie aus 3 ersichtlich
ist, umfasst die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 eine
Pegeldetektionseinheit 111, eine Pegelabtaststeuereinheit 112 und
eine Schnittstellenauswahleinheit 113. Die Pegeldetektionseinheit 111 umfasst
eine erste bis K-te Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK, wobei K eine
ganze Zahl ist. Die Pegeldetektionseinheit 111 hat so viele
Pegelabtastschaltungen wie Hostbestimmungsanschlüsse.
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Eingabeleitungen
IL1 bis ILK sind mit entsprechenden Hostbestimmungsanschlüssen verbunden,
d.h. mit den Datenanschlüssen
DP1 bis DPK. Die erste bis K-te Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK reagieren
auf Steuersignale SCTL1 und SCTL2 und sind jeweils mit den Eingabeleitungen
IL1 bis ILK verbunden oder jeweils von den Eingabeleitungen IL1 bis
ILK getrennt.
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Sind
die Datenanschlüsse
DP1 bis DPK mit einem nicht dargestellten Host verbunden, dann erzeugt
die Pegelabtaststeuereinheit 112 die Steuersignale SCTL1
und SCTL2 und bestimmt den Pegel von Anfangseingabesignalen PLV1
bis PLVK, welche über
die erste bis K-te Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK empfangen werden.
Hierbei zeigen die Anfangseingabesignale PLV1 bis PLVK einen Anfangszustand
eines Datenbusses innerhalb des angeschlossenen Hosts an.
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Die
Pegelabtaststeuereinheit 112 bestimmt den Typ des angeschlossenen
Hosts gemäß dem Pegel
der Anfangseingabesignale PLV1 bis PLVK und gibt Auswahlsignale
SEL1 bis SELN aus, um eine Hostschnittstellensteuereinheit freizugeben, welche
mit dem Hosttyp korrespondiert. Dann gibt die Pegelabtaststeuereinheit 112 eines
der Auswahlsignale SEL1 bis SELN frei und gibt es aus.
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In
Reaktion auf ein freigegebenes Signal der Auswahlsignale SEL1 bis
SELN wählt
die Schnittstellenauswahleinheit 113 eines der Ausgabesignale HO1
bis HON der ersten bis N-ten Hostschnittstellensteuereinheit HI1
bis HIN aus 2 aus und
gibt es an die Speichersteuereinheit 130 aus.
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Nachfolgend
wird die Struktur und detaillierte Funktionsweise der Pegeldetektionseinheit 111 und der
Pegelabtaststeuereinheit 112 unter Bezugnahme auf die 4A und 4B beschrieben. 4A zeigt eine Dar stellung der ersten
Pegelabtastschaltung LS1, der Pegelabtaststeuereinheit 112 und
eines Hosts 210. Hierbei sind die Struktur und die detaillierte
Funktionsweise der zweiten bis K-ten Pegelabtastschaltung LS2 bis
LSK im Wesentlichen gleich wie die Struktur und die Funktionsweise
der ersten Pegelabtastschaltung LS1. Wie aus 4A ersichtlich ist, ist der Datenanschluss
DP1 des mobilen Speicherbauelements 100 mit einem Datenanschluss
P1 des Hosts 210 verbunden und zudem ist die Eingabeleitung
IL1 mit dem Datenanschluss DP1 verbunden. Hierbei wird der Datenanschluss
DP1 anfänglich
als Hostbestimmungsanschluss benutzt, wenn der Host 210 mit
dem mobilen Speicherbauelement 100 verbunden wird, und
nachdem das mobile Speicherbauelement 100 den Typ des Hosts 210 bestimmt
hat, wird der Datenanschluss DP1 als gewöhnlicher Datenanschluss verwendet.
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In 4A umfasst die erste Pegelabtastschaltung
LS1 eine erste Abtastschaltung 151 und eine zweite Abtastschaltung 152.
Die erste Abtastschaltung 151 hat einen Hochzieh(Pull-up)-Widerstand
Ru oder eine erste Last und eine erste Verknüpfungs(Umschalt)-Schaltung
PM1 und die zweite Abtastschaltung 152 hat einen Absenk(Pull-down)-Widerstand
Rd oder eine zweite Last und eine zweite Verknüpfungs(Umschalt)-Schaltung
NM1. Die erste Verknüpfungsschaltung
PM1 kann als PMOS-Transistor und die zweite Verknüpfungsschaltung
NM1 kann als NMOS-Transistor ausgeführt sein. In 4A sind die erste und zweite Verknüpfungsschaltung
PM1 und NM1 als PMOS- bzw. NMOS-Transistor
dargestellt.
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Eine
interne Spannung VDD und eine Source des PMOS-Transistors PM1 sind
jeweils mit einem der Enden des Hochziehwiderstandes Ru verbunden.
Eine Massespannung und eine Source des NMOS-Transistors NM1 sind jeweils mit einem
der Enden des Absenkwiderstands Rd verbunden. Drains der PMOS- und
NMOS-Transistoren PM1 und NM1 sind beide mit einem Knoten SNIDE
der Eingabeleitung IL1 verbunden. Zusätzlich wird das Steuersignal
SCTL1 am Gate des PMOS-Transistors PM1 eingegeben, und das Steuersignal
SCTL2 wird am Gate des NMOS-Transistors NM1 eingegeben.
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Der
PMOS-Transistor PM1 reagiert auf das Steuersignal SCTL1 und wird
leitend oder sperrend geschaltet. Als Ergebnis wird der Hochziehwiderstand
Ru parallel zur Eingabeleitung IL1 geschaltet oder von der Eingabeleitung
IL1 getrennt. Ist der Hochziehwiderstand Ru mit der Eingabeleitung
IL1 verbunden, dann wird die interne Spannung VDD an die Eingabeleitung
IL1 angelegt. Der NMOS-Transistor NM1 reagiert auf das Steuersignal
SCTL2 und wird leitend oder sperrend geschaltet. Als Konsequenz
wird der Absenkwiderstand Rd parallel zur Eingabeleitung IL1 geschaltet
oder von der Eingabeleitung IL1 getrennt. Ist der Absenkwiderstand
Rd mit der Eingabeleitung IL1 verbunden, dann wird die Massespannung
an die Eingabeleitung IL1 angelegt.
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Andererseits
wird ein Anfangseingabesignal PLV1 vom Host 210 über den
Datenanschluss DP1 und den Knoten SNODE in die Pegelabtaststeuereinheit 112 eingegeben.
Obwohl es in 4A nicht
dargestellt ist, kann ein Absenkwiderstand für einen nicht gezeigten Bus
parallel zu einem nicht dargestellten Datenbus innerhalb des Hosts 210 geschaltet werden,
der mit dem Datenanschluss P1 des Hosts verbunden ist. In diesem
Fall hat der Hochziehwiderstand Ru der ersten Abtastschaltung 151 einen
Widerstandswert, welcher sehr viel höher als der Absenkwiderstand
für den
Bus ist. Ist der Widerstandswert des Absenkwiderstands für den Bus
beispielsweise 15 kΩ,
dann kann der Hochziehwiderstand Ru auf einen Widerstandswert von
1 MΩ gesetzt
werden. Ist der Widerstandswert des Hochziehwiderstandes Ru sehr
viel höher
als der des Absenkwiderstandes für
den Bus, dann beeinflusst der Hochziehwiderstand Ru den Pegel des
Anfangseingabesignals PLV1 nicht. In anderen Worten ausgedrückt, wird
das Anfangseingabesignal PLV1, wenn es auf einem hohen Pegel ist,
auf hohem Pegel auch dann gehalten, wenn der Hochziehwiderstand
Ru mit der Eingabeleitung IL1 verbunden ist. Im Gegensatz dazu wird,
wenn das Anfangseingabesignal PLV1 auf einem niedrigen Pegel ist,
das Anfangseingabesignal PLV1 auf dem niedrigen Pegel gehalten,
auch wenn der Hochziehwiderstand Ru mit der Eingabeleitung IL1 verbunden
ist.
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Analog
kann, obwohl es in 4A nicht
dargestellt ist, ein Hochziehwiderstand für einen nicht dargestellten
Bus parallel mit dem Datenbus innerhalb des Hosts 210 verbunden
werden, welcher mit dem Datenanschluss P1 verbunden ist. In diesem Fall
hat der Absenkwiderstand Rd der zweiten Abtastschaltung 152 einen
Widerstandswert, welcher sehr viel höher als der Hochziehwiderstand
für den Bus
ist. Ist der Widerstandswert des Hochziehwiderstandes für den Bus
beispielsweise 15 kΩ,
dann kann der Absenkwiderstand Rd auf einen Widerstandswert von
1 MΩ gesetzt
werden. Ist der Widerstandswert des Absenkwiderstandes Rd sehr viel
höher als
der des Hochziehwiderstandes für
den Bus, dann beeinflusst der Absenkwiderstand Rd den Pegel des
Anfangseingabesignals PLV1 nicht.
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Die 4B und 4C zeigen jeweils eine Darstellung zur
Erklärung
der Funktionsweise der ersten Pegelabtastschaltung LS1 aus 4A. 4B zeigt, dass der PMOS-Transistor PM1
leitend geschaltet und der Hochziehwiderstand Ru mit der Eingabeleitung
IL1 verbunden wird, wenn das Steuersignal SCTL1 freigegeben wird. 4C zeigt analog, dass der
NMOS-Transistor NM1 leitend geschaltet und der Absenkwiderstand
Rd mit der Eingabeleitung IL1 verbunden wird, wenn das Steuersignal
SCTL2 freigegeben wird.
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Wird
das mobile Speicherbauelement 100 mit dem Host 210 verbunden,
dann schaltet die Pegelabtaststeuereinheit 112 abwechselnd
die Steuersignale SCTL1 und SCTL2 frei. Daraus resultiert, dass,
nachdem der Hochziehwiderstand Ru parallel zur Eingabeleitung IL1
geschaltet wur de, wie aus 4B ersichtlich
ist, der Absenkwiderstand Rd parallel zur Eingabeleitung IL1 geschaltet
wird, wie aus 4C ersichtlich
ist.
