主机设备和扩展装置制造方法及图纸

依据一个实施例，第一电源电压被施加到I/O基元，连接到时钟端子的I/O基元被初始设定为第二电压信令的阈值，连接到命令端子的I/O基元和连接到数据端子的I/O基元被初始设定为输入，并且当时钟控制单元检测接收到一个时钟脉冲并且信号电压控制单元检测使用第二电压信令的主机时，信号电压控制单元在第二电源电压被施加到I/O基元后，驱动第一数据端子的I/O基元到高电平，并且第二电压信令的阈值被设定到时钟、命令以及数据端子的I/O基元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】主机设备和扩展装置相关申请的交叉引用本申请基于2016年3月16日提交的日本专利申请号No.2016-52000并要求该申请的优先权；其全部内容通过引用并入本文。
在此描述的实施例一般涉及主机设备和扩展装置。
技术介绍
对于更精细的半导体集成电路(IC)，已需要更低的IC电压和I/O信号电压。同时，在分布与高电源电压兼容的主机设备和扩展装置的情况下，可以混合使用与高电源电压接口和低电源电压接口兼容的主机设备和扩展装置。当输入缓冲器的输入处于浮动状态或中间电压被输入到输入缓冲器中时，流通电流可以流入输入缓冲器。特别地，低电压信令的高电平可以是高电压信令的中间电压。因此，当连接在不同信号电压下操作的主机设备和扩展装置时，流通电流可以流入输入缓冲器。在下文中，高电压信令将表示为HVS，而低电压信令将表示为LVS。引文列表专利文献[PTL1]WO2006/057340附图说明图1是根据第一实施例的主机设备和扩展装置的示意性框图。HVS主机表示通过高电压信令开始通信的主机1，LVS主机表示通过低电压信令开始通信的主机2，HVS装置表示通过高电压信令开始通信的扩展装置3，以及LVS装置表示扩展装置4，其取决于主机设备的类型开始选择高电压信令或低电压信令的通信；图2是表示图1所示的LVS主机和LVS装置的更详细结构的框图；图3A是示出当LVS装置附接到图1所示的HVS主机时的数据线DAT[3]的连接的框图，而图3B是示出当LVS装置附接到图1所示的LVS主机时的数据线DAT[3]的连接的框图；图4是当LVS装置附接到图1所示的LVS主机时的预处理序列的时序图；图5是当HVS装置附接到图1所示的LVS主机时的预处理序列的时序图；图6A是示出低电压信令输出的高电平变为高电压信令输入的中间电压的图，而图6B是示出当中间电压输入到图1所示的HVS装置中时流通电流发生的状态的框图；图7是示出根据第一实施例的由主机发送的LVSSD卡中的CMD8的内容的图；图8是根据第一实施例的主机的预处理和初始化序列的流程图；图9是根据第一实施例的扩展装置的预处理和初始化序列的流程图；图10是根据第一实施例的扩展装置的初始化序列的流程图；图11是根据第二实施例的当LVS装置附接到LVS主机时的预处理序列的时序图；图12是根据第二实施例的当HVS装置附接到LVS主机时的预处理序列的时序图；图13是根据第二实施例的当LVS装置附接到HVS主机时的预处理序列的时序图；图14是根据第二实施例的当LVS装置附接到HVS主机时的预处理序列的另一示例的时序图；图15是示出根据第三实施例的用于LVS装置的输入/输出缓冲器的结构示例的框图；图16A是描述根据第四实施例的LVS识别模式的周期的时序图，而图16B是在初始化时由HVS主机提供的时钟和在识别序列中由HVS主机发出的时钟的时序图；图17是描述根据第五实施例的当LVS装置附接到LVS主机时的LVS识别序列的时序图；图18是描述根据第五实施例的当HVS装置附接到LVS主机时的LVS识别序列的时序图；图19是根据第五实施例的扩展装置的LVS识别序列和初始化序列的流程图；图20是根据第五实施例的扩展装置的LVS识别序列和初始化序列的流程图；图21是根据第五实施例的主机的LVS识别序列和初始化序列的流程图；图22是根据第五实施例的主机的LVS识别序列和初始化序列的流程图；以及图23是示出根据第六实施例的当LVS装置附接到LVS主机时的数据线DAT[2]的连接的框图。