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TWI789147B - 讀卡裝置及具有讀卡功能的電子裝置 - Google Patents

讀卡裝置及具有讀卡功能的電子裝置 Download PDF

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TWI789147B
TWI789147B TW110145631A TW110145631A TWI789147B TW I789147 B TWI789147 B TW I789147B TW 110145631 A TW110145631 A TW 110145631A TW 110145631 A TW110145631 A TW 110145631A TW I789147 B TWI789147 B TW I789147B
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蕭俊竑
林能賢
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瑞昱半導體股份有限公司
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Abstract

一種具有一讀卡功能之電子裝置，包含：一晶片、一記憶卡插槽、一讀卡裝置以及一電容。記憶卡插槽用來接收一記憶卡。讀卡裝置透過一快速周邊組件互連介面與該晶片耦接，並從該記憶卡插槽接收一第一快速周邊組件互連訊號、一第二類超高速安全數位卡訊號及一傳統安全數位卡訊號的至少其中之一，其中，該第二類超高速安全數位卡訊號包含一直流成分及一交流成分。電容用來建立該快速周邊組件互連介面。該讀卡裝置包含一橋接讀卡電路，該橋接讀卡電路用來將該傳統安全數位卡訊號或該第二類超高速安全數位卡訊號轉換成一第二快速周邊組件互連訊號，以透過該快速周邊組件互連介面傳輸。

Description

讀卡裝置及具有讀卡功能的電子裝置
本發明是關於安全數位（Secure Digital, SD）記憶卡，尤其是關於SD卡的讀卡裝置、電子裝置及判斷SD卡種類的方法。
目前較常見的安全數位記憶卡有以下三種：傳統SD卡（legacy SD card）、支援快速周邊組件互連（Peripheral Component Interconnect Express）介面（以下簡稱PCIe介面）的SD卡（即，SD快速（SD Express）卡）以及支援第二類超高速（Ultra High Speed type II, UHS-II）介面（以下簡稱UHS-II介面）的SD卡（以下簡稱UHS-II SD卡）。SD Express卡及UHS-II SD卡皆向下相容傳統SD卡。然而，由於SD Express卡及UHS-II SD卡在訊號接觸點排列上完全相同，但PCIe介面為交流（Alternating Current, AC）耦合之介面且UHS-II介面為直流（Direct Current, DC）耦合之介面，所以讀卡機難以同時支援SD Express卡及UHS-II SD卡，造成使用者諸多不便。舉例來說，一個不支援UHS-II SD卡的讀卡機只能基於傳統SD卡的規格讀取UHS-II SD卡。
因此，需要一種能支援多種SD卡的讀卡機或電子裝置。
鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種能支援多種SD卡的讀卡裝置或電子裝置，以改善先前技術的不足。
本發明之一實施例提供一種具有一讀卡功能之電子裝置，包含：一晶片、一記憶卡插槽、一讀卡裝置以及一電容。記憶卡插槽用來接收一記憶卡。讀卡裝置耦接於該晶片與該記憶卡插槽之間，透過一快速周邊組件互連介面與該晶片耦接，並從該記憶卡插槽接收一第一快速周邊組件互連訊號、一第二類超高速安全數位卡訊號及一傳統安全數位卡訊號的至少其中之一，其中，該第二類超高速安全數位卡訊號包含一直流成分及一交流成分。電容耦接於該晶片與該讀卡裝置之間，用來建立該快速周邊組件互連介面。該讀卡裝置包含一橋接讀卡電路，該橋接讀卡電路用來將該傳統安全數位卡訊號或該第二類超高速安全數位卡訊號轉換成一第二快速周邊組件互連訊號，以透過該快速周邊組件互連介面傳輸。
本發明之另一實施例提供一種讀卡裝置，包含：一第一接腳、一第二接腳、一橋接讀卡電路、一選擇電路以及一控制電路。第一接腳用來接收一第二類超高速安全數位卡訊號或一第一快速周邊組件互連訊號。第二接腳用來接收一傳統安全數位卡訊號。橋接讀卡電路耦接該第一接腳及該第二接腳，用來將該第二類超高速安全數位卡訊號或該傳統安全數位卡訊號轉換為一第二快速周邊組件互連訊號。選擇電路接收該第一快速周邊組件互連訊號或該第二快速周邊組件互連訊號。控制電路耦接該選擇電路，用來偵測一記憶卡的種類，以及根據該記憶卡的種類控制該選擇電路輸出該第一快速周邊組件互連訊號或該第二快速周邊組件互連訊號。
本發明之另一實施例提供一種讀卡裝置，包含：一第一接腳、一第二接腳、一橋接讀卡電路、一電容、一選擇電路以及一控制電路。第一接腳用來接收一第一訊號。第二接腳用來接收一第二訊號。橋接讀卡電路耦接該第一接腳及該第二接腳，用來將該第一訊號或該第二訊號轉換為一快速周邊組件互連訊號。電容具有一第一端及一第二端，該第一端電連接該第一接腳以接收該第一訊號，該第二端輸出或接收一第三訊號，其中，該第一訊號包含一交流成分及一直流成分，而該第三訊號包含該交流成分但不包含該直流成分。選擇電路接收該第三訊號及該快速周邊組件互連訊號。控制電路耦接該選擇電路，用來偵測一記憶卡的種類，以及根據該記憶卡的種類控制該選擇電路輸出該第三訊號或該快速周邊組件互連訊號。
相較於先前技術，本發明之讀卡裝置及具有讀卡功能的電子裝置可以至少同時支援SD Express卡、UHS-II SD卡及傳統SD卡。
有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作實施例詳細說明如下。
以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。