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Wird
der Hochziehwiderstand Ru mit der Eingabeleitung IL1 verbunden,
dann misst die Pegelabtaststeuereinheit 112 den Pegel eines
ersten Eingabesignals IN1, welches vom Knoten SNODE empfangen wird.
Ist analog der Absenkwiderstand Rd mit der Eingabeleitung IL1 verbunden,
dann misst die Pegelabtaststeuereinheit 112 den Pegel eines
zweiten Eingabesignals IN2, welches vom Knoten SNODE empfangen wird.
Die Pegelabtaststeuereinheit 112 bestimmt den Pegel des
Anfangseingabesignals PLV1 gemäß den Pegeln
des ersten bzw. zweiten Eingabesignals IN1, IN2. Genauer gesagt,
bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 112, dass das Anfangseingabesignal
PLV1 einen hohen Pegel hat, wenn das erste und zweite Eingabesignal
IN1 und IN2 jeweils einen hohen Pegel haben. Sind das erste und zweite
Eingabesignal IN1 und IN2 jeweils auf einem niedrigen Pegel, dann
bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 112, dass das Anfangseingabesignal
PLV1 einen niedrigen Pegel hat. Ist das erste Eingabesignal IN1
auf einem hohen Pegel und zweite Eingabesignal IN2 auf einem niedrigen
Pegel, dann bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 112,
dass das Anfangseingabesignal PLV1 einen floatenden Zustand hat.
In diesem Fall ist der Anfangszustand des Datenbusses, der innerhalb
des Hosts 210 angeordnet ist, welcher mit dem Datenanschluss
P1 verbunden ist, in einem floatenden Zustand.
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Die
Pegelabtaststeuereinheit 112 bestimmt den Typ des angeschlossenen
Hosts 210 gemäß dem Pegel
des Anfangseingabesignals PLV1 oder eines Erkennungssignals und
gibt eines der Auswahlsignale SEL1 bis SELN frei, um eine Hostschnittstellensteuereinheit
freizugeben, welche mit dem Host korrespondiert. Korrespondiert
beispielsweise eine erste Hostschnittstellensteuereinheit HI1 mit
dem Host 210, dann gibt die Pegelabtaststeuereinheit 112 das
Auswahlsignal SEL1 frei und gibt es aus.
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Zusätzlich sperrt
die Pegelabtaststeuereinheit 112 alle Steuersignale SCTL1
und SCTL2 nach der Bestimmung des Typs des Hosts 210. Als
Konsequenz werden der PMOS-Transistor PM1 und der NMOS-Transistor NM1 beide
sperrend geschaltet und der Hochziehwiderstand Ru und der Absenkwiderstand
Rd werden beide von der Eingabeleitung IL1 getrennt. Danach arbeitet
der Datenanschluss DP1 als gewöhnlicher
Datenanschluss. Außerdem behält die Pegelabtaststeuereinheit 112 die
Ausgabe des Auswahlsignals SEL1 bei, bis das mobile Speicherbauelement 100 vom
Host 210 getrennt wird.
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5A zeigt ein Flussdiagramm
eines Schnittstellenverfahrens 300 des mobilen Speicherbauelements 100 aus 2. Wie aus 5A ersichtlich ist, werden die Datenanschlüsse DP1
bis DPK des mobilen Speicherbauelements 100 mit den Datenanschlüssen des
Hosts 210 verbunden (Schritt 310). Hierbei können einige
oder alle Datenanschlüsse
DP1 bis DPK als Hostbestimmungsanschlüsse genutzt werden. In 5A werden beispielhaft alle Datenanschlüsse DP1
bis DPK als Hostbestimmungsanschlüsse verwendet.
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Die
automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 des mobilen
Speicherbauelements 100 bestimmt den Pegel der Anfangseingabesignale PLV1
bis PLVK, welche über
die Hostbestimmungsanschlüsse
DP1 bis DPK empfangen werden (Schritt 320). Der Schritt 320 wird
weiter unten unter Bezugnahme auf 5B detaillierter
beschrieben.
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Die
automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 bestimmt
den Typ des angeschlossenen Hosts 210 gemäß dem Pegel
der Anfangseingabesignale PLV1 bis PLVK (Schritt 330).
Die automatische Schnittstellenerkennungseinheit 110 wählt eine
zu dem Host 210 gehörige
Hostschnittstellensteuereinheit aus der ersten bis N-ten Hostschnittstellensteuereinheit
HI1 bis HIN aus und gibt sie frei (Schritt 340). Da nach
wird das mobile Speicherbauelement 100 durch die korrespondierende
Hostschnittstellensteuereinheit, welche von der automatischen Schnittstellenerkennungseinheit 110 freigegeben
wird, in einem korrespondierenden Hostschnittstellenmodus betrieben,
bis das mobile Speicherbauelement 100 vom Host 210 getrennt
wird (Schritt 350).
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5B zeigt ein Flussdiagramm
des Pegelbestimmungsvorgangs (Schritt 320) des Anfangseingabesignals
aus 5A im Detail. In 5B wird hauptsächlich die
Funktionsweise der ersten Pegelabtastschaltung LS1 der automatischen
Schnittstellenerkennungseinheit 110 beschrieben. Die zweiten bis
K-ten Pegelabtastschaltungen LS2 bis LSK der automatischen Schnittstellenerkennungseinheit 110 arbeiten
auf die gleiche Weise wie die erste Pegelabtastschaltung LS1.
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Zuerst
gibt die Pegelabtaststeuereinheit 112 der automatischen
Schnittstellenerkennungseinheit 110 das Steuersignal SCTL1
frei, wie aus den 4A und 4B ersichtlich ist. Als Ergebnis
wird der PMOS-Transistor PM1 leitend geschaltet und der Hochziehwiderstand
Ru wird zur Eingabeleitung IL1 des Hostbestimmungsanschlusses DP1
parallel geschaltet (Schritt 321). Dann misst die Pegelabtaststeuereinheit 112 den
Pegel des ersten Eingabesignals IN1, welches vom Knoten SNODE der
Eingabeleitung IL1 empfangen wird (Schritt 322). Danach sperrt
die Pegelabtaststeuereinheit 112 das Steuersignal SCTL1
und gibt das Steuersignal SCTL2 frei. Als Konsequenz werden der
PMOS-Transistor PM1 sperrend geschaltet und der NMOS-Transistor
NM1 leitend geschaltet und der Absenkwiderstand Rd wird zur Eingabeleitung
IL1 parallel geschaltet (Schritt 323). Hierbei misst die
Pegelabtaststeuereinheit 112 den Pegel des zweiten Eingabesignals
IN2, welches vom Knoten SNODE der Eingabeleitung IL1 empfangen wird
(Schritt 324).
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Danach
bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 112, ob das erste
und zweite Eingabesignal IN1 und IN2 beide auf einem hohen Pegel
sind (Schritt 325). Sind das erste und zweite Eingabesignal
IN1 und IN2 jeweils beide auf einem hohen Pegel, dann bestimmt die
Pegelabtaststeuereinheit 112, dass das Anfangseingabesignal
PVL1 einen hohen Pegel aufweist (Schritt 326).
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Sind
im Schritt 325 das erste und zweite Eingabesignal IN1 und
IN2 nicht beide auf hohem Pegel, dann stellt die Pegelabtaststeuereinheit 112 fest,
ob das erste und zweite Eingabesignal IN1 und IN2 beide auf niedrigem
Pegel sind (Schritt 327). Sind das erste und zweite Eingabesignal
IN1 und IN2 beide auf niedrigem Pegel, dann bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 112,
dass das Anfangseingabesignal PVL1 einen niedrigen Pegel aufweist
(Schritt 328).
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Sind
im Schritt 327 das erste und zweite Eingabesignal IN1 und
IN2 nicht beide auf niedrigem Pegel, d.h. eines der ersten und zweiten
Eingabesignale IN1 und IN2 ist auf hohem Pegel und das andere ist auf
niedrigem Pegel, dann bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 112,
dass das Anfangseingabesignal PLV1 in einem floatenden Zustand ist
(Schritt 329).
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Hierbei
zeigt der Pegel des Anfangseingabesignals PVL1 einen Anfangszustand
des Datenbusses des Hosts 210 an und der Anfangszustand
des Datenbusses ist für
jeden Host verschieden. Daher kann die Pegelabtaststeuereinheit 112 den
Hosttyp gemäß dem Pegel
des Anfangseingabesignals PVL1 bestimmen.
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6 zeigt eine Darstellung
von Zusammenhängen
zwischen dem mobilen Speicherbauelement aus 2 und Hosts. Wie aus 6 ersichtlich ist, kann das mobile Speicherbauelement 100 mit
einem Multimediakarten-Host (MMC-Host) 220 und/oder einem
Sicherheitsdigital-Host (SD-Host) 230 und/oder einem Kompaktflash-Host
(CF-Host) 240 und/oder einem Speicherstecker-Host (MSTK-Host) 250 verbunden werden.
Mit anderen Worten, das mobile Speicherbauelement 100 kann mit
verschiedenen Hosts benutzt werden, die voneinander verschiedene
Kommunikationsprotokolle verwenden. Zudem kann das mobile Speicherbauelement 100 mit
allen Hosttypen außer
solchen Hosts betrieben werden, welche ein mobiles Speicherbauelement
ohne eine Hostschnittstellensteuereinheit verwenden. Es versteht
sich, dass die Hosts jeweils ein entsprechendes standardisiertes
Protokoll zur Kommunikation verwenden können. So kann der MSTK beispielsweise
ein Standard-MSTK-Kommunikationsprotokoll
verwenden, so dass jedes Gerät
zur Nutzung eines MSTK angeschlossen werden kann, wenn das Gerät zur Kommunikation
mit diesem das Standard-MSTK-Kommunikationsprotokoll benutzt.
