专利名称：多媒体数据储存及通讯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种多媒体数据储存及通讯装置及其判断程序，尤指一种可根据系统送出的控制信号以切换该多媒体装置工作于一适当的讯号接口模式，以控制该多媒体装置的传输速率及功率消耗。
背景技术：
按，一般的小型储存卡与主机或可携式电子装置间具有众多接口，例如CFC(Compact Flash Card)或SD(Secure Digital Card)/MMC(Multi-Media Card)等即为其中两种较为普遍的接口。然新进发展的USB接口的储存卡则具有高速传输的优点，例如美商Intel公司主导发展的ExpressCard及由国人PQI自行发展的智能棒(Intelligent Stick)系统。传统的智能棒其便是一具有USB接口的储存卡，而USB2.0版本的最高传输速率可达到每秒60M字节，但其相对缺点为较为耗电，因为并非每一种可携式电子装置皆需要那么快的速度，例如MP3播放器。传统智能棒只具有USB2.0接口，而USB 2.0接口具有VBUS、D-、D+及GND等四个端子，且具有5.0V的工作电压、一组由差动讯号D-、D+所构成的数据宽度以及60MB(字节)/秒的传输率。因为其传输率高且较为耗电，因此适用于需要大量传输数据的应用中，例如但不限于高分辨率数字相机或数字摄影机等需要传输影像的可携式电子装置中。
MMC(Multi-Media Card，下称多媒体卡)是由MMC协会所推出的协议，为一种低成本数据储存及通讯媒体，其被设计以适用于智能电话、数字相机、个人数字助理器(PDA)、数字录像机、MP3播放器、电子游戏机等。该多媒体卡具有7脚位(PIN)(注其中一脚位作为扩充用，Reserved)，目前已推展至4.0版本，在3.3版之前，其具有3.3V及1.8V的工作电压、1位时脉同步的数据宽度以及0-20MHz及26MHz的工作频率。然而为了增加其传输率，因此在4.0版规格中增加了数据的频宽，而具有1位、4位及8位的数据宽度而成为13脚位(PIN)，以及0-20MHz、26MHz及52MHz的工作频率，其最快的传输率为52MB/秒。虽然4.0版多媒体卡具有52MB/秒的传输率，但还是较USB2.0版的60MB慢，然其确实较USB2.0版本省电。因为其传输率慢但较省电，因此适用于需要较少量传输数据的应用中，例如但不限于MP3播放器、第三代行动电话等需要传输较少数据但较长的待机时间的可携式电子装置中。
然一般的多媒体卡或USB接口的储存卡，其大部分只具有一个接口，例如多媒体卡就只具有一MMC接口，USB接口的智能棒就只具有一USB界面，虽然还是可以应用于可携式电子装置中进行数字影像或MP3声音讯号的传输，但是以USB接口的高速来传送数据量较低的MP3声音讯号，却又消耗较高的电源，显得有些可惜；或者以MMC接口的较低速来传送数据量较大的影像讯号，虽然较省电但传输速度却较慢。因此，使用者选购多媒体卡或USB接口的储存卡时就需要面对上述优缺点的抉择，诚属美中不足之处。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一崭新的接口技术-智能棒接口(IntelligentStick Interface，ISI)，并利用该接口技术设计一种多媒体储存或通讯装置，其可根据主机系统送出的控制信号以切换该多媒体装置工作于一多媒体储存棒接口模式(Multi-Media Stick，MMS)或一智能型通用串行接口(SmartUSB，SUSB)模式，以控制该多媒体装置的传输速率及功率消耗。
本实用新型的另一目的在于提供上述多媒体装置系统的工作模式的判断程序，其可判断并决定该多媒体装置系工作于智能棒接口(IntelligentStick Interface)中的MMS模式或SUSB模式，以控制该多媒体储存或通讯装置的传输速率及功率消耗。
为实现上述目的，本实用新型的多媒体储存装置包括印刷电路板，用以呈载后述的组件，其一端具有一组端子可提供差动讯号(DifferentialSignals)及同步时脉的并行传输讯号(Parallel Signals)以提供作为与外部系统连接的工作接口；控制器，置于该印刷电路板上且耦接至该组端子，其根据该外部主机系统送出的控制信号以切换该组端子的讯号连接状态，上述控制信号可由一外部命令(Command)配合模式缓存器(ModeRegister)完成，以控制该多媒体储存装置的传输速率及功率消耗；以及储存媒体，置于该印刷电路板上且耦接至该控制器，用以储存数据。