本發明之揭露內容包含支援多種SD卡的讀卡裝置或電子裝置以及識別SD卡種類的方法。由於本發明之讀卡裝置及電子裝置所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。此外，本發明之識別SD卡種類的方法的部分或全部流程可以是軟體及/或韌體之形式，並且可藉由本發明之讀卡裝置或其等效裝置來執行，在不影響該方法發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下方法發明之說明將著重於步驟內容而非硬體。
圖1為本發明電子裝置之一實施例的功能方塊圖。電子裝置10A具有讀卡功能，可以存取SD卡20。電子裝置10A包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11A、電容C2及記憶卡插槽18。讀卡裝置11A耦接於晶片12與記憶卡插槽18之間。更明確地說，讀卡裝置11A透過電容C1耦接晶片12，以及透過電容C2耦接記憶卡插槽18。記憶卡插槽18用來接收SD卡20（即，供SD卡20插入）。
電容C1的一端耦接或電連接晶片12，另一端耦接或電連接讀卡裝置11A。電容C1作為交流耦合（AC coupling）電容。當訊號的傳輸方向為晶片12到讀卡裝置11A時，晶片12與電容C1之間的訊號S0包含交流成分及直流成分，而電容C1與讀卡裝置11A之間的訊號S1只包含該交流成分，但不包含該直流成分；當訊號的傳輸方向為讀卡裝置11A到晶片12時，訊號S1包含交流成分及直流成分時，而訊號S0只包含該交流成分，但不包含該直流成分。因為PCIe訊號是一種藉由交流耦合傳遞的訊號，所以電容C1的目的之一是用來提供晶片12與讀卡裝置11A之間的PCIe訊號連接，即，建立晶片12與讀卡裝置11A之間的PCIe介面。
電容C2的一端耦接或電連接讀卡裝置11A的接腳P1，電容C2的另一端耦接或電連接記憶卡插槽18的接腳P3。電容C2作為交流耦合電容。當訊號的傳輸方向為記憶卡插槽18到讀卡裝置11A時，接腳P3與電容C2之間的訊號S5包含交流成分及直流成分，而電容C2與接腳P1之間的訊號S2只包含該交流成分，但不包含該直流成分；當訊號的傳輸方向為讀卡裝置11A到記憶卡插槽18時，訊號S2可能包含交流成分及直流成分，而訊號S5只包含該交流成分，但不包含該直流成分。值得注意的是，當接腳P1與接腳P3之間傳遞的訊號是PCIe訊號時，訊號S5及訊號S2皆為PCIe訊號。
讀卡裝置11A還包含接腳P2及接腳P4。接腳P2耦接或電連接接腳P3，接腳P4耦接或電連接記憶卡插槽18的至少一接腳（圖未示）。當SD卡20是傳統SD卡時，讀卡裝置11A至少透過接腳P4存取SD卡20（訊號S7是遵循傳統SD卡規格的訊號，以下簡稱傳統SD卡訊號）。當SD卡20是UHS-II SD卡時（此時訊號S5是遵循UHS-II SD卡規格的訊號，以下簡稱UHS-II SD卡訊號），讀卡裝置11A至少透過接腳P2存取SD卡20，但不透過接腳P1存取SD卡20，此時接腳P1會變成邊帶（sideband）訊號進行輔助使用，如提供時脈或是一些控制訊號。當SD卡20是SD Express卡時（此時訊號S5是SD Express卡訊號），讀卡裝置11A至少透過接腳P1存取SD卡20，但不透過接腳P2存取SD卡20。
在一些實施例中，晶片12、電容C1、電容C2、11A及記憶卡插槽18被設置於電子裝置10A的電路板（圖未示）上，而上述的訊號S0、訊號S1、訊號S2、訊號S5及訊號S7經由電路板或導線上的走線傳輸。
讀卡裝置11A包含選擇電路105（例如多工器（multiplexer, MUX））、控制電路120及橋接讀卡電路130。控制電路120耦接選擇電路105及橋接讀卡電路130，用來控制選擇電路105及橋接讀卡電路130。
橋接讀卡電路130可以將傳統SD卡訊號（即訊號S7）轉換成PCIe訊號（即訊號S4）。橋接讀卡電路130包含UHS-II物理層135，用來將UHS-II SD卡訊號（例如訊號S5）轉換成訊號S4。換言之，橋接讀卡電路130是傳統SD卡暨UHS-II SD卡橋接讀卡電路。傳統SD卡暨UHS-II SD卡橋接讀卡電路為本技術領域具有通常知識者所熟知，故不贅述其細節，關於傳統SD卡部分，可以參考SD協會網站https://www.sdcard.org/downloads/pls/上的Physical Layer Simplified Specification；而關於UHS-II部分，可以參考UHS-II Simplified Addendum。
選擇電路105接收訊號S2及訊號S4。控制電路120透過控制訊號S3控制選擇電路105。當SD卡20為SD Express卡時，控制電路120控制選擇電路105選擇端點Pa；即，使電容C1與接腳P1之間形成通路（即，訊號連接：訊號S1=訊號S2），並且使電容C1與橋接讀卡電路130之間形成斷路（即，不訊號連接：訊號S1≠訊號S4）。當SD卡20為UHS-II SD卡或傳統SD卡時，控制電路120控制選擇電路105選擇端點Pb；即，使電容C1與橋接讀卡電路130之間形成通路（訊號S1=訊號S4），並且使電容C1與接腳P1之間形成斷路（訊號S1≠訊號S2）。
當SD卡20是SD Express卡時，晶片12透過以下的路徑存取SD卡20：S0↔C1↔S1↔S2↔C2↔S5；當SD卡20是UHS-II SD卡時，晶片12透過以下的路徑存取SD卡20：S0↔C1↔S1↔S4↔130↔S5；當SD卡20是傳統SD卡時，晶片12透過以下的路徑存取SD卡20：S0↔C1↔S1↔S4↔130↔S7。換言之，讀卡裝置11A支援多種SD卡的存取，而採用讀卡裝置11A的電子裝置10A則具有多種SD卡的存取能力。
圖1中的晶片12透過PCIe介面與讀卡裝置11A連接或溝通；換言之，電容C1的設置可以使晶片12與讀卡裝置11A之間的訊號傳輸符合PCIe規格。因此，在一些實施例中，電容C2可以被省略以節省成本或電路面積。