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7A zeigt eine Tabelle zur
Darstellung von Spezifikationen eines MMC-Hosts. Wie aus 7A ersichtlich ist, unterstützt der
MMC-Host einen MMC-Modus oder einen seriellen Peripherschnittstellenmodus
(SPI-Modus). Die Tabelle 7A zeigt Spezifikationen von Datenanschlüssen 1, 2, 5 und 7 ohne
Versorgungsanschlüsse 3, 4 und 6.
Zuerst werden die Spezifikationen des MMC-Hosts im MMC-Modus erklärt. Der
Datenanschluss 1 wird nicht genutzt und der Anfangszustand
des Datenbusses, welcher mit dem Datenanschluss 1 verbunden
ist, ist in einem floatenden oder einem hohen Zustand. Der Datenanschluss 2 wird
als Befehlssignalanschluss (CMD-Anschluss) benutzt, der Datenanschluss 5 wird
als Taktsignalanschluss (CLK-Anschluss) benutzt und der Datenanschluss 7 wird
als Datensignalanschluss (DAT-Anschluss) benutzt und der Anfangszustand
des mit jedem der Datenanschlüsse verbundenen
Datenbusses ist ein hoher logischer Pegel.
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Als
nächstes
werden die Spezifikationen des MMC-Hosts im SPI-Modus erklärt. Der
Datenanschluss 1 wird als Chipauswahlsignalanschluss (CS-Anschluss)
benutzt und der Anfangszustand des Datenbusses, welcher mit dem
Datenanschluss 1 verbunden ist, ist ein hoher logischer Pegel.
Außerdem
wird der Datenanschluss 2 als Eingabedatensignalanschluss
(DI-Anschluss) benutzt und der Datenanschluss 5 wird als
Taktsignalanschluss (SCLK-Anschluss) verwendet und der Anfangszustand
des mit dem jeweiligen Datenanschluss verbundenen Datenbusses ist
ein hoher logischer Pegel. Der Datenanschluss 7 wird als
Ausgabedatensignalanschluss (DO-Anschluss) benutzt und der Anfangszustand des
mit dem Datenanschluss 7 verbundenen Datenbusses ist nicht
vorgeschrieben.
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7B zeigt eine Tabelle mit
Spezifikationen eines Hosts für
einen universellen seriellen Bus (USB-Host). Die Tabelle aus 7B zeigt die Spezifikationen
von Datenanschlüssen 2 und 3 ohne
Versorgungsanschlüsse 1 und 4.
Der Datenanschluss 2 wird als Eingabedatensignalanschluss
D– benutzt und
der Anfangszustand des mit dem Datenanschluss 2 verbundenen
Datenbusses ist ein niedriger logischer Pegel. Der Datenanschluss 3 wird
als Eingabedatensignalanschluss D+ benutzt und der Anfangszustand
des mit dem Datenanschluss 3 verbundenen Datenbusses ist
ebenfalls ein niedriger logischer Zustand.
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7C zeigt eine Tabelle von
Spezifikationen einer MMC. Wie aus 7C ersichtlich
ist, umfasst die MMC sieben Datenanschlüsse 1 bis 7 und unterstützt einen
MMC-Modus und einen SPI-Modus. Die Anschlüsse 1 bis 7 der
MMC sind jeweils mit den korrespondierenden Datenanschlüssen 1 bis 7 des MMC-Hosts
verbunden.
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7D zeigt eine Tabelle von
Spezifikationen eines USB-Bauelements. Wie aus 7D ersichtlich ist, umfasst das USB-Bauelement
vier Anschlüsse 1 bis 4,
welche jeweils mit korrespondierenden Datenanschlüssen 1 bis 4 des
USB-Hosts verbunden sind.
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Wie
aus den 7A und 7B ersichtlich ist, ist der
Anfangszustand des mit dem Datenanschluss 1 verbundenen
Datenbusses, der für
das Chipauswahlsignal CS des MMC-Hosts benutzt wird, vom Anfangszustand
des mit dem Datenanschluss 2 oder 3 verbundenen
Datenbusses verschieden, welche für die Eingabedatensignale D– und D+
des USB-Hosts verwendet
werden. Daher kann ein mobiles Speicherbauelement, welches eine
MMC- und eine USB-Schnittstellensteuereinheit aufweist, den Typ
eines angeschlossenen Hosts gemäß dem Pegel
des Anfangseingabesignals bestimmen, welches vom angeschlossenen
Host über
den Datenanschluss empfangen wird, wenn jeweils ein spezifizierter
Datenanschluss für
ein Dateneingabesignal D– und
D+ und ein Chipauswahlsignal verwendet wird.
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8 zeigt ein mobiles Speicherbauelement gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei welchem das mobile Speicherbauelement eine USB-
und eine MMC-Schnittstellensteuereinheit umfasst. 8 zeigt den Fall, bei dem eine USB-Schnittstellenfunktion
zur MMC hinzugefügt
ist. Wie aus 8 ersichtlich
ist, umfasst ein mobiles Speicherbauelement 400 eine Mehrzahl
von Datenanschlüssen 401 bis 407,
eine Pegelabtastschaltung 410, eine Pegelabtaststeuereinheit 420,
eine USB-Schnittstellensteuereinheit 430, eine MMC-Schnittstellensteuereinheit 440 und
eine Schnittstellenauswahleinheit 450. Zusätzlich umfasst das
mobile Speicherbauelement 400 eine Speichersteuereinheit 460,
einen Flashspeicher 470 und ein Erkennungssignal für eine USB-Hostgeneratorschaltung 480.
Die Datenanschlüsse 403, 404 und 406 werden
als Anschlüsse
zur Energieversorgung benutzt, und die USB- und die MMC-Schnittstellensteuereinheit 530 und 540 teilen
sich die Datenanschlüsse 403, 404 und 406.
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Ist
das mobile Speicherbauelement 400 mit einem USB-Host verbunden,
dann wird der Datenanschluss 401 als Eingabedatensignalanschluss
D+ benutzt und einer der Datenanschlüsse 402, 405 und 407 wird
als Eingabedatensignalanschluss D– benutzt. Ist das mobile Speicherbauelement 400 mit
einem USB-Host verbunden, dann wird der Datenan schluss 401 als
Eingabedatensignalanschluss D– benutzt
und einer der Datenanschlüsse 402, 405 und 407 kann
als Eingabedatensignalanschluss D+ benutzt werden.
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Zudem
ist das Erkennungssignal für
die USB-Hostgeneratorschaltung 480 an eine Eingabeleitung
IL des Datenanschlusses 401 angeschlossen, wenn das mobile
Speicherbauelement 400 in einem USB-Hostschnittstellenmodus
arbeitet, und der Datenanschluss 401 wird als Eingabedatensignalanschluss
D+ benutzt.
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Das
Erkennungssignal für
die USB-Hostgeneratorschaltung 480 kann an eine Eingabeleitung
IL eines der Datenanschlüsse 402, 405 und 407 angeschlossen
werden, wenn das mobile Speicherbauelement 400 in einem
USB-Hostschnittstellenmodus arbeitet, und einer der Datenanschlüsse 402, 405 und 407 wird
als Eingabedatensignalanschluss D+ benutzt.
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Anderseits
wird der Datenanschluss 401 nicht benutzt, wenn das mobile
Speicherbauelement 400 mit einem MMC-Host verbunden ist
und in einem MMC-Modus arbeitet, und der Datenanschluss 401 wird
als Chipauswahlsignalanschluss CS benutzt, wenn das mobile Speicherbauelement 400 mit
einem MMC-Host verbunden ist und in einem SPI-Modus arbeitet. Zudem
wird der Datenanschluss 402 im MMC-Modus als Befehls(CMD)-Anschluss
und im SPI-Modus als Eingabedatensignal(DI)-Anschluss benutzt. Zusätzlich werden
die Datenanschlüsse 405 und
407 im MMC-Modus als Taktsignal(CLK)-Anschluss bzw. Datensignal(DAT)-Anschluss und im SPI-Modus
als Taktsignalanschluss SCLK bzw. Ausgabesignal(DO)-Anschluss benutzt.
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Hierbei
wird der Datenanschluss 401 anfänglich als Hostbestimmungsanschluss
benutzt, wenn das mobile Speicherbauelement 400 mit dem Host
verbunden wird, und nachdem das mobile Speicherbauelement 400 den
Typ des angeschlossenen Hosts bestimmt hat, wird der Datenanschluss 401 als
gewöhnlicher
Datenanschluss benutzt.
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Kurz
gesagt, teilen sich die USB-Schnittstellensteuereinheit 430 und
die MMC-Schnittstellensteuereinheit 440 die Datenanschlüsse 401, 402, 405 und 407 und
die Energieversorgungsanschlüsse 403, 404 und 406.
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Die
Pegelabtastschaltung 410 umfasst einen ersten Hochziehwiderstand
R1 und eine erste Verknüpfungsschaltung
SW1. Die erste Verknüpfungsschaltung
SW1 kann als NMOS-Transistor ausgeführt sein. In 8 ist die erste Verknüpfungsschaltung SW1 als NMOS-Transistor
dargestellt. Eine interne Spannung VDD und eine Drain des NMOS-Transistors SW1 sind
mit je einem Ende des ersten Hochziehwiderstands R1 verbunden.
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Ein
Steuersignal SEL wird an einem Gate des NMOS-Transistors SW1 eingegeben
und eine Source des NMOS-Transistors SW1 ist mit der Eingabeleitung
IL verbunden. Der NMOS-Transistor SW1 wird in Reaktion auf das Steuersignal
SEL leitend oder sperrend geschaltet. Daher wird der erste Hochziehwiderstand
R1 parallel zur Eingabeleitung IL geschaltet oder von der Eingabeleitung
IL getrennt. Die Funktionsweise der Pegelabtastschaltung 410 wird
unter Bezugnahme auf die 9A bis 9C detaillierter beschrieben.
