專利名稱：存儲卡系統中的數據傳輸的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及存儲卡系統，更具體地說，涉及通過將從存儲卡讀取 的數據與在存儲卡處產生的讀時鐘信號一起發送到主機，以在主機處增加允 許建立時間。
背景技術：
圖1示出現有技術的示例性存儲卡系統100，其包括存儲卡102和主機 104。主機104可以是諸如移動電話、MP3播放器或PMP (便攜式媒體播放 器)的便攜式電子裝置。作為一個示例，存儲卡102可以是閃存卡。主機104 包括主機控制器106和主機連接單元108。卡102包括卡連接單元110、卡控 制器112和存儲單元114。為了將數據從主機104寫入存儲卡102，主機104通過主機連接單元108 將寫命令(WR—CMD )、時鐘信號CLK和將被寫入的數據發送到存儲卡102。 存儲卡102通過卡連接單元110接收寫命令、時鐘信號CLK和所述數據。卡連接單元110與來自主機的時鐘信號CLK同步地從主機104接收數 據。卡控制器112通過與卡控制器112內的時鐘信號產生器產生的內部時鐘 信號同步，將接收的數據寫入存儲單元114來響應接收的寫命令。為了從存儲卡102讀取數據，主機104通過主機連接單元108將讀命令 (RD—CMD)和時鐘信號CLK發送到存儲卡102。存儲卡102通過卡連接單 元110接收讀命令和時鐘信號CLK。在傳統存儲卡系統100中，主機104產生并發送存儲卡110將使用的用 于寫入和讀取操作的時鐘信號CLK。參照圖2中的存儲卡系統100，主機104 包括用于產生所述時鐘信號CLK的主機時鐘產生器116。還參照圖2，主機104包括主機I/0(輸入/輸出)電路118，所述主機I/0
電路118具有根據來自主機時鐘產生器116的時鐘信號CLK進行操作的多個 數據觸發器HF1、 HF2…和HFn。存儲卡102包括卡I/O (輸入/輸出)電路 120，所述卡I/0電路120具有同樣根據來自主機時鐘產生器116的時鐘信號 CLK進行操作的多個數據觸發器CF1、 CF2…和CFn。圖2中示出的卡內部 電路122包括圖1的卡控制器112和存儲單元114。圖3示出當主機104從存儲卡102讀取數據時的步驟的流程圖。圖4示 出當主機104從存儲卡102讀取數據時的信號的時序圖。參照圖2和圖3，主機產生讀命令(RD_CMD)和時鐘信號CLK,并通 過主機連接單元108將讀命令(RD一CMD)與時鐘信號CLK發送到存儲卡 102(圖3的步驟S132)。當通過卡連接單元IIO接收到讀命令時，存儲卡102 與卡控制器112內產生的內部時鐘信號同步地從存儲單元114讀取數據(圖3 的步驟S134)。然后，存儲卡102與來自主機104的時鐘信號CLK同步地將讀取的數據 發送回主機104 (圖3的步驟S136)。在這種情況下，卡I/O電路120的觸發 器CF1 、 CF2…和CFn根據來自主機104的時鐘信號CLK將來自存儲單元114 的所述讀取的數據鎖存輸出。主機104與位于主機104的時鐘信號產生器116產生的時鐘信號CLK同 步地接收所述讀取的數據，并將其傳輸到主機控制器106(圖3的步驟S138 )。 在這種情況下，主機1/0電路118的觸發器HF1、 HF2…和HFn根據位于主 機104的時鐘信號產生器116產生的時鐘信號CLK進行操作。圖4示出用于圖2的存儲卡系統100內的讀取操作的信號的時序圖。圖 4示出位于主才幾104的時鐘信號產生器116產生的初始CLK信號SIO。圖4 還示出在存儲卡102接收的被發送的CLK信號S20，所述CLK信號S20從 初始CLK信號S10延遲了時間段tl。另外參照圖4,數據S30從被發送的CLK信號S20 (所述CLK信號S20 在存儲卡102處被接收)延遲了時間t2從卡I/O電路120被輸出。時間延遲 t2是存儲控制器112在接收到讀命令之后根據接收的CLK信號從存儲器114 檢索讀取的數據S30所需的時間段的一部分。總時間延遲tl + t2 = t3也被稱 為輸出延遲。例如，卡控制器112在先前的時間已接收到讀命令之后，卡控制器112 在時間點tpl開始產生第一數據D0。例如，可能已經在卡102接收的CLK