为实现上述目的，本实用新型的多媒体储存装置工作模式的判断程序包括当该多媒体储存装置被插入一主机系统时，该多媒体储存装置即主动进入MMS模式；侦测主机系统是否符合MMS工作模式；若侦测到该主机系统系符合MMS模式，则进行系统的设定工作，包括各种缓存器(Register)的读取、工作时脉的设定等；若未侦测到该主机具有MMS工作模式，则设定该多媒体储存装置工作于该SUSB模式且启动确认程序(Acknowledgement)，其中的确认程序系兼容于USB 2.0规格的鸣叫程序(Chirp)以确认系统工作于USB 1.1或USB 2.0的工作模式。上述判断方式即规范了智能棒接口(ISI)的开机程序(Power On Sequence)，其不同于传统的USB或MMC的开机程序。
本实用新型提供的新接口技术称为智能棒接口(ISI)，其由10个信号所构成，并可支持两种工作模式MMS及SUSB模式，包括VPower、GND、D0、D1、D2、D3、D4、D5、CMD及CLK，其中{VPower、GND}为提供接口的工作电源，其必须满足5V，3.3V，1.8V等电压工作准位；{D0、D1}为一差动讯号组并工作于SUSB模式，其系兼容于USB接口中的{D-、D+}，其由于VPower不同于USB中的VBUS(必须且唯一为5V)，因此在高速差动讯号的品质要求规格上{D0、D1}将比{D-、D+}更为严谨，尤其当{D0、D1}工作于低电压模式下；{D2、D3、D4、D5}则为同步时脉的平行讯号组并工作于MMS模式，其可提供数据(Data)的传输；{CLK}则提供所需同步的时脉讯号，其可依据缓存器内的旗标值(Flag)选择适当的工作时脉，在智能棒接口(ISI)中的MMS模式中设计成为两种时脉，分别为0～20MHz及26MHz，其较MMC 4.0规格的时脉为低，而较低的工作时脉可以降低功率的消耗；{CMD}则为命令讯号，该指令集(Command Set)兼容但不等同于MMC 4.0规格的指令码(Card CommandClass，CCC)。因此，在本实用新型ISI接口中{VPower、GND、D0、D1}讯号组构成一SUSB操作模式；{VPower、GND、D2、D3、D4、D5、CMD、CLK}讯号组则构成一MMS操作模式。而在ISI接口中将提供CHMD(Change Mode)指令以提供主机系统更改ISI接口的工作模式差动讯号模式(SUSB)或平行讯号模式(MMS)。
改变ISI接口的工作模式，为本实用新型提供新的接口设计技术一个可随系统工作需求而变更接口的讯号传输模式。未来愈来愈多的可携式装置将整合多媒体功能于其中，例如行动通讯、无线网络服务、MP3、MPEC4、H.264等的加值服务。然对于上述不同的系统服务皆存在着不同的接口需求，其中行动通讯、MP3等语音服务便需要较低的功率消耗以取得较长的待机时间，而MPEC4、H.264等影像服务便需要较高的接口数据传输效能，以取得高影像画质的需求。因此对于单一整合型多媒体装置，能主动切换不同的接口模式乃为一崭新且必须的技术。
ISI接口技术即是整合高速的差动讯号技术与低耗电的平行讯号技术于其一，并提供模式切换程序，以满足前述整合型多媒体主机系统对不同媒体应用的需求特性。
为能进一步了解本实用新型的结构、特征及其目的，以附图及较佳具体实施例的详细说明如后。
图1为一示意图，显示本实用新型的多媒体储存装置的组合示意图。
图2为一示意图，显示本实用新型的端子12的前端及后端部分的讯号布局设计局部放大示意图。
图3为一示意图，为本实用新型的控制器用以设定MMS模式下的数据宽度的SWITCH命令格式示意图。
图4为一示意图，显示本实用新型的多媒体储存棒接口MMS模式及SUSB模式的判断程序的流程示意图。
图5为一示意图，显示本储存装置的电路方块图。
具体实施方式
请参照图1，其显示本实用新型的多媒体储存装置的组合示意图。如图所示，本实用新型的多媒体储存装置1包括印刷电路板10；控制器20；储存媒体30以及壳体40所组合而成。