具体实施方式通常，根据一个实施例，扩展装置被提供来自主机的第一电源电压，并经由时钟、命令/响应和数据的信号与主机通信。前述信号的输入/输出信号电平，第一电压信令和低于第一电压信令的第二电压信令可用于通信。扩展装置包括：电源/接地端子，其由来自主机的电力供电；时钟端子，其输入时钟；命令端子，其接收命令并发送响应；多个数据端子，其执行数据的输入和输出；I/O基元单元，其连接到时钟端子，命令端子和数据端子；时钟控制单元，其能够确定输入到时钟端子的时钟数量；信号电压控制单元，其控制I/O基元单元的输入/输出信号的电平以及控制用于确定输入信号的高电平(High)/低电平(Low)的阈值。连接到时钟端子的I/O基元被初始设置为第二电压信令的阈值，并且连接到命令端子的I/O基元和连接到数据端子的I/O基元被初始设置为采用作为输入的第一电压信令操作。当时钟控制单元检测一个时钟脉冲的接收时，信号电压控制单元在第一数据端子的电压电平被反转的方向上驱动第一数据端子的I/O基元。下面将参考附图详细说明主机设备和扩展装置的示例性实施例。本专利技术不限于以下实施例。这里的扩展装置是指通过被附接到主机设备中的插槽而能够从外部将其功能添加到主机设备的装置。功能的外部添加可以是主机设备不具有的功能的添加，或者可以是主机装置具有的功能的增强。扩展装置仅在被连接到主机设备时才操作，并且不能以自主方式单独操作。也就是说，扩展装置可以从主机设备接收电力，时钟和命令，并且返回对命令的响应或者发送和接收数据。插槽可以包括电力端子，时钟端子，命令端子和数据端子。时钟端子，命令端子和数据端子可以用作信号端子。将扩展装置附接到主机设备使得可以改善主机设备的功能的多样性和灵活性。扩展装置可以是存储卡或I/O卡。例如，I/O卡的功能可以包括GPS，相机，Wi-Fi(注册商标)，FM收音机，以太网(注册商标)，条形码读取器，蓝牙(注册商标)等。主机设备具有作为扩展装置的接收器的插槽，并且可以经由插槽发送电力，时钟和命令，接收对命令的响应，以及发送和接收数据。主机设备可以是个人计算机，诸如智能电话的移动信息终端，诸如打印机或复印机的外围设备，或诸如冰箱或微波炉的家用信息电器。然而，本专利技术不限于这些实施例。(第一实施例)图1是根据第一实施例的主机设备和扩展装置的示意性框图。图1示出主机1和2以及扩展装置3和4，其中提取它们各自的接口单元，主机1、2和扩展装置3、4通过该接口单元经由电力，时钟，命令/响应和数据的总线接口信号进行通信。参考图1，扩展装置3和4可拆卸地连接到主机1和2。主机1可以使用扩展装置3和4。主机1可以向扩展装置3和4发送命令以初始化装置，并从扩展装置3和4接收响应。主机2可以使用扩展装置4但不能使用扩展装置3。主机2可以向扩展装置4发送命令以初始化装置并且从扩展装置4接收响应。主机1和扩展装置3和4可以通过高电压信令相互通信，而主机2和扩展装置4可以通过低电压信令通信。例如，高电压信号可以被设定为接近3.3V，并且低电压信令可以被设定为接近1.8V。高电压信令是在高电压下传输的信号，而低电压信令是在低电压下传输的信号。信号可包括时钟CLK，数据DAT[3：0]和命令CMD。电源电压经由电源线VDD从主机1和2提供给扩展装置3和4。电源电压可以被设定为高电源电压。例如，电源电压可以被设定为3.3V(2.7至3.6V)。