信號S20的CO跳變處接收到讀命令。因此，在時間點tpl之前，數據S30是 無效的(在圖4中以陰影示出)。還參照圖4,在主機104接收的數據S40具有總線延遲t4,所述總線延 遲t4是將數據從卡102發送到主機104所需的時間段。 一旦數據S40到達主 機連接單元108，主機I/O電路118具有用于將該數據S40發送到主機控制器 106的最大允許建立時間段t5。當主機I/0電路118的觸發器HF1、 HF2…和 HFn被控制以鎖存接收的數據S40時，最大允許建立時間段t5從時間段t4 的結束開始直到在主機104處的初始時鐘信號CLK的下一次跳變位置。因此，在現有技術中，最大允許建立時間段t5受限于輸出延遲t3和總線 延遲t4。然而，所述允許建立時間段t5可能限制存儲卡系統IOO的高頻率操 作。因此，為了存儲卡系統的更高速度的性能，期望一種增加允許建立時間 段t5的機制。發明內容因此，在本發明的一般方面，當存儲卡將讀取的數據發送到主機時，存 儲卡產生并發送讀時鐘信號來增加在主機處的允許建立時間段。根據本發明的一般方面的存儲卡系統包括發出讀命令的主機；以及存 儲卡，當所述存儲卡接收到讀命令時，與在存儲卡內產生的讀時鐘信號同步 地將讀取的數據發送到主機。另外，存儲卡將讀時鐘信號發送到主機，主機 與接收的讀時鐘信號同步地接收讀取的數據。在本發明的一個實施例中，主機包括至少一個觸發器，所述觸發器根據 讀時鐘信號鎖入來自存儲卡的讀取的數據。在本發明的另一實施例中，存儲卡包括至少一個觸發器，所述觸發器根 據讀時鐘信號鎖存讀取的數據并將其輸出到主機。在本發明的示例性實施例中，主機包括主機數據處理器以及存儲有指令 序列的主機存儲裝置。在這種情況下，主機數據處理器執行所述指令序列使 所述主機數據處理器執行將讀命令發送到存儲卡的步驟。在本發明的另一實施例中，存儲卡包括讀時鐘信號發生器，當存儲卡接 收到讀命令時，所述讀時鐘信號發生器被控制以產生讀時鐘信號。在本發明的另 一示例性實施例中，存儲卡包括卡數據處理器以及存儲有 指令序列的卡存儲裝置。在這種情況下，卡數據處理器執行所述指令序列使
卡數據處理器接收到讀命令時，執行下述步驟與存儲卡的內部時鐘信號同步地從存儲卡的存儲單元讀取讀取的數據； 控制讀時鐘產生器產生將一皮發送到主^幾的讀時鐘信號；以及 將讀取的數據和讀時鐘信號發送到主機。在本發明的另 一方面，通過在主機處接收的讀取的數據和讀時鐘信號之 間的相位關系來確定在主機處接收讀取的數據的允許建立時間。在本發明的另一實施例中，存儲卡包括接收從存儲卡的卡控制器發出的 另一讀命令的存儲單元。在這種情況下，當存儲單元接收到所述另一讀命令 時，與存儲單元內容產生的所述另 一讀時鐘信號同步地將讀取的數據提供給 卡控制器。例如，存儲單元包括另一讀時鐘信號產生器，當存儲單元接收到 所述另一讀命令時，所述另一讀時鐘信號產生器被控制以產生所述另一讀時 鐘信號。在本發明的示例性實施例中，存儲單元是閃存。在本發明的另一實施例中，主機將寫命令、寫入數據和寫時鐘信號發送 到存儲卡。在這種情況下，存儲卡與寫時鐘信號同步地接收寫入數據。以這種方式，從存儲卡發送的讀取的數據和讀時鐘信號以基本相同的時 間延遲到達主機。在這種情況下，通過在主機處接收的讀取的數據和讀時鐘 信號之間的相位關系來確定用于在主機處接收讀取的數據的允許建立時間。 因此，消除了來自存儲卡的輸出延遲，從而增力口了在主機處允許建立時間。通過考慮以下使用附圖表示的本發明的詳細描述，將更好地理解本發明 的這些和其他特征以及優點。