圖2為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10B包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11B及記憶卡插槽18。讀卡裝置11B與圖1之讀卡裝置11A相同。電子裝置10B與電子裝置10A相似，差別在於電子裝置10B不包含電容C2。在圖2的實施例中，電容C1負責訊號的交流耦合。相較於圖1，圖2的實施例因為少了電容C2，所以可以節省成本以及電路板的面積。
圖3為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10C包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11C、電容C2及記憶卡插槽18。讀卡裝置11C與讀卡裝置11A相似，但讀卡裝置11C更包含選擇電路140。選擇電路140耦接或電連接控制電路120、接腳P1、接腳P2、選擇電路105及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制選擇電路140。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制選擇電路140以使選擇電路105與接腳P1之間形成通路（訊號S9=訊號S2），並且使橋接讀卡電路130與接腳P2之間形成斷路（即，橋接讀卡電路130與接腳P2不訊號連接或不電連接）；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制選擇電路140以使選擇電路105與接腳P1之間形成斷路，並且使橋接讀卡電路130與接腳P2之間形成通路（訊號S6=訊號S5，即，橋接讀卡電路130與接腳P2訊號連接或電連接）。在一些實施例中，選擇電路140可以是多工器。
當橋接讀卡電路130與接腳P2之間形成斷路時，絕大部分的訊號S5會透過電容C2傳送至接腳P1，有助於提高訊號S2的品質（例如，減少訊號衰減或干擾）。也就是說，相較於圖1的實施例，圖3的實施例可以提升SD Express卡的PCIe訊號（即，訊號S2與訊號S9）的品質。
圖4為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10D包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11D、電容C2及記憶卡插槽18。讀卡裝置11D與讀卡裝置11A相似，但讀卡裝置11D更包含開關電路145。開關電路145耦接或電連接控制電路120、接腳P2及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制開關電路145。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制開關電路145以使橋接讀卡電路130與接腳P2之間形成斷路；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制開關電路145以使橋接讀卡電路130與接腳P2之間形成通路（訊號S6=訊號S5）。
類似地，當橋接讀卡電路130與接腳P2之間形成斷路時，SD Express卡的PCIe訊號（即，訊號S2）的品質可以獲得提升。
圖5為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10E包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11E及記憶卡插槽18。讀卡裝置11E與讀卡裝置11B相似，但讀卡裝置11E不包含接腳P2；因此，橋接讀卡電路130是透過接腳P1而非接腳P2來接收訊號S5。相較於圖2的實施例，因為讀卡裝置11E的接腳更少，所以讀卡裝置11E的面積較小且成本較低。此外，減少接腳也可以減少電路板上的走線，進一步降低電路板的面積及成本。
再者，因為訊號S5的頻率約為吉赫（gigahertz, GHz）等級，這樣的高速訊號對於走線有分叉相當敏感，分叉需要小於1/8波長才能降低對原訊號影響，所以晶片內走線更能達成傳輸線（transmission line）之阻抗匹配。舉例來說，8 GHz之PCIe訊號所對應的走線長度（接腳P1與橋接讀卡電路130之間的距離）應小於波長的1/8（約為4 mm）；對於此種等級的長度，在晶片內（即，讀卡裝置11E內）比在電路板上容易調整走線長度。
圖6為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10F包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11F及記憶卡插槽18。讀卡裝置11F與讀卡裝置11E相似，但讀卡裝置11F更包含選擇電路140。選擇電路140耦接或電連接控制電路120、接腳P1、選擇電路105及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制選擇電路140。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制選擇電路140以使選擇電路105與接腳P1之間形成通路（訊號S9=訊號S5），並且使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制選擇電路140以使選擇電路105與接腳P1之間形成斷路，並且使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成通路（訊號S6=訊號S5）。
當橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路時，橋接讀卡電路130與接腳P1之間的阻抗增加；如此一來，絕大部分的訊號S5會透過選擇電路140傳送至選擇電路105（即，訊號S9=訊號S5），有助於提高訊號S9的品質。也就是說，相較於圖5的實施例，圖6的實施例可以提升SD Express卡的PCIe訊號（即，訊號S5與訊號S9）的品質。