其中，该印刷电路板10，用以呈载控制器20、储存媒体30等组件，其一端11外露于该壳体40，以便该外露部份11可以插置于一主机系统的连接器50中。且该外露部份11具有一组端子12，以便插接于主机系统的连接器50中时，可由该组端子12与该主机系统的连接器50中的端子导通，其中，该组端子12用以支持智能棒接口(ISI)，其包括十个端子，分别是VPower、GND、D0、D1、D2、D3、D4、D5、CMD及CLK。其中，{VPower、GND、D0、D1}布局成型于外露部分11的前端位置，共同组成为一差动讯号模式提供高速数据传输的服务；{VPower、GND、D2、D3、D4、D5、CMD、CLK}则布局成型于外露部分11的后端位置，共同组成为一低速平行讯号模式提供低耗能传输的服务，其中电源部分共同支持两种模式；请参考图2，图2表示了外露部分11的布局外观与讯号脚位的定义。
因此，多媒体储存棒(MMS，Multi-Media Stick)模式与智能型通用串行端口(Smart USB，SUSB)模式共同建构成一智能棒接口(ISI)标准。其中多媒体储存棒(MMS)模式是本实用新型参考并局部修改MMC4.0版本而成的同步时脉平行数据传输协议，且该多媒体储存棒接口(MMS)协议可兼容于该MMC4.0版本及其较低的版本；而该智能型通用串行接口(SUSB)协定亦为本实用新型参考并局部修改USB2.0版本而成的协议，且该智能型通用串行接口(SUSB)可兼容于该USB2.0版本及其较低的版本。其中，该连接器50例如但不限于具有至少10个端子，以便与ISI接口端子连接。
该控制器20，置于该印刷电路板10上且耦接至该组端子12，以控制该多媒体储存装置1的运作。当本实用新型的多媒体储存装置1经由外露部份11插接于连接器50时，其可根据主机系统经由该连接器50送出的控制信号依据适当的切换模式程序以切换该组端子12与该连接器50的连接状态，例如，当主机系统欲切换ISI接口工作模式时，下达CHMD指令给控制器20，当控制器20接收CHMD指令后，待完成所有控制器的内部工作后便将模式缓存器内的旗标值重新确认为目前的接口模式，并启动致能(Enable)另一模式，随后即经由原工作模式响应主机系统(AckCHMD)准备模式切换，此时主机便可启动另一模式与控制器20共同搭建另一工作模式。一旦成功切换成另一模式后，控制器20便更改模式缓存器内的旗标值设定成为该新模式的旗标值，并随即关闭原来工作模式的核心电路使其进入休眠状态以降低耗能。在实物操作上举例如下，当使用者经由数字相机(图未示)欲选择传送高分辨率影像数据至该多媒体储存装置1时，该数字相机便执行上述模式切换程序通知控制器20，控制器20即可切换该组端子12以SUSB模式进行高速传输，以提高该多媒体储存装置1的传输速率；反之亦然，当使用者经由该数字相机(图未示)收听MP3音乐时，该数字相机便执行上述模式切换程序通知控制器20，控制器20即可切换该组端子12以MMS模式进行低耗能传输，以增加该数字相机的待机时间。此外，该控制器20进一步具有一缓存器单元21以储存上述智能棒接口(ISI)的工作参数，并包括一内存单元22，以作为固件(Firmware)储存的硬件单元，该固件即包括MMS模式及SUSB模式的判断程序，其动作原理请参照图4，其包括两个部分一为开机程序(Power On Sequence，POS)，另一为切换程序(Mode Swap Sequence，MSS)。根据POS程序，当电源供应系统启动后，或使用者将储存装置插入主机系统连接后，控制器可确认该多媒体储存装置1所连接的主机系为支持SUSB模式或MMS模式；而利用MSS程序，主机系统便可进一步有效地对控制器20下达适当的指令以切换工作模式，当然控制器20必须利用一缓存器纪录该多媒体储存装置的版次，以提供主机系统辨识该多媒体储存装置是否支持POS程序及MSS程序。
该储存媒体30，置于该印刷电路板10上且耦接至该控制器20，用以储存例如但不限于影像或声音数据，其中该储存媒体30例如但不限于为一闪存(Flash)、只读存储器(ROM)或电子可除抹式只读存储器(EEPROM)，视该多媒体储存装置1的需要及其应用而定。
在本实用新型的一较佳实施例中，该SUSB模式具有较高的传输速率，且具有5.0V、3.3V或1.8V的工作电压(即VPower及GND间的电压差)，{D0、D1}，其采用差动方式传送信号，以及60MB/Sec的传输率；而该MMS模式则具有较低的功率消耗，且具有3.3V或1.8V的工作电压(即VPower及GND间的电压差)、1位{D2}、2位{D2、D3}及4位{D2、D3、D4、D5}的数据宽度，其可视系统需要而加以选择以及0～20MHz及26MHz的工作频率。