圖1示出根據現有技術的存儲卡系統的框圖；圖2示出根據現有技術的具有在主機和存儲卡中的I/O電路的圖1的存 儲卡系統；圖3示出根據現有技術在圖2的存儲卡系統中進行讀操作的步驟的流程圖；圖4示出根據現有技術在圖2的存儲卡系統中的讀操作期間信號的時序圖；圖5示出根據本發明實施例的具有產生讀時鐘信號的存儲卡的存儲卡系 統的框圖6示出根據本發明實施例的在圖5的存儲卡系統內進行讀操作期間的步驟的流程圖；圖7示出根據本發明實施例的在圖5的存儲卡系統內進行讀操作期間的 信號的時序圖；圖8示出根據本發明實施例的在圖5的存儲卡系統內進行寫操作期間的 步驟的流程圖；圖9示出根據本發明另一實施例的具有卡控制器和存儲單元的存儲卡系 統的框圖，其中，卡控制器和存儲單元具有各自的讀時鐘信號產生器；圖IO示出根據本發明實施例的在圖5的存儲卡系統中的示例性主機控制 器的框圖；圖11示出根據本發明實施例的在圖5的存儲卡系統中的示例性卡控制器 的框圖。為了闡述的清楚繪制了在此涉及到的附圖，所述附圖不必按比例繪制。 在圖l至圖11中具有相同標號的部件指的是具有相似結構和/或功能的部件。
具體實施方式
圖5示出根據本發明實施例的具有增加的允許建立時間的存儲卡系統 200的框圖。存儲卡系統200包括主機202和存儲卡204。主機202可以是便攜式電子裝置，例如移動電話、MP3播放器或PMP (便攜式媒體播放器)。存儲卡204可以例如是智能卡、SIM (用戶識別模塊) 卡或閃存卡。當存儲卡204為具有由主機202 (所述主機202是可與所述存 儲卡204相連接的任意電子裝置)訪問的讀取的數據的任意類型的電子卡時， 可以實施本發明。主機202包括主機控制器206、主機I/O電路208、主機連接單元210 和寫時鐘信號產生器223。主機I/O電路208包括n個數據觸發器HF1 、 HF2... 和HFn，用于從存儲卡204鎖存來自存儲卡204的數據或將數據鎖存并輸出 到存儲卡204。圖10示出主機控制器206的示例性實施例，其包括主機數據 處理器412以及存儲有指令序列(即，軟件)的主機存儲裝置414。主機數 據處理器412執行所述指令序列，使得主機數據處理器412執行在此描述的 由主機控制器206執行的任何功能/處理/步驟。存儲卡204包括卡內部電路，所述卡內部電路包括卡控制器214和存儲單元216。存儲卡204還包括卡I/O電路218、卡連接單元220和讀時鐘產生 器222。卡1/0電路218包括n個數據觸發器CFl、 CF2…和CFn，用于鎖存 來自主機202的數據或將數據鎖存并輸出到主機202。圖11示出卡控制器214的示例性實施例，其包括卡數據處理器422和其 上存儲有指令序列(即，軟件)的卡存儲裝置424。卡數據處理器422執行 所述指令序列，使得卡數據處理器422執行在此描述的由卡控制器214執行 的任何功能/處理/步驟。圖6示出在本發明示例性實施例中在圖5的存儲卡系統200的讀操作期 間的步驟的流程圖。參照圖5和圖6，主機控制器206產生讀命令RD—CMD, 通過主機連接單元210將該讀命令RD—CMD發送到存儲卡204 (圖6的步驟 S232 )。當接收到讀命令RD—CMD時，卡控制器214與在卡控制器214內產生 的內部時鐘信號同步地從存儲單元216讀取數據(圖6的步驟S234)。另夕卜， 當接收到讀命令RD—CMD時，卡控制器214控制讀時鐘產生器222產生讀時 鐘信號RD—CLK (圖6的步驟S236 )。