圖7為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10G包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11G及記憶卡插槽18。讀卡裝置11G與讀卡裝置11E相似，但讀卡裝置11G更包含開關電路145。開關電路145耦接或電連接控制電路120、接腳P1、選擇電路105及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制開關電路145。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制開關電路145以使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制開關電路145以使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成通路（訊號S6=訊號S5）。
類似地，當橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路時，SD Express卡的PCIe訊號（即，訊號S5）的品質可以獲得提升。
圖8為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10H包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11H及記憶卡插槽18。讀卡裝置11H與讀卡裝置11E相似，但讀卡裝置11H更包含終端調整電路150。終端調整電路150耦接或電連接控制電路120、接腳P1、選擇電路105及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制終端調整電路150。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制終端調整電路150為第一阻抗（相對高的阻抗，例如，使連接橋接讀卡電路130之走線分支（stub）降低對PCIe訊號（即，訊號S5）的干擾）；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制終端調整電路150為第二阻抗（相對低的阻抗，例如，使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成通路（訊號S6=訊號S5））。在一些實施例中，第一阻抗大於第二阻抗。
圖9為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10I包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11I及記憶卡插槽18。讀卡裝置11I與讀卡裝置11E相似，但讀卡裝置11I更包含電容C3。電容C3的第一端耦接或電連接接腳P1及橋接讀卡電路130；電容C3的第二端耦接或電連接選擇電路105（即，第二端輸出或接收訊號S2）。換言之，在圖9的實施例中，當訊號的傳輸方向為記憶卡插槽18到讀卡裝置11I時，訊號S5包含直流成分及交流成分，而訊號S2只包含該交流成分但不包含該直流成分；當訊號的傳輸方向為讀卡裝置11I到記憶卡插槽18時，訊號S2可能包含直流成分及交流成分，而訊號S5只包含該交流成分但不包含該直流成分。值得注意的是，當端點Pa與接腳P1之間傳遞的訊號是PCIe訊號時，訊號S5及訊號S2皆為PCIe訊號。相較於圖1的實施例，讀卡裝置11I的接腳更少，所以可以減少電路板上的走線，以降低電路板的面積及成本。
圖10為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10J包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11J及記憶卡插槽18。讀卡裝置11J與讀卡裝置11I相似，但讀卡裝置11J更包含選擇電路140。選擇電路140耦接或電連接控制電路120、接腳P1、電容C3及橋接讀卡電路130。電容C3的一端耦接或電連接選擇電路140；電容C3的另一端耦接或電連接選擇電路105。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制選擇電路140。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制選擇電路140以使電容C3與接腳P1之間形成通路，並且使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制選擇電路140以使電容C3與接腳P1之間形成斷路，並且使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成通路（訊號S6=訊號S5）。
當橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路時，橋接讀卡電路130與接腳P1之間的阻抗增加；如此一來，絕大部分的訊號S5會透過選擇電路140傳送至電容C3，有助於提升SD Express卡的PCIe訊號（即，訊號S5與訊號S2）的品質。
圖11為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10K包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11K及記憶卡插槽18。讀卡裝置11K與讀卡裝置11I相似，但讀卡裝置11K更包含開關電路145。開關電路145耦接或電連接控制電路120、接腳P1、電容C3及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制開關電路145。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制開關電路145以使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制開關電路145以使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成通路（訊號S6=訊號S5）。