扩展装置3在初始化开始时通过高电压信令操作，并且可以在初始化中间将信号电平从高电压信令切换到低电压信令。例如，主机1和扩展装置3可以按照用于SD卡的UHS-I标准操作。与高电压信令(HVS)兼容的主机和装置将在下文中称为HVS主机和HVS装置。主机2和扩展装置4的组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种扩展装置，被配置为被提供来自主机的第一电源电压，并且通过第一电压信令和低于所述第一电压信令的第二电压信令经由时钟、命令/响应和数据的信号与所述主机通信，所述第一电压信令和所述第二电压信令能够用作所述信号的输入/输出信号电平以用于所述通信，所述扩展装置包括：电源/接地端子，被配置为被提供来自所述主机的电力；时钟端子，被配置为输入所述时钟并且被初始地设定为所述第二电压信令的阈值；命令端子，被配置为接收所述命令并且发送所述响应；多个数据端子，被配置为执行所述数据的输入和输出；I/O基元单元，被连接到所述时钟端子，所述命令端子和所述数据端子；时钟接收单元，能够确定输入到所述时钟端子的时钟的种类；以及信号电压控制单元，被配置为控制所述I/O基元单元的信令，其中，当所述时钟接收单元检测时钟脉冲并且所述信号电压控制单元识别所连接的主机信令时，所述信号电压控制单元将所述I/O基元单元设定为等效于所连接的主机信令的所述第一电压信令或所述第二电压信令，并且在所述第二电压信令就绪之后，所述信号电压控制单元将所述第一数据端子驱动为高电平。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.16 JP 2016-0520001.一种扩展装置，被配置为被提供来自主机的第一电源电压，并且通过第一电压信令和低于所述第一电压信令的第二电压信令经由时钟、命令/响应和数据的信号与所述主机通信，所述第一电压信令和所述第二电压信令能够用作所述信号的输入/输出信号电平以用于所述通信，所述扩展装置包括：电源/接地端子，被配置为被提供来自所述主机的电力；时钟端子，被配置为输入所述时钟并且被初始地设定为所述第二电压信令的阈值；命令端子，被配置为接收所述命令并且发送所述响应；多个数据端子，被配置为执行所述数据的输入和输出；I/O基元单元，被连接到所述时钟端子，所述命令端子和所述数据端子；时钟接收单元，能够确定输入到所述时钟端子的时钟的种类；以及信号电压控制单元，被配置为控制所述I/O基元单元的信令，其中，当所述时钟接收单元检测时钟脉冲并且所述信号电压控制单元识别所连接的主机信令时，所述信号电压控制单元将所述I/O基元单元设定为等效于所连接的主机信令的所述第一电压信令或所述第二电压信令，并且在所述第二电压信令就绪之后，所述信号电压控制单元将所述第一数据端子驱动为高电平。2.根据权利要求1所述的扩展装置，其中，所述时钟接收单元在开启电源后检测到一个时钟脉冲的接收或连续两个或更多个时钟的接收，其中，当检测到两个或更多个时钟时，所述信号电压控制单元识别出所连接的主机使用所述第一电压信令，以及当未识别出使用所述第一信号电压的主机时，所述信号电压控制单元识别出所连接的主机使用所述第二电压信令。3.根据权利要求2所述的扩展装置，其中，当所述时钟接收单元检测到一个时钟脉冲时，其测量所述时钟脉冲的高电平宽度，并且当所述时钟脉冲的所述高电平宽度小于预定值时，所述信号电压控制单元识别出所连接的主机使用所述第一电压信令，以及当未识别出使用所述第一信号电压的主机时，所述信号电压控制单元识别出所连接的主机使用所述第二电压信令。4.