接下來，存儲卡204與來自讀時鐘產生器222的讀時鐘信號RD一CLK同 步地將卡控制器214產生的讀取的數據從存儲單元216發送到主機202(圖6 的步驟S238 )。為此，卡I/O電路218中的數據觸發器CF1、 CF2…和CFn根 據來自讀時鐘產生器222的讀時鐘信號RD—CLK鎖存所述讀取的數據并通過 卡連接單元220將其輸出到主機202。另夕卜，存儲卡204還通過卡連接單元220將讀時鐘信號RD—CLK從讀時 鐘產生器222發送到主機202 (圖6的步驟S238 )。主機202通過主機連接單 元210接收讀取的數據和讀時鐘信號RD—CLK (圖6的步驟S240 )。主機I/O 電路208與接收的RD—CLK信號同步地將所述讀取的數據發送到主機控制器 206 (圖6的步驟S240)。為此，主機1/0電路208中的數據觸發器HF1、 HF2…和HFn根據從存 儲卡204接收的讀時鐘信號RD—CLK鎖存來自主機連接單元210的所述讀取 的數據并將其輸出到主機控制器206。圖7示出讀時鐘信號RD—CLK S50和 在主機連接單元210處接收的讀取的數據S60的時序圖。參照圖7，讀時鐘信號RD—CLK S50和讀取的^:據S60在主機連接單元 210處被接收，在所述信號S50和S60之間具有傳輸延遲t6。所述傳輸延遲t6可能由所述信號S50和S60的不同信號路徑而引起。例如，用于讀取的數 據S60的數據路徑具有的焊盤(pad)可能比用于讀時鐘信號RD—CLK S50 的路徑的焊盤的延遲高。或者，讀取的數據S60的數據路徑可能比讀時鐘信 號RD—CLKS50的數據路徑長，從而具有更高的時間延遲。在任意的情況下，當觸發器HF1、 HF2…和HFn鎖存讀取的數據S60時， 主機I/O電路208將讀取的數據S60發送到主機控制器206的最大允許建立 時間t7是從時間延遲t6的結束到接收的讀時鐘信號RD一CLK S50的下一個 跳變(即，圖7中的CI )位置。在圖7中的最大允許建立時間t7有利地比在 圖4的現有技術中的最大允許建立時間t5長。在圖7中的所述增加的最大允許建立時間t7的原因在于使用讀時鐘信號 RD—CLK在圖5的存儲卡系統200內消除了輸出延遲t3 = tl + t2,其中，從 存儲卡202產生所述讀時鐘信號RD—CLK并將其發送以用于對主機I/O電路 208進行操作。在圖7中的根據本發明一方面的所述增加的最大允許建立時 間t7有利于提高存儲卡系統200的工作頻率。另外，在本發明的一個實施例中，基本上僅在讀取的數據也被發送到主 機202的讀操作期間將來自讀時鐘產生器222的讀時鐘信號RD—CLK發送到 主機202。卡連接單元220可根據對將被發送到主機202的讀取的數據的大 小的估計，來確定發送所述讀取的數據和讀時鐘信號RD—CMD的持續時間。 或者，主機202可以將指示主機202已經接收到所有期望的數據的確認命令 發送回卡連接單元220。圖8示出由圖5的存儲卡系統200執行的用于寫操作的步驟的流程圖。 參照圖5和圖8，主機202通過主機連接單元210將寫命令WR—CMD、寫時 鐘信號WR—CLK和將被寫的寫入數據發送到存儲卡204(圖8的步驟S242 )。 為此，主機202包括用于產生寫信號時鐘WR一CLK的寫時鐘信號產生器223。還參照圖5和圖8，卡I/O電路218的數據觸發器CF1、 CF2.,.和CFn 與在卡連接單元220處接收的寫時鐘信號WR_CLK同步地鎖存在卡連接單元 220處接收的所述寫入數據(圖8的步驟S244)。另外，卡控制器214從卡I/O 電路218接收鎖存的寫入數據，并與在卡控制器214內產生的內部時鐘信號 同步地將所述鎖存的寫入數據寫入到存儲單元216 (圖8的步驟S246 )。圖9示出根據本發明的可選實施例的存儲卡系統500。在圖5和圖11中 具有相同標號的部件指的是具有相似結構和/或功能的部件。圖9的存儲卡系