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9A zeigt eine Darstellung
zur Erklärung der
Funktionsweise einer Pegelabtastschaltung, wenn das mobile Speicherbauelement
aus 8 mit einem USB-Host
verbunden wird. Wie aus 9A ersichtlich
ist, ist der Datenanschluss 401 des mobilen Speicherbauelements 400 mit
einem Datenanschluss 501 eines USB-Hosts 510 verbunden.
Ein Absenkwiderstand Rpd für
einen Bus ist gewöhnlich parallel
zu einem inneren Datenbus 502 geschaltet, welcher mit dem
Datenanschluss 501 ver bunden ist. Der Grund für diese
Vorgehensweise liegt darin, den Datenbus 502 in einem niedrigen
Anfangszustand zu halten.
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Ist
das mobile Speicherbauelement 400 mit dem USB-Host 510 verbunden,
dann gibt die Pegelabtaststeuereinheit 420 das Steuersignal
SEL mit einem hohen Pegel aus und schaltet den NMOS-Transistor SW1
leitend. Daraus resultiert, dass der erste Hochziehwiderstand R1
parallel zur Eingabeleitung IL des Datenanschlusses 401 geschaltet
wird. Hierbei ist ein Anfangseingabesignal PLV auf einem niedrigen
Pegel, da der Datenbus 502 ebenfalls in einem niedrigen
Anfangszustand ist.
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Der
erste Hochziehwiderstand R1 wird auf einen Widerstandswert gesetzt,
der sehr viel größer als
der Widerstandswert des Absenkwiderstands Rpd für den Bus ist, so dass der
erste Hochziehwiderstand R1 den Pegel des Anfangseingabesignals PLV
nicht beeinflusst. Hat der erste Hochziehwiderstand R1 einen Widerstandswert,
der kleiner als der Absenkwiderstand Rpd für den Bus ist, dann fällt, wenn
die interne Spannung VDD durch den ersten Hochziehwiderstand R1
und den Absenkwiderstand Rpd für
den Bus geteilt wird, eine wesentlich höhere Spannung am Absenkwiderstand
Rpd für
den Bus als am ersten Hochziehwiderstand R1 ab. Als Konsequenz wechselt
das Anfangseingabesignal PLV von niedrigem auf hohen Pegel.
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Die 9B und 9C zeigen jeweils eine Darstellung zur
Erklärung
der Funktionsweise der Pegelabtastschaltung, wenn das mobile Speicherbauelement
aus 8 mit einem MMC-Host
verbunden wird. Genauer zeigt 9B einen
MMC-Host 520 und das mobile Speicherbauelement 400,
welches in einem SPI-Modus arbeitet, und 9C zeigt einen MMC-Host 520 und
das mobile Speicherbauelement 400, welches in einem MMC-Modus
arbeitet.
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Wie
aus 9B ersichtlich ist,
ist ein Hochziehwiderstand Rpu für
einen Bus gewöhnlich
parallel zu einem inneren Datenbus 504 geschaltet, welcher
mit einem Datenanschluss 503 des MMC-Hosts 520 verbunden
ist. Die interne Spannung VDD und eine Drain eines NMOS-Transistors
N mit offener Drain sind mit je einem Ende des Hochziehwiderstandes
Rpu für
den Bus verbunden. Eine Vorspannung VB wird an ein Gate des NMOS-Transistors
N mit offener Drain angelegt und eine Source desselben ist mit einer
Massespannung verbunden. Anfänglich
ist der NMOS-Transistor N mit offener Drain sperrend geschaltet.
Daher wird der Anfangszustand des inneren Datenbusses 504 des
MMC-Hosts 520, d.h. des Chipauswahlsignals CS, durch den
Hochziehwiderstand Rpu für
den Bus auf hohem Pegel gehalten.
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Wird
das mobile Speicherbauelement 400 mit dem MMC-Host 520 verbunden,
dann gibt die Pegelabtaststeuereinheit 420 das Steuersignal
SEL mit einem hohen Pegel aus. In Reaktion auf das Steuersignal
SEL wird die erste Verknüpfungsschaltung SW1
leitend geschaltet. Als Ergebnis wird der erste Hochziehwiderstand
R1 zur Eingabeleitung IL des Datenanschlusses 401 parallel
geschaltet. Hierbei ist der Datenbus 504 im Anfangszustand
auf hohem Pegel, so dass das Anfangseingabesignal PLV ebenfalls
auf hohem Pegel ist.
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Als
nächstes
auf 9C Bezug nehmend, wird
der Datenanschluss 503 des MMC-Hosts 520 im MMC-Modus
nicht benutzt. Daher ist der Datenbus 504 innerhalb des
MMC-Hosts 520 in einem floatenden Zustand. Hierbei arbeitet
die Pegelabtastschaltung 410 auf ähnliche Weise, wie unter Bezugnahme auf 9A beschrieben wurde. Daraus
resultiert, dass der erste Hochziehwiderstand R1 parallel zur Eingabeleitung
IL des Datenanschlusses 501 geschaltet wird. Dann nimmt
das Anfangseingabesignal PLV durch den ersten Hochziehwiderstand
R1 einen hohen Zustand an, weil der Datenbus 504 als Anfangszustand
in einem floatenden Zustand ist.
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Wie
weiter aus 8 ersichtlich
ist, gibt die Pegelabtaststeuereinheit 420 das Steuersignal
SEL mit einem hohen Pegel aus, wenn das mobile Speicherbauelement 400 mit
einem speziellen Host verbunden wird. Zudem ändert die Pegelabtaststeuereinheit 420 den
Pegel des Steuersignals SEL in Reaktion auf das Anfangseingabesignal
PLV, welches durch den Datenanschluss 401 und die Eingabeleitung
IL empfangen wird. Die Pegelabtaststeuereinheit 420 hält den Pegel
des Steuersignals SEL, bis das mobile Speicherbauelement 400 vom
Host getrennt wird. Genauer gesagt hält die Pegelabtaststeuereinheit 420 das
Steuersignal SEL im hohen Zustand, wenn das Anfangseingabesignal
PLV hohen Pegel, und hält
das Steuersignal SEL im niedrigen Zustand, wenn das Anfangseingabesignal
PLV auf niedrigem Pegel ist.
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Die
MMC-Schnittstellensteuereinheit 440 wird freigegeben, wenn
das Steuersignal SEL auf hohem Pegel ist, und die USB-Schnittstellensteuereinheit 430 wird
freigegeben, wenn das Steuersignal SEL auf niedrigem Pegel ist.
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Die
Schnittstellenauswahleinheit 450 wählt in Reaktion auf das Steuersignal
SEL das Ausgabesignal der USB-Schnittstellensteuereinheit 430 oder der
MMC-Schnittstellensteuereinheit 440 aus und gibt es an
die Speichersteuereinheit 460 aus.
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Die
Speichersteuereinheit 460 tauscht Daten mit dem über die
USB-Schnittstellensteuereinheit 430 oder
die MMC-Schnittstellensteuereinheit 440 angeschlossenen
Host aus, welche durch die Schnittstellenauswahleinheit 450 ausgewählt wird. Zusätzlich steuert
die Speichersteuereinheit 460 Lese- und Schreibvorgänge für Daten
aus oder in den Flashspeicher 470 und Löschvorgänge der im Flashspeicher 470 gespeicherten
Daten. Der Flashspeicher 470 führt Lese-, Schreib- und Löschvorgänge von
Daten gesteuert von der Speichersteuereinheit 460 aus.
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Das
Erkennungssignal für
die USB-Hostgeneratorschaltung 480 wird in Reaktion auf
das Steuersignal SEL entweder parallel zur Eingabeleitung IL geschaltet
oder von der Eingabeleitung IL getrennt. Das Erkennungssignal für die USB-Hostgeneratorschaltung 480 wird
nur mit der Eingabeleitung IL verbunden, wenn das mobile Speicherbauelement 400 mit
dem USB-Host verbunden wird. Das Erkennungssignal für die USB-Hostgeneratorschaltung 480 umfasst
einen zweiten Hochziehwiderstand R2 und eine zweite Verknüpfungsschaltung
SW2. Die zweite Verknüpfungsschaltung
SW2 kann als PMOS-Transistor ausgeführt sein. In 8 ist die zweite Verknüpfungsschaltung
SW2 als PMOS-Transistor dargestellt. Die interne Spannung VDD und eine
Source des PMOS-Transistors
SW2 sind mit je einem Ende des zweiten Hochziehwiderstands R2 verbunden.
Das Steuersignal SEL wird an einem Gate des PMOS-Transistors SW2
eingegeben und eine Drain desselben ist mit der Eingabeleitung IL verbunden.
Der PMOS-Transistor SW2 wird in Reaktion auf das Steuersignal SEL
leitend oder sperrend geschaltet. Daher wird der zweite Hochziehwiderstand
R2 parallel zur Eingabeleitung IL geschaltet oder von der Eingabeleitung
IL getrennt.
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Die
Funktionsweise des Erkennungssignals für die USB-Hostgeneratorschaltung 480 wird
unter Bezugnahme auf 10 detaillierter
beschrieben. 10 zeigt
eine Darstellung zur Erklärung
der Funktionsweise des Erkennungssignals für die USB-Hostgeneratorschaltung 480,
wenn das mobile Speicherbauelement aus 8 mit dem USB-Host 510 verbunden wird. Wie
aus 10 ersichtlich ist, ist
ein Absenkwiderstand Rpd für
den Bus parallel zu dem inneren Datenbus 502 geschaltet,
welcher mit dem Datenanschluss 501 des USB-Hosts 510 verbunden
ist, wie unter Bezugnahme auf 9A beschrieben
wurde. Die Pegelabtaststeuereinheit 420 gibt das Steuersignal
SEL mit einem nied rigen Pegel aus, wenn das mobile Speicherbauelement 400 in
einem USB-Hostmodus betrieben wird, und die zweite Verknüpfungsschaltung
SW2 wird in Reaktion auf das Steuersignal SEL leitend geschaltet.