本实用新型的SUSB模式与标准USB 2.0接口的差别在于其可于3.3V或1.8V的工作电压下提供与5V相同的传输速率，因此可较标准USB2.0接口省电；同时具备有POS程序、MSS程序及相关模式切换的指令集的支持，凡此种种皆非传统USB 2.0接口所能取代者。另本实用新型的MMS模式与标准MMC4.0版本接口的差别在于其所提供的数据宽度可为1位、2位及4位，而标准MMC4.0版本接口则为1位、4位及8位。本实用新型不选择8位数据宽度的原因在于，标准MMC4.0版本选择8位数据宽度工作于52MHz的频率下时，其总传输率为52MBytes/sec×8＝416Mbits/Sec，比SUSB模式的60MBytes/sec×8＝480Mbits/Sec慢，亦即，在需要高速传输速率时，本实用新型即选择较快速的SUSB模式，在需要省电、低速传输时，本实用新型即选择较省电、低速的MMS模式，因此，在本实用新型的一多媒体储存棒MMS模式的实施例中，舍弃标准MMC4.0版本的8位数据宽度及52MHz的工作频率，除了SUSB模式已经提供比标准MMC4.0版本的8位数据宽度及52MHz更高的传输速率外，亦可节省ISI接口端子12的数量成为10个端子脚位(因为标准MMC4.0版本需要13个端子脚位)，而节省并简化相关连接器(Socket)的设计。
请参照图3，其参照本实用新型的控制器20用以设定该数据宽度的命令的格式示意图。如图所示，在MMS工作模式下，该控制器20利用一位宽度的指令讯号(CMD)，接收来自主机系统的SWITCH指令，以改变其MMS模式的数据宽度值，其具有一八位的自变量(Argument)值，当其十进制值为0时，表示其位宽度为一位(此为默认值)，此时只需用到端子12的D2端子；当其十进制值为1时，表示其位宽度为四位，此时则需用到D2、D3、D4及D5端子；当其值为0、1或2以外的十进值时(0～255)，例如但不限于3时，表示其位宽度为二位，此时则需用到D2及D3端子。其中1位数据宽度系为本实用新型的MMS模式的默认值，以便确保本实用新型的MMS模式可与MMC3.3及之前的版本兼容，而由上述多数据频宽的设计亦可进一步与MMC4.0部份兼容(即1位及4位的数据宽度，以及0-20MHz及26MHz的工作频率)。
请再参照图4，其显示本实用新型的MMS模式及SUSB模式的判断程序的流程示意图。如图所示，本实用新型的MMS模式及SUSB模式的判断程序包括下列步骤当多媒体储存装置1被插入主机系统连接器50时，先重置(Reset)该多媒体储存装置1进入MMS模式(步骤1)，此时该多媒体储存装置1侦测是否有一多媒体储存棒主机(MMS Host)存在(步骤2)；若侦测到该多媒体储存棒主机(MMS Host)存在，则设定该多媒体储存装置1工作于MMS模式(步骤3)，且保持该多媒体储存装置1经由连接器50的后端部分端子导通以便进行数据传送；以及若未侦测到该多媒体储存棒主机存在，则设定该多媒体储存装置1工作于SUSB模式且启动SUSB模式中的USB 2.0鸣叫(Chirp sequence)程序(步骤4)，同时切换该多媒体储存装置1的端子12与连接器50的前端部分端子导通。由如此判断程序，可使本实用新型的多媒体储存装置1于开机时先预设于较省电的多媒体储存棒(MMS)模式，当需要较高传输率的SUSB接口时(即未侦测到多媒体储存棒主机)才切换至较耗电的SUSB接口，以兼顾本实用新型的多媒体储存装置1的高传输率及省电功能。
所以，经由本实用新型的实施，由主机系统送出的控制信号指令以切换该多媒体储存装置工作于一多媒体储存棒接口模式(MMS)或一智能型通用串行端口(SUSB)模式的多媒体储存装置，以控制该多媒体储存装置的传输速率及功率消耗，因此，可解决公知内存储存装置的缺点。
由本实用新型所提供的接口技术，亦可广泛地运用在各个计算器领域，尤其对于多媒体数据的处理或通讯装置而言，例如，无线传输设备，MPEC4、H.264等影像播放纪录设备等，皆可利用本实用新型的智能棒接口(Intelligent Stick Interface)，并利用该接口中的MMS模式或一SUSB模式，以控制该多媒体处理或通讯装置的传输速率及功率消耗。