根据权利要求3所述的扩展装置，其中，当所述时钟脉冲的高电平宽度大于预定值时，所述信号电压控制单元参考所述命令端子和所述数据端子的每个信号电平，当所有参考的信号的电平不是低电平时，所述信号电压控制单元识别出所连接的主机使用所述第一电压信令，以及当未识别出使用所述第一信号电压的主机时，所述信号电压控制单元识别出所连接的主机使用所述第二电压信令。5.根据权利要求1所述的扩展装置，包括选择器，被配置为选择所述第一电源电压或低于所述第一电源电压的第二电源电压，并且将所选择的电源电压提供给所述I/O基元单元，其中所述信号电压控制单元控制所述选择器以将所述第一电源电压提供给所述I/O基元单元作为初始设定，并且当所述信号电压控制单元设定所述I/O基元单元以在所述第二电压信令中操作时，控制所述选择器以将所述第二电源电压提供给所述I/O基元单元。6.根据权利要求5所述的扩展装置，其中，所述扩展装置被提供来自所述主机的所述第二电源电压，或者通过调节器从所述第一电源电压产生所述第二电源电压。7.根据权利要求1所述的扩展装置，其中，当所述信号电压控制单元设定所述I/O基元单元以在所述第一电压信令中操作时，所述第一电源电压被提供给所述I/O基元单元并且根据所述第一电压信令设定输入阈值，以及当所述信号电压控制单元设定所述I/O基元单元以在所述第二电压信令中操作时，所述第二电源电压被提供给I/O基元单元并且根据所述第二电压信令设定输入阈值。8.根据权利要求1所述的扩展装置，还包括命令控制单元，被配置为接收来自所述主机的命令并且经由所述命令端子向所述主机发送对所述命令的响应，其中在接收到电压识别命令时，所述命令控制单元读取用于识别是否在所述第一电压信令或所述第二电压信号下执行当前通信的信息，作为设定为所述电压识别命令的自变量的信息，以及当所述扩展装置没有错误并且支持由所述自变量指示的所述信号电压时，所述命令控制单元在与所述电压识别命令的所述信号电压相同的信号电压下返回响应，并且当所述扩展装置具有任何错误或不支持由所述自变量指示的所述信号电压时，所述命令控制单元不返回响应。9.根据权利要求1所述的扩展装置，包括连接在所述第一电压电源和所述第二数据端子之间并且能够被电性断开的装置检测电阻器，其中所述扩展装置经由所述装置检测电阻器初始地上拉所述第二数据端子，以及当所述信号电压控制单元设定所述I/O基元单元以在所述第二电压信令中操作时，所述扩展装置将所述装置检测电阻器与所述第二数据端子电性断开。10.一种主机设备，被配置为向装置提供第一电源电压并且经由时钟，命令/响应，以及数据的信号与所述装置通信，第一电压信令和低于所述第一电压信令的第二电压信令能够用作所述信号的输入/输出信号电平以用于通信，所述主机设备包括：电源/接地端子，被配置为向所述装置提供电力；时钟端子，被配置为输出所述时钟；命令端子，被配置为发送所述命令并接收所述响应；多个数据端子，被配置为执行所述数据的输入和输出；I/O基元单元，被连接到所述时钟端子，所述命令端子以及所述数据端子；以及装置检测单元，被配置为检测所述装置是否在所述第二电压信令下可通信，其中所述主机设备初始地将所述时钟端子，所述命令端子和除第一数据端子以外的所述多个数据端子设定为低电平，所述第一数据端子经由电阻器在所述第二电压信令下被下拉，所述装置检测单元向所述时钟端子输出一个时钟脉冲，当在提供所述一个时钟脉冲经过预定时间周期之后所述第一数据端子的信号电平已经被反转时，所述主机设备开始所述装置的初始化，以及当所述第一数据端子的电平未被改变时，所述主机设备不初始化所述装置。11.根据权利要求10所述的主机设备，其中，所述一个时钟脉冲的高电平周期长于预定值，所述预定值比所述装置的所述初始化时的最低频率处的所述时钟的高电平周期更长。12.