類似地，當橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成斷路時，SD Express卡的PCIe訊號（即，訊號S5與訊號S2）的品質可以獲得提升。
圖12為本發明電子裝置之一另實施例的功能方塊圖。電子裝置10L包含晶片12、電容C1、讀卡裝置11L及記憶卡插槽18。讀卡裝置11L與讀卡裝置11I相似，但讀卡裝置11L更包含終端調整電路150。終端調整電路150耦接或電連接控制電路120、接腳P1、電容C3及橋接讀卡電路130。
控制電路120根據SD卡20的種類透過控制訊號S8控制終端調整電路150。更明確地說，當SD卡20是SD Express卡時，控制電路120控制終端調整電路150為第一阻抗（相對高的阻抗，例如，使連接橋接讀卡電路130之走線分支降低對PCIe訊號（即，訊號S5）的干擾）；當SD卡20是UHS-II SD卡時，控制電路120控制終端調整電路150為第二阻抗（相對低的阻抗，例如，使橋接讀卡電路130與接腳P1之間形成通路（訊號S6=訊號S5））。在一些實施例中，第一阻抗大於第二阻抗。
上述的接腳P1、P2、P3及P4各可以代表一個或一個以上的接腳。本技術領域具有通常知識者可以根據以上的揭露內容來設計控制電路120，也就是說，控制電路120可以是特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC）或是由可程式化邏輯裝置（Programmable Logic Device, PLD）等電路或硬體實作。
綜上所述，本發明提供多種讀卡裝置，該些讀卡裝置支援多種SD卡。本發明亦提供多種採用該些讀卡裝置的電子裝置。
圖13顯示安全數位卡（傳統SD卡、UHS-II SD卡及SD Express卡）的接腳編號，該些接腳編號是遵循安全數位協會（Secure Digital Association）所制定的安全數位卡規範。關於該些接腳的描述及更多細節請參考SD協會網站https://www.sdcard.org/downloads/pls/的Physical Layer Simplified Specification，換言之，圖13中所列之接腳或訊號名稱（例如時脈RCLK+/-、時脈REFCLK+/-、訊號PERST#、CLKREQ#等）皆可在安全數位卡規範找到定義或相關的實作細節。
在圖1～12的實施例中，控制電路120透過接腳P1、P2、P4及/或讀卡裝置11（例如，11A～11L的任一者）的其他接腳（圖未示）來與SD卡20溝通（包含但不限於傳/收時脈、命令、資料等）。為了簡潔起見，在圖1～12中省略該些接腳與控制電路120之間及與記憶卡插槽18之間的連線。
圖14顯示本發明記憶卡種類識別方法之一實施例的流程圖。該流程可以由讀卡裝置11執行，包含以下步驟。
步驟S11：對SD卡20進行UHS-II SD卡初始化程序。步驟S11的細節將於下方配合圖15進行討論。
步驟S21：判斷SD卡20是否為UHS-II SD卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S31；否則，進行步驟S12。步驟S21的細節將於下方配合圖16進行討論。
步驟S31：繼續UHS-II SD卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S12：控制編號4接腳實質上為0伏特（V）以及控制編號14接腳實質上為0 V（即，等效於關閉（turn off）編號4接腳及編號14接腳）。請注意，「實質上為某一電壓」代表等於或近似該電壓。
步驟S13：對SD卡20進行SD Express卡初始化程序。步驟S13的細節將於下方配合圖17進行討論。
步驟S22：判斷SD卡20是否為SD Express卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S32；否則，進行步驟S14。步驟S22的細節將於下方配合圖18進行討論。
步驟S32：繼續SD Express卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S14：步驟S14與步驟S12相同。
步驟S15：對SD卡20進行傳統SD卡初始化程序。步驟S15的細節將於下方配合圖19進行討論。
步驟S23：判斷SD卡20是否為傳統SD卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S33；否則，進行步驟S34。步驟S23的細節將於下方配合圖20進行討論。
步驟S33：繼續傳統SD卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S34：控制編號4接腳實質上為0 V，因為SD卡20為其他種類的記憶卡或非為記憶卡。
圖15顯示圖14之步驟S11的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S112：控制編號4接腳實質上為3.3 V。
步驟S114：控制編號14接腳實質上為1.8 V。
步驟S116：控制編號1接腳實質上為低電壓（例如0 V）。請參閱圖13，由於安全數位卡規範在UHS-II模式下沒有定義編號1接腳，所以對UHS-II模式而言編號1接腳可以為高電壓或低電壓。然而，對PCIe模式來說，當編號1接腳（即，PERST#）為低電壓時，SD Express卡不會動作。因此，步驟S116可以防止將SD Express卡誤判為UHS-II SD卡。
步驟S118：控制編號9接腳、編號2接腳及編號5接腳實質上為低電壓（例如0 V）。請參閱圖13，由於安全數位卡規範在UHS-II模式下沒有定義編號9接腳、編號2接腳及編號5接腳，所以對UHS-II模式而言此三個接腳可以為高電壓或低電壓。請注意，在一些實施例中，步驟S118是選擇性的。
圖16顯示圖14之步驟S21的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S212：同時提供時脈RCLK+至編號7接腳和時脈RCLK-至編號8接腳。
