一种提高存储卡传输速度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高存储卡传输速度的方法，该方法执行如下操作：在普通存储卡的背面进行管脚扩展；在普通存储卡的插槽上也增加相应的接触点；在普通存储卡的总线驱动电路中加入差分比较器、高速差分传输通路和控制信号，在控制逻辑中加入新的子集；在普通存储卡的传输命令列表中加入用来切换存储卡的普通传输模式和高速差分传输模式的命令；在普通存储卡的状态寄存器中添加相应比特位，以表示存储卡是工作在普通传输模式还是高速差分传输模式下；在普通存储卡的ＣＳＤ寄存器中增加相应的标志位，以表示存储卡是否支持高速差分传输模式。本发明专利技术提高了存储卡的数据传输速率，实现了存储卡普通传输模式和高速差分传输模式的识别机制和切换机制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据存储卡，尤其涉及。
技术介绍
单端信号是两个逻辑器件互连最基本的方法，它只需要一条连线来实现逻辑信号传输。单端信号连接的数字逻辑标准主要有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、PCI等。差分信号是通过一对单端信号线进行传输，两条线上的信号相同，但相位相差为180°。从信号传输原理看，差分信号的电平幅度比单端差分信号更低；此外差分信号接收端VDIFF＝VOH-VOL，这样可以抵消实际传输过程中迭加在两个单端信号上的共模噪声，更好地保持了信号的完整性，降低了信号整体噪声，从而实现更高的带宽。常见的差分逻辑信号标准有LVDS、SSTL、ECL、PECL等。现有技术中，存储卡传输数据主要通过以下两种方式来实现1.SD存储卡的实现方法如图1所示为SD卡的外形示意图，有9个管脚。具体解释如表1 表1从表1中我们可以看出这些管脚中有4根用于传输数据分别为DAT0、DAT1、DAT2、DAT3，而SD卡可以工作的时钟范围为0到25MHz，所以SD卡总线最高的数据传输速率＝25MHz*4BIT＝12.5MB/sec，且全部信号用单端信号传输。因此，SD卡的缺点是数据传输速率较低，不能满足存储卡应用环境对存储速度需求日益增长的需要。2.MMC存储卡的实现方法如图2所示为MMC卡的管脚排列示意图，有13个管脚。具体解释如表2 表2从表2中我们可以看出这些管脚中有8根用于传输数据分别为DAT0、DAT1、DAT2、DAT3、DAT4、DAT5、DAT6、DAT7，而SD卡可以工作的时钟范围为0到52MHz，所以MMC卡总线最高的数据传输速率＝52MHz*8BIT＝52MB/sec，且全部信号用单端信号传输。因此，MMC卡的缺点是数据传输速率较低，不能满足存储卡应用环境对存储速度需求日益增长的需要。中国专利文献CN1591378A公开了一种使用差动信号来提高多媒体卡传送速率的方法。如图3所示，该方法是在MMC卡规范3.31版本如图4所示的管脚排列基础上多加了一个管脚与原来保留的1个管脚组成差分信号来实现1对差分传输，同时具备是否为具备高速差分传输功能存储卡的识别机制(具体方法是通过读存储卡CSD寄存器中相应的标志位来识别是否为具备高速差分传输功能存储卡，否则按普通存储卡来处理)，该方法采用低压差动信号来传输数据，最高数据传输速率可以达到500Mb/sec。该方法的缺点是只是在MMC卡规范3.31版本基础上进行扩展实现差分传输，与现有通用存储卡(MMC卡规范4.1版本和SD卡规范1.01版本)在管脚使用上存在冲突；且不具备从普通传输模式(通过单端信号传输信号的模式)到高速差分传输模式(通过差分信号传输信号的模式)和从高速差分传输模式到普通传输模式的切换机制，操作不灵活；同时，其数据传输速率也还比较有限。
技术实现思路
因此本专利技术所要解决的技术问题是提供，该方法为存储卡提供了足够大的数据传输速度，能够满足存储卡应用环境对存储卡数据传输速度需求日益增长的需要；该方法使存储卡方便的实现了从普通传输模式到高速差分传输模式和从高速差分传输模式到普通传输模式的切换机制。本专利技术具体是这样实现的，该方法执行如下操作在普通存储卡的背面进行管脚扩展，通过在普通存储卡背面相应位置添加与正面相同数目且一一对应的管脚，用于组成差分信号对来传输信号；在普通存储卡的插槽上也增加相应的接触点，当存储卡插入插槽后，插槽上的接触点与存储卡上的管脚相接触形成差分传输通路；在普通存储卡的总线驱动电路中加入差分比较器和高速差分传输通路，在缓冲器和差分比较器上加入控制信号，并且在控制逻辑中加入新的子集，以实现对高速差分传输模式和普通传输模式的选择；在普通存储卡的传输命令列表中加入用来切换存储卡的普通传输模式和高速差分传输模式的命令；在普通存储卡的状态寄存器中添加相应比特位，以表示存储卡是工作在普通传输模式还是高速差分传输模式下；在普通存储卡的CSD寄存器中增加相应的标志位，以表示存储卡是否支持高速差分传输模式。按上述方案，所述用来切换存储卡的普通传输模式和高速差分传输模式的命令包括命令本身和命令响应。按上述方案，当所述命令本身中表示传输模式的字段被设置为0时表示切换存储卡到普通传输模式，当所述命令本身中表示传输模式的字段被设置为1时表示切换存储卡到高速差分传输模式。按上述方案，所述命令响应的相应字段中包含的是表示存储卡传输模式的状态值。按上述方案，所述状态寄存器中添加的相应比特位的默认值为0，当该比特位为0时表示存储卡工作在普通传输模式，当该比特位为1时表示存储卡工作在高速差分传输模式。按上述方案，当所述CSD寄存器中增加的标志位为0时表示存储卡只支持普通传输模式，当该标志位为1时表示存储卡既支持普通传输模式又支持高速差分传输模式。按上述方案，当存储卡工作在高速差分传输模式时，通过普通存储卡命令将存储卡置于传送状态，并修改EXT_CSD寄存器中BUS_WIDTH字段的值，从而修改存储卡的数据传输总线宽度。由于采用了上述处理步骤，本专利技术与现有技术相比，具有以下优点本专利技术采用了背面扩展触点的方法，用以实现最多可达8对高速差分信号对的数据传输，可将存储卡的数据传输的时钟频率提高10倍左右，数据传输速率可达500MB/sec，大大提高了传输速率；同时，本专利技术实现了对普通存储卡与具备高速差分传输功能存储卡的识别机制，可以与现有的存储卡很好的兼容；同时，本专利技术实现了从普通传输模式到高速差分传输模式和从高速差分传输模式到普通传输模式的切换机制，操作流程简单可行，兼顾了速度的提高和省电的考虑。本专利技术相对于SD卡和MMC卡的优势在于不仅可以通过单端信号传输兼容现今流行的普通存储卡(MMC和SD卡各版本的存储卡)的所有操作，而且还在此基础上扩展了差分信号传输模式，其数据传输速率可在500MB/sec以上，是SD卡数据传输速率的40倍，是MMC卡数据传输速率的10倍。本专利技术相对于专利文献CN1591378A中公开的使用差动信号来提高多媒体卡传送速率的方法的优势在于本专利技术通过在普通存储卡背面扩展管脚的技术组合成了10对差分信号，数据传输速率为500MB/sec，是该方法所设计的存储卡数据传输速率的8倍；同时，本专利技术不仅能够实现对普通存储卡和具备高速差分传输功能存储卡的识别功能，还增加了从普通传输模式到高速差分传输模式和高速差分传输模式到普通传输模式的切换机制。之所以引入这种切换机制是因为用差分信号来传输数据较之用普通信号来传输相同的数据功耗会加大，也就是说通过牺牲功耗来提高传输速率在需要高速数据传输的场合通过差分信号来传输数据，在不需要高速数据传输的场合通过普通信号来传输数据。所以说从普通传输模式到高速差分传输模式和从高速差分传输模式到普通传输模式的切换机制是一种实现高速数据传输和功耗相对较低的很好的手段；同时，本专利技术可以和现今流行的普通存储卡(MMC卡和SD卡各版本的存储卡)兼容，因为管脚不冲突，而专利文献CN1591378A中公开的使用差动信号来提高多媒体卡传送速率的方法与高版本的存储卡(MMC卡规范4.1版本和SD卡规范1.01版本)的管脚存在冲突问题；同时，本专利技术相对于专利文献CN1591378A中公开的使用差动信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高存储卡传输速度的方法，该方法执行如下操作：在普通存储卡的背面进行管脚扩展，通过在普通存储卡背面相应位置添加与正面相同数目且一一对应的管脚，用于组成差分信号对来传输信号；在普通存储卡的插槽上也增加相应的接触点，当存储卡 插入插槽后，插槽上的接触点与存储卡上的管脚相接触形成差分传输通路；在普通存储卡的总线驱动电路中加入差分比较器和高速差分传输通路，在缓冲器和差分比较器上加入控制信号，并且在控制逻辑中加入新的子集，以实现对高速差分传输模式和普通传输模式 的选择；在普通存储卡的传输命令列表中加入用来切换存储卡的普通传输模式和高速差分传输模式的命令；在普通存储卡的状态寄存器中添加相应比特位，以表示存储卡是工作在普通传输模式还是高速差分传输模式下；在普通存储卡的ＣＳＤ寄存 器中增加相应的标志位，以表示存储卡是否支持高速差分传输模式。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹会扬，
申请(专利权)人：普天信息技术研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]