本实用新型所揭示的，乃较佳实施例，举凡局部的变更或修饰而源于本实用新型的技术思想而为熟习该项技艺的人所易于推知的，俱不脱本实用新型的专利权范畴。
权利要求1.一种多媒体储存装置，其特征在于，插接于一计算装置或可携式装置的连接器中，该多媒体储存装置包括有一印刷电路板，呈载后述的组件，其一端具有一显露于外的导电端子组布局成型于印刷电路板上，且可插接于该连接器中；一控制器，设置于该印刷电路板上且耦接至该端子组，其工作接口具有一同步时脉的平行数据传输模式及一差动讯号传输模式；以及一储存媒体，置于该印刷电路板上且耦接至该控制器。
2.如权利要求1所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该端子组包括{VPower、D0、D1、GND}讯号，其中的D0与D1为一差动讯号，VPower及GND为工作电源。
3.如权利要求1所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该端子组包括{VPower、D2、D3、D4、D5、CLK、CMD、GND}讯号，其中的D2、D3、D4与D5为一同步时脉的平行数据总线，CLK为时脉讯号，CMD为指令位，VPower及GND为工作电源。
4.如权利要求3所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该D2、D3、D4端子邻接于该VPower、D0、D1及GND端子。
5.如权利要求1所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该控制器具有一智能棒接口(Intelligent Stick Interface，ISI)，该接口具有一多媒体储存棒(MMS)模式及一智能型通用串行接口(Smart USB，SUSB)模式；并具有一储存单元。
6.如权利要求5所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该MMS模式具有3.3V或1.8V的工作电压及1位、2位或4位的数据宽度以及0～20MHz或26MHz的工作频率。
7.如权利要求5所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该SUSB模式具有较高的传输速率，且具有5.0V、3.3V或1.8V的工作电压。
8.如权利要求1所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该储存媒体为一闪存、只读存储器或电子可除抹式只读存储器。
9.如权利要求1所述的多媒体储存装置，其特征在于，其进一步包括一壳体，其包覆于该印刷电路板的外侧。
10.如权利要求1所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该装置采用智能棒结构。
11.如权利要求2所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该装置采用智能棒结构。
12.如权利要求3所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该装置采用智能棒结构。
13.如权利要求5所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该装置采用智能棒结构。
14.如权利要求8所述的多媒体储存装置，其特征在于，其中该装置采用智能棒结构。
专利摘要一种多媒体资料储存及通讯装置，插接于一计算装置或外围装置，以便与该计算装置或外围装置进行数据传输，该多媒体储存装置包括有印刷电路板，用以呈载后述的组件，其一端具有一组端子可提供差动讯号及同步时脉的并行传输讯号(ParallelSignals)以提供作为与外部系统连接的工作接口；控制器，置于该印刷电路板上且耦接至该端子，其根据该外部系统送出的控制信号以切换该组端子的讯号连接状态，以控制该多媒体储存装置的传输速率及功率消耗；以及储存媒体，置于该印刷电路板上且耦接至该控制器，用以储存数据。
文档编号G06F13/00GK2726015SQ20042009121
公开日2005年9月14日 申请日期2004年9月2日 优先权日2004年9月2日
发明者严圣舜 申请人:劲永国际股份有限公司