步驟S216：提供訊號STB.L至編號11接腳及編號12接腳。請參閱安全數位卡規範來得知訊號STB.L的定義或實作細節。
步驟S218：判斷是否在編號15接腳及編號16接腳偵測到訊號STB.L。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為UHS-II SD卡；否則，SD卡20非為UHS-II SD卡。
圖17顯示圖14之步驟S13的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S132：控制編號4接腳實質上為3.3 V。
步驟S134：控制編號18接腳實質上為1.2 V。
步驟S136：控制編號9接腳實質上為高電壓（例如3.3 V）。
步驟S138：控制編號1接腳實質上為低電壓（例如0 V）。
圖18顯示圖14之步驟S22的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S221：同時提供時脈RRFCLK+至編號7接腳和時脈RRFCLK-至編號8接腳。
步驟S223：控制編號1接腳實質上為高電壓（例如3.3 V）。
步驟S224：判斷編號9接腳是否實質上為低電壓（例如0 V）。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為SD Express卡；否則，執行步驟S225。
步驟S225：控制編號18接腳實質上為0 V（即，等效於關閉編號18接腳）。
步驟S226：控制編號14接腳實質上為1.8 V。
步驟S227：判斷編號9接腳是否實質上為低電壓（例如0 V）。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為SD Express卡；否則，SD卡20非為SD Express卡。
圖19顯示圖14之步驟S15的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S152：控制編號4接腳實質上為3.3 V。
步驟S154：提供時脈至編號5接腳。
圖20顯示圖14之步驟S23的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S232：經由編號2接腳發送數個SD命令給SD卡20。
步驟S234：判斷是否收到預期的回應。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為傳統SD卡；否則，SD卡20非為傳統SD卡。
在一些實施例中，上述之數個SD命令及預期的回應請參閱安全數位卡規範第7.10版（可在此取得：www.sdcard.org/downloads/pls/archives/）的第36頁。
圖21顯示本發明記憶卡種類識別方法之另一實施例的流程圖。圖21與圖14相似，差別在於圖21的流程先判斷SD卡20是否為SD Express卡，再判斷SD卡20是否為UHS-II SD卡；因此，請參閱圖14的討論來了解圖21的細節。然而，步驟S16與步驟S11有些許不同，步驟S16的細節將於下方配合圖22進行討論。
圖22顯示圖21之步驟S16的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S162：控制編號4接腳實質上為3.3 V。
步驟S164：控制編號14接腳實質上為1.8 V。
步驟S166：控制編號1接腳、控制編號9接腳、編號2接腳及編號5接腳實質上為低電壓（例如0 V）。請注意，在一些實施例中，步驟S166是選擇性的。
圖23顯示本發明記憶卡種類識別方法之另一實施例的流程圖。該流程可以由讀卡裝置11執行，包含以下步驟。
步驟S15：對SD卡20進行傳統SD卡初始化程序。步驟S15的細節顯示於圖19。
步驟S24：判斷SD卡20是否為SD Express卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S32；否則，進行步驟S25。步驟S24的細節將於下方配合圖24進行討論。
步驟S32：繼續SD Express卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S25：判斷SD卡20是否為UHS-II SD卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S35；否則，進行步驟S26。步驟S25的細節將於下方配合圖25進行討論。
步驟S35：控制編號4接腳實質上為0 V，並且對SD卡20進行UHS-II SD卡初始化程序（初始化的細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S26：判斷SD卡20是否為傳統SD卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S33；否則，進行步驟S34。步驟S26的細節將於下方配合圖26進行討論。
步驟S33：繼續傳統SD卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S34：同圖14之步驟S34。
圖24顯示圖23之步驟S24的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S242：經由編號2接腳發送SD CMD0命令給SD卡20。
步驟S244：經由編號2接腳發送SD CMD8命令給SD卡20。
步驟S246：判斷是否收到CMD8 PCIe回應。更明確地說，此步驟是判斷CMD8 PCIe回應中的「PCIe response」欄位是否指示SD卡20為SD Express卡。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為SD Express卡；否則，SD卡20非為SD Express卡。
關於SD CMD0命令、SD CMD8命令及CMD8 PCIe回應請參閱全數位卡規範第7.10版的第81頁。
圖25顯示圖23之步驟S25的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S252：經由編號2接腳發送SD ACMD41命令給SD卡20。