Als Konsequenz wird der zweite Hochziehwiderstand R2 parallel zur
Eingabeleitung IL des Datenanschlusses 401 geschaltet.
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Hierbei
ist der zweite Hochziehwiderstand R2 auf einen Widerstandswert gesetzt,
der kleiner als derjenige des Absenkwiderstands Rpd für den Bus ist.
Als Ergebnis wird die interne Spannung VDD durch den Absenkwiderstand
Rpd für
den Bus und den zweiten Hochziehwiderstand R2 geteilt und ein Eingabedatensignal
D+, das über
den Datenbus 502 empfangen wird, wechselt von niedrigem
auf hohen Pegel. Wechselt der Pegel des Eingabedatensignals D+,
dann erkennt der USB-Host 510, dass das mobile Speicherbauelement 400 angeschlossen
ist.
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Nachfolgend
werden Betriebsvorgänge
des mobilen Speicherbauelements 400 mit den vorher erwähnten Eigenschaften
beschrieben. Wird Energie nach dem Anschluss des mobilen Speicherbauelements 400 an
den USB-Host 510 oder den MMC-Host 520 angelegt,
dann gibt die Pegelabtaststeuereinheit 420 das Steuersignal
SEL mit einem hohen Pegel aus. Als Ergebnis wird die erste Verknüpfungsschaltung
SW1 leitend geschaltet und der erste Hochziehwiderstand R1 der Pegelabtastschaltung 410 wird
parallel zur Eingabeleitung IL des Hostbestimmungsanschlusses geschaltet,
d.h. des Datenanschlusses 401. Danach bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 420 den
Pegel des Anfangseingabesignals PLV, welches über den Datenanschluss 401 empfangen
wird.
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Das
Anfangseingabesignal PLV nimmt einen hohen Pegel an, wenn das mobile
Speicherbauelement 400 mit dem MMC-Host 520 verbunden
wird, weil der Datenbus 504 des MMC-Hosts 520 in
einem hohen oder einem floatenden Zustand ist. Die Pegelabtaststeuereinheit 420 hält das Steuersignal
SEL auf einem hohen Zustand, weil das Anfangseingabe signal PLV auf
hohem Pegel ist. Die Pegelabtaststeuereinheit 420 hält das Steuersignal
SEL auf hohem Pegel, bis das mobile Speicherbauelement 400 vom MMC-Host 520 getrennt
wird.
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Die
MMC-Hostschnittstellensteuereinheit 440 wird in Reaktion
auf das Steuersignal SEL freigegeben. Zudem verbindet die Schnittstellenauswahleinheit 450 die
MMC-Hostschnittstellensteuereinheit 440 und die Speichersteuereinheit 460 in
Reaktion auf das Steuersignal SEL. Des Weiteren bleibt die erste
Verknüpfungsschaltung
SW1 leitend geschaltet, weil das Steuersignal SEL auf hohem Pegel
ist. Nachfolgend bleibt der erste Hochziehwiderstand R1 in einem
Zustand, in dem er zur Eingabeleitung IL parallel geschaltet ist.
Hierbei ist der Grund, warum der erste Hochziehwiderstand R1 mit
der Eingabeleitung IL verbunden bleibt, selbst wenn die Pegelabtaststeuereinheit 420 den
Pegel des Anfangseingabesignals PLV bestimmt hat, dass die Eingabeleitung
IL vom floatenden in den hohen Zustand geändert wird und die Eingabeleitung
IL in dem hohen Zustand gehalten wird, wenn das mobile Speicherbauelement 400 im
MMC-Hostschnittstellenmodus arbeitet.
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Nachfolgend
wird der Betrieb des mobilen Speicherbauelements 400 beschrieben,
wenn das mobile Speicherbauelement 400 mit dem USB-Host 510 verbunden
wird. Wird Energie nach dem Anschluss des mobilen Speicherbauelements 400 an den
USB-Host 510 zugeführt,
dann gibt die Pegelabtaststeuereinheit 420 das Steuersignal
SEL anfänglich
mit einem hohen Pegel aus. Die erste Verknüpfungsschaltung SW1 wird in
Reaktion auf das Steuersignal SEL leitend geschaltet und der erste
Hochziehwiderstand R1 der Pegelabtastschaltung 410 wird
parallel zur Eingabeleitung IL des Datenanschlusses 401 geschaltet,
d.h. des Hostbestimmungsanschlusses. Danach bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 420 den
Pegel des Anfangseingabesignals PLV, welches über den Datenanschluss 401 empfangen
wird. Da der Bus 502 für
ein Eingabe datensignal D+ des USB-Hosts 510 anfänglich auf niedrigem
Pegel ist, ist das Anfangseingabesignal PLV ebenfalls auf niedrigem
Pegel.
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Die
Pegelabtaststeuereinheit 420 bestimmt, dass das Anfangseingabesignal
PLV auf niedrigem Pegel ist und gibt das Steuersignal SEL mit einem niedrigen
Pegel aus. Dann hält
die Pegelabtaststeuereinheit 420 das Steuersignal SEL auf
niedrigem Pegel, bis das mobile Speicherbauelement 400 vom USB-Host 510 getrennt
wird.
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Die
USB-Schnittstellensteuereinheit 430 wird in Reaktion auf
das Steuersignal SEL freigegeben. Zudem verbindet die Schnittstellenauswahleinheit 450 die
USB-Schnittstellensteuereinheit 430 und die Speichersteuereinheit 460 in
Reaktion auf das Steuersignal SEL. Wieder wird in Reaktion auf das Steuersignal
SEL die zweite Verknüpfungsschaltung SW2
des Erkennungssignals für
die USB-Hostgenerator-schaltung 480 leitend geschaltet
und der zweite Hochziehwiderstand R2 wird mit der Eingabeleitung des
Datenanschlusses 401 verbunden.
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Zusätzlich wird
in Reaktion auf das Steuersignal SEL die erste Verknüpfungsschaltung
SW1 sperrend geschaltet und der erste Hochziehwiderstand R1 wird
von der Eingabeleitung IL getrennt. Dann arbeitet das mobile Speicherbauelement 400 im
USB-Hostschnittstellenmodus.
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Wie
oben ausgeführt
ist, erkennt das mobile Speicherbauelement 400 automatisch
den Typ des angeschlossenen Hosts, wenn das mobile Speicherbauelement 400 mit
dem MMC-Host 520 oder dem USB-Host 510 verbunden
wird, und kann im korrespondierenden Hostschnittstellenmodus arbeiten.
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11 zeigt ein Blockdiagramm
eines mobilen Speicherbauelements kombiniert mit einer Smartcard
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Wie aus 11 ersichtlich
ist, umfasst ein mobiles Speicherbauelement 600 kombiniert
mit einer Smartcard eine Modusbestimmungseinheit 610, ein
Smartcardmodul 620 und ein Speicherkartenmodul 630.
Die Modusbestimmungseinheit 610 ist über Eingabedatenleitungen IDL
mit einer Mehrzahl von Signalanschlüssen DP1 bis DPK verbunden,
wobei K eine ganze Zahl größer als
1 ist. Die Signalanschlüsse
DP1 bis DPK umfassen Anschlüsse
für Datensignale,
Versorgungsanschlüsse
und Anschlüsse
für Steuersignale.
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Die
Modusbestimmungseinheit 610 bestimmt den Pegel eines ersten
Anfangseingabesignals INS, welches über den Signalanschluss DP1 empfangen
wird. Die Modusbestimmungseinheit 610 gibt gemäß dem Pegel
des ersten Anfangseingabesignals INS ein Modussteuersignal MCTI
aus, um einen Smartcardmodus und/oder einen Speicherkartenmodus
des mobilen Speicherbauelements 600 kombiniert mit der
Smartcard zu bestimmen.
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Hierbei
wird der Signalanschluss DP1 anfänglich
als Modusbestimmungsanschluss und dann, nachdem die Modusbestimmungseinheit 610 den Betriebsmodus
des mobilen Speicherbauelements 600 kombiniert mit der
Smartcard festgelegt hat, als Datenanschluss verwendet. Obwohl in 11 beispielhaft der Signalanschluss
DP1 als Modusbestimmungsanschluss verwendet wird, kann irgendeiner der
Signalanschlüsse
DP1 bis DPK als Modusbestimmungsanschluss verwendet werden. Zudem zeigt
das erste Anfangseingabesignal INS einen Anfangszustand eines Datenbusses
eines Hosts, der mit dem mobilen Speicherbauelement 600 kombiniert
mit der Smartcard verbunden ist. Zusätzlich verbindet die Modusbestimmungseinheit 610 die
Eingabedatenleitungen IDL mit Smartcarddatenleitungen SDL oder Speicherkartendatenleitungen
MDL.
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Hierbei
teilen sich das Smartcardmodul 620 und das Speicherkartenmodul 630 die
Anschlüsse zur
Modusbestimmung und die Versorgungsan schlüsse der Signalanschlüsse DP1
bis DPK. Zusätzlich
können
sich das Smartcardmodul 620 und das Speicherkartenmodul 630 einen
Teil oder alle der Signalanschlüsse
DP1 bis DPK teilen.
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Das
Smartcardmodul 620 umfasst eine Smartcardschnittstelle 621 und
eine Smartcardsteuereinheit 622. Die Smartcardschnittstelle 621 ist
mit der Modusbestimmungseinheit 610 über die Smartcarddatenleitungen
SDL verbunden. Die Smartcardschnittstelle 621 und die Smartcardsteuereinheit 622 werden
in Reaktion auf das Modussteuersignal MCTL freigegeben oder gesperrt.