統500包括具有存儲單元504和卡控制器506的存儲卡502，其中，存儲單 元504包括第一讀時鐘信號產生器505,卡控制器506具有第二讀時鐘信號 產生器507。當存儲單元504將讀取的數據發送到卡控制器506時，存儲單元504也 將第一讀時鐘信號RD一CLK1從第一讀時鐘信號產生器505發送到卡控制器 506。因此，對于任何的讀操作，圖9的卡控制器506和存儲單元504分別與 對于圖5已經描述過的在主機202和卡204之間的操作相似。相似地，當卡控制器506正將讀取的數據發送到卡連接單元220時，卡 控制器506也將第二讀時鐘信號RD—CLK2從第二讀時鐘信號產生器507發 送到卡連接單元220。因此，對于任何讀操作，圖9的卡連接單元220和卡 控制器506分別與對于圖5已經描述過的在主機202和卡204之間的操作相 似。以上描述的僅作為示例而不是為了限制。例如，在此示出和描述的任何 編號的部件是作為示例。本發明僅由權利要求及其等同物中進行的限定。
權利要求
1、 一種存儲卡系統，包括 主機，發出讀命令；和存儲卡，當接收到讀命令時，與在存儲卡內產生的讀時鐘信號同步地將 讀取的數據發送到主機。
2、 如權利要求1所述的存儲卡系統，其中，存儲卡將所述讀時鐘信號發 送到主機，其中，主機與所述讀時鐘信號同步地接收讀取的數據。
3、 如權利要求2所述的存儲卡系統，其中，所述主機包括 至少一個觸發器，根據所述讀時鐘信號鎖入來自存儲卡的讀取的數據。
4、 如權利要求1所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括至少一個觸發器，根據所述讀時鐘信號鎖存讀取的數據并將其輸出到主機。
5、 如權利要求1所述的存儲卡系統，其中，所述主機包括 主機數據處理器；和主機存儲裝置，其上存儲有指令序列，其中，主機數據處理器執行所述 指令序列使得主機數據處理器執行以下步驟 將讀命令發送到存儲卡。
6、 如權利要求1所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括 讀時鐘信號產生器，當存儲卡接收到讀命令時，所述讀時鐘信號產生器被控制以產生讀時鐘信號。
7、 如權利要求6所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括 卡數據處理器；和卡存儲裝置，其上存儲有指令序列，其中，卡數據處理器執行所述指令 序列使得卡數據處理器在接收到讀命令時執行以下步驟與存儲卡的內部時鐘信號同步地從存儲卡的存儲單元讀取讀取的數據； 控制讀時鐘信號產生器產生將被發送到主機的讀時鐘信號；以及 將讀取的數據和讀時鐘信號發送到主機。
8、 如權利要求1所述的存儲卡系統，其中，通過在主機處接收的讀取的 數據和讀時鐘信號之間的相位關系來確定在主機處接收讀取的數據的允許建立時間。
9、 如權利要求1所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括 存儲單元，接收從存儲卡的卡控制器發出的另一讀命令；其中，當接收到所述另一讀命令時，所述存儲單元與在存儲單元內產生 的另 一讀時鐘信號同步地將讀取的數據提供給卡控制器。
10、 如權利要求9所述的存儲卡系統，其中，所述存儲單元包括 另一讀時鐘信號產生器，當存儲單元接收到所述另一讀命令時，所述另一讀時鐘信號產生器被控制以產生所述另 一讀時鐘信號。
11、 如權利要求9所述的存儲卡系統，其中，所述存儲單元是閃存。
12、 如權利要求1所述的存儲卡，其中，所述主機將寫命令、寫入數據 和寫時鐘信號發送到存儲卡，其中，所述存儲卡與寫時鐘信號同步地接收寫 入數據。
13、 一種存儲卡系統，包括 發出讀命令的主機；當接收到讀命令時提供讀取的數據的存儲卡；和用于在主機處根據允許建立時間接收讀取的數據的裝置，其中，通過主 機從存儲卡接收的讀取的數據和讀時鐘信號之間的相位關系來確定所述允許建立時間。
14、 如權利要求13所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括 讀時鐘信號產生器，當存儲卡接收到讀命令時，所述讀時鐘信號產生器被控制以產生讀時鐘信號。
15、 如權利要求13所述的存儲卡系統，其中，所述用于接收的裝置包括 至少一個觸發器，根據所述讀時鐘信號鎖入來自存儲卡的讀取的數據。
16、 如權利要求13所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括 至少一個觸發器，根據所述讀時鐘信號鎖存讀取的數據并將其輸出到主機。
17、 如權利要求13所述的存儲卡系統，其中，所述存儲卡包括 存儲單元，當接收到從存儲卡的卡控制器發出的另一讀命令時，提供讀取的數據；和用于在卡控制器處根據允許建立時間從存儲單元接收讀取的數據的裝 置，其中，通過卡控制器從存儲單元接收的讀取的數據和另一讀時鐘信號之 間的相位關系來確定所述允許建立時間。
18、 如權利要求17所述的存儲卡系統，其中，所述存儲單元包括 另一讀時鐘信號產生器，當存儲單元接收到所述另一讀命令時，所述另一讀時鐘信號產生器被控制以產生所述另 一讀時鐘信號。
19、 如權利要求17所述的存儲卡系統，其中，所述存儲單元是閃存。
20、 一種在主機和存儲卡之間傳輸數據的方法，包括 將讀命令從主機發送到存儲卡；當接收到讀命令時，存儲卡提供讀取的數據和讀時鐘信號；以及 與讀時鐘信號同步地將讀取的數據從存儲卡發送到主機。
21、 如權利要求20所述的方法，還包括存儲卡的卡控制器與存儲卡的內部時鐘信號同步地從存儲卡的存儲單元 讀取讀取的數據。
22、 如權利要求21所述的方法，其中，所述存儲單元是閃存。
23、 如權利要求21所述的方法，還包括 將另 一讀命令從卡控制器發送到存儲單元；當接收到所述另 一讀命令時，在存儲單元產生讀取的數據和另 一讀時鐘 信號；以及與所述另 一讀時鐘信號同步地將讀取的數據從存儲單元發送到卡控制器。
24、 如權利要求23所述的方法，還包括將所述另 一讀時鐘信號從存儲單元發送到卡控制器；以及 與所述另 一讀時鐘信號同步地在卡控制器處接收讀取的數據。
25、 如權利要求20所述的方法，還包括 將讀時鐘信號從存儲卡發送到主機；以及 在主機處與讀時鐘信號同步地接收讀取的數據。
26、 如權利要求25所述的方法，其中，通過在主機處接收的讀取的數據 和讀時鐘信號之間的相位關系來確定用于在主機處接收讀取的數據的允許建 立時間。
27、 如權利要求20所述的方法，還包括將寫命令、寫入數據和寫時鐘信號從主機發送到存儲卡；以及 由存儲卡與寫時鐘信號同步地接收寫入數據。
全文摘要
一種存儲卡系統，其包括主機，發出讀命令；以及存儲卡，當接收到讀命令時，存儲卡與在存儲卡內產生的讀時鐘信號同步地將讀取的數據發送到主機。另外，存儲卡將讀時鐘信號發送到主機，主機與該讀時鐘信號同步地接收讀取的數據，從而增加了在主機處的允許建立時間。
文檔編號G06F3/08GK101122844SQ20071014025
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月7日 優先權日2006年8月7日
發明者孫昌欥, 梁信鎬, 沈揆玄, 趙南泌 申請人:三星電子株式會社