步驟S254：判斷SD卡20是否為ACMD41 UHS-II SD卡狀態。更明確地說，此步驟是判斷SD卡20的回應中的「UHS-II status」欄位是否指示SD卡20為UHS-II SD卡。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為UHS-II SD卡；否則，SD卡20非為UHS-II SD卡。
關於SD ACMD41命令及ACMD41 UHS-II SD卡狀態請參閱全數位卡規範第7.10版的第39頁。
圖26顯示圖23之步驟S26的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S262：判斷是否從SD卡20收到CMD8命令及ACMD41命令。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為傳統SD卡；否則，SD卡20非為傳統SD卡。
圖27顯示本發明記憶卡種類識別方法之另一實施例的流程圖。該流程可以由讀卡裝置11執行，包含以下步驟。
步驟S11：對SD卡20進行UHS-II SD卡初始化程序。步驟S11細節顯示於圖15。
步驟S21：判斷SD卡20是否為UHS-II SD卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S31；否則，進行步驟S12。步驟S21的細節顯示於圖16。
步驟S31：繼續UHS-II SD卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S12：控制編號4接腳實質上為0 V以及控制編號14接腳實質上為0 V。
步驟S15：對SD卡20進行傳統SD卡初始化程序。步驟S15的細節顯示於圖19。
步驟S24：判斷SD卡20是否為SD Express卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S32；否則，進行步驟S27。步驟S24的細節顯示於圖24。
步驟S32：繼續SD Express卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S27：判斷SD卡20是否為傳統SD卡。如果判斷結果為是，則進行步驟S33；否則，進行步驟S34。步驟S27的細節將於下方配合圖28進行討論。
步驟S33：繼續傳統SD卡初始化程序（細節請參閱安全數位卡規範）。
步驟S34：同圖14之步驟S34。
圖28顯示圖27之步驟S27的一實施例的流程圖，包含以下步驟。
步驟S272：經由編號2接腳發送SD ACMD41命令給SD卡20。
步驟S274：判斷是否收到SD卡20回應SD ACMD41命令。如果判斷結果為是，則控制電路120可以確定SD卡20為傳統SD卡；否則，SD卡20非為傳統SD卡。
綜上所述，本案另提供四種記憶卡種的類識別方法（圖14、圖21、圖23及圖27）。圖1～12的裝置或電路可以採用該四種方法的任一種來判斷SD卡20的種類。
前揭實施例雖以傳統SD卡、SD Express卡及UHS-II SD卡為例，然此並非對本發明之限制，本技術領域人士可依本發明之揭露適當地將本發明應用於其它類型的SD記憶卡。
由於本技術領域具有通常知識者可藉由本案之裝置發明的揭露內容來瞭解本案之方法發明的實施細節與變化，因此，為避免贅文，在不影響該方法發明之揭露要求及可實施性的前提下，重複之說明在此予以節略。請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸及比例僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。此外，在一些實施例中，前揭的流程圖中所提及的步驟可依實際操作調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行。
雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。
10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10I,10J,10K,10L:電子裝置 20:SD卡 12:晶片 C1,C2,C3:電容 11A,11B,11C,11D,11E,11F,11G,11H,11I,11J,11K,11L:讀卡裝置 18:記憶卡插槽 S0,S1,S2,S4,S5,S6,S7,S9:訊號 P1,P3,P2,P4:接腳 105,140:選擇電路 120:控制電路 130:橋接讀卡電路 135:UHS-II物理層 S3,S8:控制訊號 Pa,Pb:端點 145:開關電路 150:終端調整電路 S11,S12,S13,S14,S15,S16,S21,S22,S23,S24,S25,S26,S27,S31,S32,S33,S34,S35,S112,S114,S116,S118,S132,S134,S136,S138,S152,S154,S162,S164,S166,S212,S216,S218,S221,S223,S224,S225,S226,S227,S232,S234,S242,S244,S246,S252,S254,S262,S272,S274:步驟
圖1～12為本發明電子裝置之一實施例的功能方塊圖； 圖13顯示安全數位卡的接腳編號； 圖14顯示本發明記憶卡種類識別方法之一實施例的流程圖； 圖15顯示圖14之步驟S11的一實施例的流程圖； 圖16顯示圖14之步驟S21的一實施例的流程圖； 圖17顯示圖14之步驟S13的一實施例的流程圖； 圖18顯示圖14之步驟S22的一實施例的流程圖； 圖19顯示圖14之步驟S15的一實施例的流程圖； 圖20顯示圖14之步驟S23的一實施例的流程圖； 圖21顯示本發明記憶卡種類識別方法之另一實施例的流程圖； 圖22顯示圖21之步驟S16的一實施例的流程圖； 圖23顯示本發明記憶卡種類識別方法之另一實施例的流程圖； 圖24顯示圖23之步驟S24的一實施例的流程圖； 圖25顯示圖23之步驟S25的一實施例的流程圖； 圖26顯示圖23之步驟S26的一實施例的流程圖； 圖27顯示本發明記憶卡種類識別方法之另一實施例的流程圖；以及 圖28顯示圖27之步驟S27的一實施例的流程圖。
10A:電子裝置
20:SD卡
12:晶片
C1,C2:電容
11A:讀卡裝置
18:記憶卡插槽
S0,S1,S2,S4,S5,S7:訊號
S3:控制訊號
P1,P3,P2,P4:接腳
105:選擇電路
120:控制電路
130:橋接讀卡電路
135:UHS-II物理層
Pa,Pb:端點

Claims (10)

  1. 一種具有一讀卡功能之電子裝置，包含： 一晶片； 一記憶卡插槽，用來接收一記憶卡； 一讀卡裝置，耦接於該晶片與該記憶卡插槽之間，透過一快速周邊組件互連（Peripheral Component Interconnect Express, PCIe）介面與該晶片耦接，並從該記憶卡插槽接收一第一快速周邊組件互連訊號、一第二類超高速（Ultra High Speed type II, UHS-II）安全數位（Secure Digital, SD）卡訊號及一傳統安全數位卡訊號的至少其中之一，其中，該第二類超高速安全數位卡訊號包含一直流成分及一交流成分；以及 一電容，耦接於該晶片與該讀卡裝置之間，用來建立該快速周邊組件互連介面； 其中，該讀卡裝置包含一橋接讀卡電路，該橋接讀卡電路用來將該傳統安全數位卡訊號或該第二類超高速安全數位卡訊號轉換成一第二快速周邊組件互連訊號，以透過該快速周邊組件互連介面傳輸。
  2. 如請求項1之電子裝置，其中，該電容係一第一電容，該讀卡裝置具有一第一接腳及一第二接腳，該電子裝置更包含： 一第二電容，具有一第一端及一第二端，該第一端電連接該讀卡裝置之該第一接腳，該第二端電連接該讀卡裝置之該第二接腳及該記憶卡插槽。
  3. 如請求項2之電子裝置，其中，該讀卡裝置更包含： 一選擇電路，電連接該第一接腳及該第二接腳；以及 一控制電路，耦接該選擇電路，用來控制該選擇電路； 其中，當該記憶卡係一安全數位快速（SD Express）卡時，該控制電路控制該選擇電路使該橋接讀卡電路不與該第二接腳形成訊號連接，以及，當該記憶卡係一第二類超高速安全數位卡時，該控制電路控制該選擇電路使該橋接讀卡電路與該第二接腳形成訊號連接。
  4. 如請求項2之電子裝置，其中，該讀卡裝置更包含： 一開關電路，電連接該第一接腳及該第二接腳；以及 一控制電路，耦接該開關電路，用來控制該開關電路； 其中，當該記憶卡係一安全數位快速卡時，該控制電路控制該開關電路使該橋接讀卡電路不與該第二接腳形成訊號連接，以及，當該記憶卡係一第二類超高速安全數位卡時，該控制電路控制該開關電路使該橋接讀卡電路與該第二接腳形成訊號連接。
  5. 如請求項1之電子裝置，其中，該讀卡裝置更包含： 一接腳，電連接該橋接讀卡電路以及該記憶卡插槽； 一選擇電路，耦接該接腳，並且透過該接腳接收該第一快速周邊組件互連訊號；以及 一控制電路，耦接該選擇電路，用來偵測該記憶卡的種類，以及根據該記憶卡的種類控制該選擇電路輸出該第一快速周邊組件互連訊號或該第二快速周邊組件互連訊號。
  6. 如請求項1之電子裝置，其中，該讀卡裝置更包含： 一接腳，電連接該記憶卡插槽； 一開關電路，電連接該接腳及該橋接讀卡電路；以及 一控制電路，耦接該開關電路，用來控制該開關電路； 其中，當該記憶卡係一安全數位快速卡時，該控制電路控制該開關電路使該橋接讀卡電路不與該接腳形成訊號連接，以及，當該記憶卡係一第二類超高速安全數位卡時，該控制電路控制該開關電路使該橋接讀卡電路與該接腳形成訊號連接。
  7. 如請求項1之電子裝置，其中，該讀卡裝置更包含： 一接腳，電連接該記憶卡插槽； 一終端調整電路，電連接該接腳及該橋接讀卡電路；以及 一控制電路，耦接該終端調整電路，用來控制該終端調整電路； 其中，當該記憶卡係一安全數位快速卡時，該控制電路設定該終端調整電路之阻抗為一第一阻抗，以及，當該記憶卡係一第二類超高速安全數位卡時，該控制電路設定該終端調整電路之阻抗為一第二阻抗，該第一阻抗大於該第二阻抗。
  8. 如請求項1之電子裝置，其中，該電容係一第一電容，該讀卡裝置更包含： 一接腳，電連接該記憶卡插槽及該橋接讀卡電路； 一第二電容，電連接該接腳； 一選擇電路，耦接該第二電容，並且透過該第二電容接收該第一快速周邊組件互連訊號；以及 一控制電路，耦接該選擇電路，用來偵測該記憶卡的種類，以及根據該記憶卡的種類控制該選擇電路輸出該第一快速周邊組件互連訊號或該第二快速周邊組件互連訊號。
  9. 一種讀卡裝置，包含： 一第一接腳，用來接收一第二類超高速（Ultra High Speed type II, UHS-II）安全數位（Secure Digital, SD）卡訊號或一第一快速周邊組件互連（Peripheral Component Interconnect Express, PCIe）訊號； 一第二接腳，用來接收一傳統安全數位卡訊號； 一橋接讀卡電路，耦接該第一接腳及該第二接腳，用來將該第二類超高速安全數位卡訊號或該傳統安全數位卡訊號轉換為一第二快速周邊組件互連訊號； 一選擇電路，接收該第一快速周邊組件互連訊號或該第二快速周邊組件互連訊號；以及 一控制電路，耦接該選擇電路，用來偵測一記憶卡的種類，以及根據該記憶卡的種類控制該選擇電路輸出該第一快速周邊組件互連訊號或該第二快速周邊組件互連訊號。
  10. 一種讀卡裝置，包含： 一第一接腳，用來接收一第一訊號； 一第二接腳，用來接收一第二訊號； 一橋接讀卡電路，耦接該第一接腳及該第二接腳，用來將該第一訊號或該第二訊號轉換為一快速周邊組件互連訊號； 一電容，具有一第一端及一第二端，該第一端電連接該第一接腳以接收該第一訊號，該第二端輸出或接收一第三訊號，其中，該第一訊號包含一交流成分及一直流成分，而該第三訊號包含該交流成分但不包含該直流成分； 一選擇電路，接收該第三訊號及該快速周邊組件互連訊號；以及 一控制電路，耦接該選擇電路，用來偵測一記憶卡的種類，以及根據該記憶卡的種類控制該選擇電路輸出該第三訊號或該快速周邊組件互連訊號。
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