In einem Smartcardmodus führt
die Smartcardsteuereinheit 622 einen Befehl aus, der von
einem nicht dargestellten Smartcardhost über die Smartcardschnittstelle 621 empfangen
wird, und tauscht Daten mit dem Smartcardhost aus.
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Das
Speicherkartenmodul 630 umfasst eine Hostbestimmungseinheit 631,
eine Mehrzahl von Hostschnittstellensteuereinheiten FC1 bis FCN,
eine Ausgabeauswahleinheit 632, eine Speichersteuereinheit 633 und
einen nichtflüchtigen
Speicher 634. Die Hostbestimmungseinheit 631 ist
mit den Speicherkartendatenleitungen MDL verbunden. Die Hostbestimmungseinheit 631 wird
in Reaktion auf das Modussteuersignal MCTL freigegeben oder gesperrt. In
einem Speicherkartenmodus bestimmt die Hostbestimmungseinheit 631 den
Pegel eines zweiten, nicht dargestellten Anfangseingabesignals,
das von Anschlüssen
zur Hostbestimmung der Signalanschlüsse DP1 bis DPK empfangen wird.
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Hierbei
umfassen die Signalanschlüsse
DP1 bis DPK wenigstens einen Hostbestimmungsanschluss. 11 zeigt einen Fall, bei
dem alle Signalanschlüsse
DP1 bis DPK als Hostbestimmungsanschlüsse benutzt werden. Es können jedoch
auch nur einige der Signalanschlüsse
DP1 bis DPK als Hostbestimmungsanschlüsse ausgeführt sein. Zudem werden die
Hostbestimmungsanschlüsse,
nachdem die Hostbestimmungs einheit 631 den Typ des angeschlossenen
Speicherkartenhosts erkannt hat, als gewöhnliche Datenanschlüsse benutzt.
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Die
Hostbestimmungseinheit 631 bestimmt den Typ des angeschlossenen
Speicherkartenhosts gemäß dem Pegel
die zweiten Anfangseingabesignals, welches über die Hostbestimmungsanschlüsse DP1
bis DPK empfangen wird. Hierbei zeigt das zweite Anfangseingabesignal
einen Anfangszustand eines Datenbusses des angeschlossenen Speicherkartenhosts
an.
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Die
Hostbestimmungseinheit 631 erkennt den Typ des angeschlossenen
Speicherkartenhosts gemäß den Pegeln
der zweiten Anfangseingabesignale und gibt Auswahlsteuersignale
HCTL1 bis HCTLN aus, wobei N eine natürliche Zahl größer als 1
ist. Hierbei gibt die Hostbestimmungseinheit 631 eines
der Auswahlsteuersignale HCTL1 bis HCTLN frei und gibt es aus, um
eine Hostschnittstellensteuereinheit auszuwählen, welche mit einem angeschlossenen
Speicherkartenhost korrespondiert.
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Die
Hostschnittstellensteuereinheiten FC1 bis FCN sind jeweils mit Speicherkartendatenleitungen
MDL verbunden und werden in Reaktion auf die Auswahlsteuersignale
HCTL1 bis HCTLN freigegeben oder gesperrt. Zudem umfassen die Hostschnittstellensteuereinheiten
FC1 bis FCN Hostschnittstellen IF1 bis IFN und Hoststeuereinheiten
HC1 bis HCN.
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Die
Ausgabeauswahleinheit 632 tauscht in Reaktion auf die Auswahlsteuersignale
HCTL1 bis HCTLN Daten mit einer freigegebenen Hostschnittstellensteuereinheit
der Hostschnittstellensteuereinheiten FC1 bis FCN aus und mit der
Speichersteuereinheit 633 aus.
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In
einem Speicherkartenmodus tauscht die Speichersteuereinheit 633 über die
freigegebene Hostschnittstellensteuereinheit Daten mit einem Speicherkartenhost
aus und steuert Lese-, Schreib- und Löschvorgänge für Daten des nichtflüchtigen Speichers 634.
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12 zeigt eine detaillierte
Darstellung der Modusbestimmungseinheit 610 aus 11. Wie aus 12 ersichtlich ist, umfasst die Modusbestimmungseinheit 610 einen
Pegeldetektor 611 und eine Eingabeauswahleinheit 612.
Der Pegeldetektor 611 bestimmt den Pegel des ersten Anfangseingabesignals
INS, welches über
den Signalanschluss DP1 empfangen wird, und gemäß den Ergebnissen wird ein
Betriebsmodus des mobilen Speicherbauelements 600 kombiniert
mit der Smartcard durch Ausgabe eines Modussteuersignals MCTL bestimmt. Hierbei
behält
der Pegeldetektor 611, wenn das mobile Speicherbauelement 600 kombiniert
mit der Smartcard mit einem Host verbunden wird, die Ausgabe des
Modussteuersignals MCTL bei, bis das mobile Speicherbauelement 600 kombiniert
mit der Smartcard vom Host getrennt wird, nachdem der Pegeldetektor 611 den
Pegel des ersten Anfangseingabesignals INS einmalig festgestellt
und einen Betriebsmodus bestimmt hat. Zudem wird der Signalanschluss
DP1 als Datenanschluss benutzt, nachdem der Pegeldetektor 611 einen
Betriebsmodus bestimmt hat.
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Die
Eingabeauswahleinheit 612 ist über die Eingabedatenleitungen
IDL mit den Signalanschlüssen
DP1 bis DPK verbunden. Die Eingabeauswahleinheit 612 verbindet
die Eingabedatenleitungen IDL mit den Smartcarddatenleitungen SDL
oder den Speicherkartendatenleitungen MDL in Reaktion auf das Modussteuersignal
MCTL.
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13 zeigt eine Darstellung
der Hostbestimmungseinheit 631 und der Smartcardschnittstelle 621 aus 11 sowie der Eingabeauswahleinheit 612 aus 12. Wie aus 13 ersichtlich ist, umfasst die Hostbestimmungseinheit 631 eine
Pegelabtasteinheit 641, und eine Pegelabtaststeuereinheit 642.
Die Pegelabtasteinheit 641 umfasst eine erste bis K-te Pegelabtastschaltung
LS1 bis LSK, wobei K eine ganze Zahl größer als 1 ist. Hierbei hat
die Pegelabtasteinheit 641 genau so viele Pegelabtastschaltungen
wie Hostbestimmungsanschlüsse.
In 13 wird ein Beispiel
beschrieben, welches alle Signalanschlüsse DP1 bis DPK als Hostbestimmungsanschlüsse benutzt.
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Die
erste bis K-te Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK werden in Reaktion
auf ein Abtaststeuersignal SCTL jeweils mit Speicherkartendatenleitungen MDL1
bis MDLK verbunden. In einem Speicherkartenmodus sind die Speicherkartendatenleitungen MDL1
bis MDLK über
die Eingabeauswahleinheit 612 mit Eingabedatenleitungen
IDL1 bis IDLK verbunden. Die Eingabeauswahleinheit 612 aus 13 ist zur Vereinfachung
der Beschreibung als allgemeines Bespiel dargestellt.
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In
Reaktion auf ein Modussteuersignal MCTL gibt die Pegelabtaststeuereinheit 642 das
Abtaststeuersignal SCTL an die erste bis K-te Pegelabtastschaltung
LS1 bis LSK aus. Danach bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 642 den
Pegel zweiter Anfangseingabesignale SEN1 bis SENK, welche über die
erste bis K-te Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK empfangen werden.
Hierbei zeigen die zweiten Anfangseingabesignale SEN1 bis SENK Anfangszustände von
Datenbussen des angeschlossenen Speicherkartenhosts.
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Die
Pegelabtaststeuereinheit 642 bestimmt den Typ des angeschlossenen
Speicherkartenhosts gemäß dem Pegel
der zweiten Anfangseingabesignale SEN1 bis SENK und gibt Auswahlsteuersignale HCTL1
bis HCTLN aus. Hierbei gibt die Pegelabtaststeuereinheit 642 eines
der Auswahlsteuersignale frei und aus, um eine Hostschnittstellensteuereinheit freizugeben,
welche mit dem bestimmten Speicherkartenhost korrespondiert.
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Auf
eine Beschreibung der Struktur und der detaillierten Funktionsweise
der ersten bis K-ten Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK der Pegelabtast einheit 641 wird
hier verzichtet, weil sie im Wesentlichen gleich der Struktur und
Funktionsweise der ersten Pegelabtastschaltung LS1 aus den 4A bis 4C sind.
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14A zeigt ein Flussdiagramm
eines Schnittstellenverfahrens 1100 des mit der Smartcard kombinierten,
mobilen Speicherbauelements 600 aus 11. Wie aus 14A ersichtlich ist, werden die Signalanschlüsse DP1
bis DPK des mit der Smartcard kombinierten, mobilen Speicherbauelements 600 mit
den Datenanschlüssen
des Hosts verbunden (Schritt 1110). Hierbei kann ein Teil
der Signalanschlüsse
DP1 bis DPK als Anschlüsse
zur Modusbestimmung benutzt werden. In 14A wird als Beispiel der Signalanschluss
DP1 als Modusbestimmungsanschluss beschrieben.
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Der
Pegeldetektor 611 der Modusbestimmungseinheit 610 des
mit der Smartcard kombinierten, mobilen Speicherbauelements 600 empfängt das
erste Anfangseingabesignal INS über
den Modusbestimmungsanschluss DP1 (Schritt 1120). Der Pegeldetektor 611 stellt
den Pegel des ersten Anfangseingabesignals INS fest. Der Pegeldetektor 611 bestimmt
einen Betriebsmodus durch Ausgabe des Modussteuersignals MCTL gemäß dem Pegel
des ersten Anfangseingabesignals INS (Schritt 1130). Inzwischen
verbindet die Eingabeauswahleinheit 612 der Modusbestimmungseinheit 610 die
Eingabedatenleitungen IDL, welche mit den Signalanschlüssen DP1
bis DPK verbunden sind, mit den Smartcarddatenleitungen SDL oder
den Speicherkartendatenleitungen MDL in Reaktion auf das Modussteuersignal MCTL.
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Dann
stellt die Eingabeauswahleinheit 612 fest, ob der Smartcardmodus
im Schritt 1130 festgelegt wurde (Schritt 1140).
Wurde der Smartcardmodus im Schritt 1140 festgestellt,
dann arbeitet das mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 600 im
Smartcardmodus (Schritt 1150).
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Im
Smartcardmodus werden die Smartcardschnittstelle 621 und
die Smartcardsteuereinheit 622 des mit der Smartcard kombinierten,
mobilen Speicherbauelements 600 in Reaktion auf das Modussteuersignal
MCTL freigegeben. Da der Fachmann die Funktionsweise der Smartcard
versteht, wird auf eine detaillierte Beschreibung des Schrittes 1150 verzichtet.
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Wird
im Schritt 1140 der Smartcardmodus nicht festgestellt,
d.h. wenn der Speicherkartenmodus festgestellt wird, dann arbeitet
das mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 600 im
Speicherkartenmodus (Schritt 1160).
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14B zeigt ein Flussdiagramm
eines Betriebsablaufs in einem Speicherkartenmodus aus 14A im Detail. Wie aus 14B ersichtlich ist, empfängt die
Hostbestimmungseinheit 631 des Speicherkartenmoduls 630 das
zweite Anfangseingabesignal über
den Hostbestimmungsanschluss (Schritt 1161). Hierbei können einige
oder alle Signalanschlüsse
DP1 bis DPK als Hostbestimmungsanschluss benutzt werden. In 14B wird beispielhaft der
Signalanschluss DP1 als Hostbestimmungsanschluss beschrieben.
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Die
Hostbestimmungseinheit 631 ist mit der Speicherkartendatenleitung
MDL1 verbunden. Die Speicherkartendatenleitung MDL1 ist über die
Eingabeauswahleinheit 612 der Modusbestimmungseinheit 610 mit
der Eingabedatenleitung IDL1 verbunden. Nachfolgend wird die Hostbestimmungseinheit 631 über die
Speicherkartendatenleitung MDL1 und die Eingabedatenleitung IDL1
mit dem Hostbestimmungsanschluss DP1 verbunden. Die Hostbestimmungseinheit 631 bestimmt
den Pegel des zweiten Anfangseingabesignals SEN1, welches über den Hostbestimmungsanschluss
DP1 empfangen wird (Schritt 1162). Der Schritt 1162 wird
später
unter Bezugnahme auf 14C detaillierter
beschrieben.
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Die
Hostbestimmungseinheit 631 bestimmt den Typ des angeschlossenen
Speicherkartenhosts gemäß dem Pegel
des zweiten Anfangseingabesignals SEN1 (Schritt 1163).
Dann gibt die Hostbestimmungseinheit 631 gemäß dem Bestimmungsergebnis
eine der Hostschnittstellensteuereinheiten FC1 bis FCN durch Ausgabe
der Auswahlsteuersignale HCTL1 bis HCTLN frei (Schritt 1164).
Danach arbeitet das mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 600 durch
die freigegebene Hostschnittstellensteuereinheit in einem korrespondierenden
Hostschnittstellenmodus (Schritt 1165).
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14C zeigt ein Flussdiagramm
des Pegelbestimmungsvorgangs 1162 des zweiten Anfangseingabesignals
aus 14B im Detail. In 14C wird hauptsächlich die
Funktionsweise der ersten Pegelabtastschaltung LS1 der ersten bis K-ten
Pegelabtastschaltung LS1 bis LSK der Hostbestimmungseinheit 631 beschrieben.
Wie aus 14C ersichtlich
ist, gibt die Pegelabtaststeuereinheit 642 der Hostbestimmungseinheit 631 das
Abtaststeuersignal SCTL1 frei. Als Konsequenz wird der PMOS-Transistor PM1, siehe 4B, der ersten Pegelabtastschaltung
LS1 leitend geschaltet und der Hochziehwiderstand Ru wird zur Speicherkartendatenleitung
MDL1 parallel geschaltet, welche mit dem Hostbestimmungsanschluss
DP1 verbunden ist (Schritt 1171). Hierbei misst die Pegelabtaststeuereinheit 642 den
Pegel des ersten Eingabesignals IN1, welches vom Knoten SNODE ausgegeben
wird (Schritt 1172).
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Danach
sperrt die Pegelabtaststeuereinheit 642 das Abtaststeuersignal
SCTL1 und gibt das Abtaststeuersignal SCTL2 frei. Als Ergebnis wird
der PMOS-Transistor PM1 sperrend geschaltet und der NMOS-Transistor NM1 der
ersten Pegelabtastschaltung wird leitend geschaltet und der Absenkwiderstand
Rd, siehe 4C, wird zur
Speicherkartendatenleitung MDL1 parallel geschaltet (Schritt 1173). Hierbei
misst die Pegelabtaststeuereinheit 642 den Pegel des zweiten
Eingabesignals IN2, welches vom Knoten SNODE ausgegeben wird (Schritt 1174).
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Danach
bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 642, ob das erste
und zweite Eingabesignal IN1 und IN2 beide auf hohem Pegel sind
(Schritt 1175). Sind das erste und zweite Eingabesignal
IN1 und IN2 beide auf hohem Pegel, dann bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 642,
dass das zweite Anfangseingabesignal SEN1 einen hohen Pegel aufweist (Schritt 1176).
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Sind
im Schritt 1175 das erste und zweite Eingabesignal IN1
und IN2 nicht beide auf hohem Pegel, dann stellt die Pegelabtaststeuereinheit 642 fest,
ob das erste und zweite Eingabesignal IN1 und IN2 beide auf niedrigem
Pegel sind (Schritt 1177). Sind im Schritt 1177 das
erste und zweite Eingabesignal IN1 und IN2 beide auf niedrigem Pegel,
dann bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 642, dass das zweite
Anfangseingabesignal SEN1 einen niedrigen Pegel aufweist (Schritt 1178).
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Sind
andererseits im Schritt 1177 das erste und zweite Eingabesignal
IN1 und IN2 nicht beide auf niedrigem Pegel, d.h. das erste Eingabesignal
IN1 ist auf hohem Pegel und das zweite Eingabesignal ist auf niedrigem
Pegel, dann bestimmt die Pegelabtaststeuereinheit 642,
dass das zweite Anfangseingabesignal SEN1 in einem floatenden Zustand
ist (Schritt 1179).
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Hierbei
zeigt der Pegel des zweiten Anfangseingabesignals SEN1 einen Anfangszustand
des Datenbusses des angeschlossenen Speicherkartenhosts an und der
Anfangszustand des Datenbusses ist für jeden Host verschieden. Daher
kann die Pegelabtaststeuereinheit 642 den Typ des Speicherkartenhosts
gemäß dem Pegel
des zweiten Anfangseingabesignals SEN1 bestimmen.
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15 zeigt eine Darstellung
von Zusammenhängen
zwischen dem mit der Smartcard kombinierten, mobilen Speicherbauelement 600 aus 11 und Hosts. Wie aus 15 ersichtlich ist, kann
das mit der Smart card kombinierte, mobile Speicherbauelement 600 nicht
nur mit einem Smartcardhost 701, sondern auch mit Speicherkartenhosts wie
einem MMC-Host 702, einem SD-Host 703, einem CF-Host 704 und
einem MSTK-Host 705 verbunden werden. Zudem kann das mit
der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 600 mit
allen Hosttypen außer
solchen Hosts betrieben werden, welche ein mobiles Speicherbauelement
ohne eine Hostschnittstellensteuereinheit verwenden.
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16A zeigt eine Tabelle von
Spezifikationen eines Smartcardhosts. Wie aus 16A ersichtlich ist, sind Spezifikationen
für Signalanschlüsse 2, 3 und 4 neben
Versorgungsanschlüssen 1 und 5 dargestellt.
Der Signalanschluss 2 wird als Rücksetzsignalanschluss RST benutzt
und der Anfangszustand eines Datenbusses, welcher mit dem Signalanschluss 2 verbunden
ist, ist niedrig. Der Signalanschluss 3 wird als Taktsignalanschluss
CLK benutzt und der Anfangszustand eines mit dem Signalanschluss 3 verbundenen
Datenbusses ist nicht vorgeschrieben. Zudem wird der Signalanschluss 4 als
Datensignalanschluss IO benutzt und der Anfangszustand eines mit
dem Signalanschluss 4 verbundenen Datenbusses ist hoch.
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16B zeigt eine Tabelle von
Spezifikationen einer Smartcard. Wie aus 16B ersichtlich ist, umfasst die Smartcard
fünf Anschlüsse 1 bis 5,
welche mit den entsprechenden Anschlüssen 1 bis 5 des Smartcardhosts
verbunden sind. Unter Bezugnahme auf die Spezifikationen des MMC-Hosts
aus 7A und des Smartcardhosts
aus 16A ist ersichtlich, dass
der Anfangszustand des Datenbusses, der mit dem Signalanschluss 2 verbunden
ist, welcher für das
Befehlssignal CMD des MMC-Hosts benutzt wird, vom Anfangszustand
des Datenbusses verschieden ist, der mit dem Signalanschluss 2 verbunden
ist, welcher für
das Rücksetzsignal
RST des Smartcardhosts benutzt wird.
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Daher
wird bei einer MMC, die ein Smartcardmodul umfasst, wenn der Rücksetzsignal(RST)-Anschluss
des Smartcardmoduls und der Befehlssignal(CMD)-Anschluss des MMC-Moduls
als ein einzelner Anschluss benutzt werden, der Typ des angeschlossenen
Hosts gemäß dem Pegel
eines Anfangseingabesignals bestimmt, das von dem Signalanschluss
empfangen wird, wenn die MMC, die ein Smartcardmodul umfasst, mit
einem Host verbunden wird.
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17 zeigt eine Darstellung
eines mobilen Speicherbauelements kombiniert mit einer Smartcard
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bei welcher die Smartcardfunktion zu einer MMC hinzugefügt ist.
Wie aus 17 ersichtlich ist,
umfasst ein mobiles Speicherbauelement 800 kombiniert mit
einer Smartcard Signalanschlüsse 801 bis 807,
eine Modusbestimmungseinheit 810, ein Smartcardmodul 820 und
ein MMC-Modul 830. Die Signalanschlüsse 803, 804 und 806 werden
als Anschlüsse
zur Energieversorgung benutzt und das Smartcardmodul 820 und
das MMC-Modul 830 teilen sich die Anschlüsse 802, 805 und 807.
Außerdem wird
der Signalanschluss 801 als Chipauswahlsignal(CS)-Anschluss
des MCC-Moduls 830 benutzt.
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Die
Modusbestimmungseinheit 810 umfasst einen Pegeldetektor 811 und
eine Eingabeauswahleinheit 812. Wird das mobile Speicherbauelement 800 kombiniert
mit der Smartcard 800 einem Host verbunden und mit Energie
versorgt, dann wird der Pegeldetektor 811 freigegeben,
wobei ein Schaltsteuersignal DSB freigegeben wird. Dann bestimmt der
Pegeldetektor 811 den Pegel eines Anfangseingabesignals
INS, welches von einer Anfangseingabesignalleitung INL empfangen
wird, und gibt gemäß den Ergebnissen
ein Modussteuersignal CTL aus. Nachdem die Modusbestimmungseinheit 810 den Typ
des angeschlossenen Hosts bestimmt hat, sperrt sie das Schaltsteuersignal
DSB und wird deaktiviert, während
die Ausgabe des Modussteuersignals CTL beibehalten wird.
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Die
Eingabeauswahleinheit 812 reagiert auf das Modussteuersignal
CTL und verbindet die Signalanschlüsse 802, 805 und 807 mit
dem Smartcardmodul 820 oder dem MMC-Modul 830.
Die Eingabeauswahleinheit 812 wird später unter Bezugnahme auf 18 detaillierter beschrieben.
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Das
Smartcardmodul 820 umfasst eine Smartcardschnittstelle 821 und
eine Smartcardsteuereinheit 822. Die Smartcardschnittstelle 821 und
die Smartcardsteuereinheit 822 werden in Reaktion auf das
Modussteuersignal CTL freigegeben oder gesperrt. Die Smartcardsteuereinheit 822 kommuniziert in
einem Smartcardmodus über
die Smartcardschnittstelle 821 mit einem Smartcardhost.
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Zusätzlich umfasst
das MMC-Modul 830 eine MMC-Schnittstellensteuereinheit 831,
eine Speichersteuereinheit 832 und einen nichtflüchtigen Speicher 833.
Zudem umfasst die MMC-Schnittstellensteuereinheit 831 eine
MMC-Schnittstelle 841 und eine MMC-Steuereinheit 842.
Die MMC-Schnittstelle 841 und die MMC-Steuereinheit 842 sind
in Reaktion auf das Modussteuersignal CTL freigegeben oder ge sperrt.
Da der Fachmann die Funktionsweise des MMC-Moduls 830 versteht,
wird hier auf eine Beschreibung des Betriebs des MMC-Moduls 830 verzichtet.
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18 zeigt eine detaillierte
Darstellung der Eingabeauswahleinheit 812 aus 17. Wie aus 18 ersichtlich ist, umfasst die Eingabeauswahleinheit 812 eine
Schalteinheit 861 und eine MUX-Schaltungseinheit 862.
Die MUX Schaltungseinheit 862 umfasst MUX-Schaltungen M1
bis M3.
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Anfänglich verbindet
die Schalteinheit 861 den Signalanschluss 802 und
die Anfangseingabesignalleitung INL in Reaktion auf das Schaltsteuersignal
DSB. Wird das Schaltsteuersignal DSB gesperrt, dann verbindet die
Schalteinheit 861 die MUX-Schaltung M1 mit dem Signalanschluss 802.
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Die
MUX-Schaltungen M1 bis M3 geben Signale, welche über die Signalanschlüsse 802, 805 und 807 empfangen
werden, in Reaktion auf das Modussteuersignal an das Smartcardmodul 820 oder
das MMC-Modul 830 aus.
Genauer gesagt gibt die MUX-Schaltung M1 entweder ein vom Signalanschluss 802 empfangenes
Befehlssignal CMD an das MMC-Modul 830 oder ein vom Signalanschluss 802 empfangenes
Rücksetzsignal
an das Smartcardmodul 820 aus.
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Die
MUX-Schaltung M2 gibt ein vom Signalanschluss 805 empfangenes
Taktsignal MDLK an das MMC-Modul 830 oder ein vom Signalanschluss 805 empfangenes
Taktsignal SCLK an das Smartcardmodul 820 aus. Zusätzlich gibt
die MUX-Schaltung M3 ein vom Signalanschluss 807 empfangenes Datensignal
DAT an das MMC-Modul 830 oder ein vom Signalanschluss 807 empfangenes
Datensignal IO an das Smartcardmodul 820 aus.
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Obwohl
in 18 die dargestellte
Schalteinheit 861 mit dem Signalanschluss 802 verbunden
ist, kann die Schalteinheit 861 mit dem Signalanschluss 807 verbunden
sein. In diesem Fall gibt die MUX-Schaltung M3 ein vom Signalanschluss 807 empfangenes
Datensignal DAT an das MMC-Modul 830 oder ein über den
Signalanschluss 807 empfangenes Rücksetzsignal RST an das Smartcardmodul 820 aus,
und die MUX-Schaltung
M1 gibt entweder ein vom Signalanschluss 802 empfangenes
Befehlssignal CMD an das MMC-Modul 830 aus oder gibt ein über den
Signalanschluss 802 empfangenes Datensignal IO an das Smartcardmodul 820 aus.
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Nachfolgend
wird der Betriebsablauf des mit der Smartcard kombinierten, mobilen
Speicherbauelements 800 mit den vorher erwähnten Ei genschaften
beschrieben. Wird als Beginn Energie nach dem Anschließen des
mit der Smartcard kombinierten, mobilen Speicherbauelements 800 an
einen Host angelegt, dann wird der Pegeldetektor 811 der
Modusbestimmungseinheit 810 freigegeben. In einem Anfangszustand
gibt der Pegeldetektor 811 das Modussteuersignal CTL mit
einem hohen Pegel aus und gibt ein Schaltsteuersignal DSB frei.
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Ist
das Schaltsteuersignal DSB freigegeben, dann verbindet die Schalteinheit 861 der
Eingabeauswahlschaltung 812 den Signalanschluss 802 und
die Anfangseingabesignalleitung INL. Zudem werden eine MMC-Schnittstelle 841 und
eine MMC-Steuereinheit 842 freigegeben, wenn das Modussteuersignal
CTL einen hohen Pegel hat. Daher wird das mit der Smartcard kombinierte,
mobile Speicherbauelement 800 in einem Anfangszustand, bei
welchem Energie nach dem Anschließen an einen Host angelegt
wird, auf einen MMC-Modus gesetzt.
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Danach
bestimmt der Pegeldetektor 811 den Pegel des Anfangseingabesignals
INS, welches über die
Anfangseingabesignalleitung INL empfangen wird. Der Pegeldetektor 811 erkennt,
dass das mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 800 mit
einem MMC-Host verbunden ist, wenn das Anfangseingabesignal INS
auf hohem Pegel ist, und wird gesperrt, während die Ausgabe des Modussteuersignals
CTL mit hohem Pegel beibehalten wird. Zudem sperrt der Pegeldetektor 811 das
Schaltsteuersignal DSB.
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Wird
das Schaltsteuersignal DSB gesperrt, dann verbindet die Schalteinheit 861 die
MUX-Schaltung M1 mit dem Signalanschluss 802. Daraufhin
arbeitet das mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 800 in
einem MMC-Modus.
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Andererseits
erkennt der Pegeldetektor 811, dass das mit der Smartcard
kombinierte, mobile Speicherbauelement 800 mit einem Smartcardhost verbunden
ist, wenn das Anfangseingabesignal INS auf niedrigem Pegel ist,
und gibt das Modussteuersignal CTL mit einem niedrigen Pegel aus.
Dann sperrt der Pegeldetektor 811 das Schaltsteuersignal
DSB und wird gesperrt, während
die Ausgabe des Modussteuersignals CTL mit einem niedrigen Pegel
beibehalten wird.
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Wird
das Schaltsteuersignal DSB gesperrt, dann verbindet die Schalteinheit 861 die
MUX-Schaltung M1 und den Signalanschluss 802. Zudem geben die
MUX-Schaltungen M1 bis M3 Eingabesignale an die Smartcardschnittstelle 821 aus,
die über
die Signalanschlüsse 802, 805 und 807 empfangen
werden, wenn das Modussignal CTL niedrig ist. Dann arbeitet das
mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 800 in
einem Smartcardmodus.
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Wie
oben ausgeführt
ist, erkennt das mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 800 automatisch
den Hosttyp, wenn es mit einem Host verbunden wird, und arbeitet
in einem korrespondierenden Hostschnittstellenmodus. Daher kann das
mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement 800 nicht
nur mit einem MMC-Host, sondern auch mit einem Smartcardhost verbunden
benutzt werden.
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Das
mit der Smartcard kombinierte, mobile Speicherbauelement ist in
der Lage, mit einer Vielzahl von Hosts verbunden zu werden, und
Schnittstellenverfahren des erfindungsgemäßen mobilen Speicherbauelements
können
in einer Vielzahl von Speicherkartenhosts, welche voneinander verschiedene
Kommunikationsprotokolle verwenden, oder in einem Smartcardhost
verwendet werden.