根据权利要求10所述的主机设备，还包括命令控制单元，被配置为从所述命令端子发出所述命令并接收对所述命令的响应，其中所述主机设备向所述装置发送电压识别命令，其中用于识别出在所述第二电压信令下执行的当前通信的信息被设定为自变量，以及当接收到对所述电压识别命令的响应时，所述主机设备继续所述装置的所述初始化，并且当没有接收到对所述电压识别命令的响应时，所述主机设备停止所述装置的所述初始化并且停止电力供应。13.一种扩展装置，被配置为被提供来自主机的第一电源电压并且经由时钟，命令/响应和数据的信号与所述主机通信，第一信号电压和低于所述第一信号电压的第二信号电压能够用作所述信号的输入/输出信号电平以用于通信，所述扩展装置包括：电源/接地端子，被配置提供来自所述主机的电力；时钟端子，被配置为输入所述时钟；命令端子，被配置为接收所述命令并且发送所述响应；多个数据端子，被配置为执行所述数据的输入和输出；I/O基元单元，被连接到所述时钟端子，所述命令端子和所述数据端子；时钟接收单元，能够确定输入到所述时钟端子的时钟的种类；以及信号电压控制单元，被配置为控制所述I/O基元单元的所述输入/输出信号的电平并且控制用于确定所述输入信号的高电平/低电平的阈值，其中连接到所述时钟端子的I/O基元被初始地设定为所述第二信号电压的阈值，连接到所述命令端子的I/O基元和连接到所述数据端子的I/O基元被初始地设定为以所述第一信号电压作为输入来操作，以及当所述时钟接收单元检测到一个时钟脉冲的接收时，所述信号电压控制单元在所述第一数据端子的所述电压电平被反转的方向上驱动所述第一数据端子的所述I/O基元。14.根据权利要求13所述的扩展装置，其中，当所述时钟接收单元检测到所述一个时钟脉冲的接收时，所述信号电压控制单元参考第二数据端子或所述命令端子的信号电压电平，并且当所述信号电压电平为高电平时，设定所述I/O基元单元以在所述第一信号电压下操作，以及当所述信号电压电平为低电平时，设定所述I/O基元单元以在所述第二信号电压下工作。15.根据权利要求13所述的扩展装置，其中，所述一个时钟脉冲的脉冲宽度大于以恒定周期连续输入到所述时钟端子的时钟脉冲的脉冲宽度。16.根据权利要求14所述的扩展装置，其中，当所述时钟接收单元在所述信号电压控制单元设定所述I/O基元的所述电压之前检测到两个或更多个时钟的接收时，所述信号电压控制单元设定所述I/O基元单元以在所述第一信号电压电平中操作。17.根据权利要求13所述的扩展装置，包括电路，被配置为在检测到所述一个时钟脉冲时测量施加到所述时钟端子的脉冲的宽度，以确定当所述脉冲宽度大于预定值时所述一个时钟脉冲被检测到。18.根据权利要求16所述的扩展装置，包括选择器，被配置为选择所述第一电源电压或低于所述第一电源电压的第二电源电压，并且将其作为电力提供给所述I/O基元单元，其中，所述信号电压控制单元控制所述选择器以提供所述第一电源电压作为初始设定，并且当所述I/O基元单元被设定为在所述第二信号电压下操作时，控制所述选择器以提供所述第二电源电压。19.根据权利要求18所述的扩展装置，其中，所述扩展装置被提供来自所述主机的所述第二电源电压，或者通过调节器从所述第一电源电压产生所述第二电源电压。20.根据权利要求13所述的扩展装置，还包括命令控制单元，被配置为接收来自所述主机的命令并经由所述命令端子向所述主机发送对所述命令的响应，其中在接收到电压识别命令时，所述命令控制单元读取用于识别是否在所述第一信号电压或所述第二信号电压下执行当前通...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤本曜久，
申请(专利权)人：东芝存储器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP