(57)【要約】      （修正有）【課題】メディアを過電流から保護するメディアコントローラを提供する。【解決手段】ホスト機器に搭載され、ホスト機器とホスト機器に接続されたメディア間のデータの送受信を制御するメディアコントローラ１００であって、メディアへの電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチ３１と、スイッチからメディアに流れる過電流を検出する過電流検出回路３２と、を備えたパワースイッチ３と、メディアがホスト機器に接続されたときに、電力の供給を開始させるパワー制御信号を出力するメディア制御部２と、パワー制御信号に従って、スイッチのオン／オフの切り替えを制御するパワー制御部４と、を有し、パワー制御部４は、過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときにスイッチをオンからオフに切り替える。【選択図】図１
2010218003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホスト機器に搭載され、前記ホスト機器と前記ホスト機器に接続されたメディア間のデータの送受信を制御するメディアコントローラであって、
前記メディアへの電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチと、前記スイッチから前記メディアに流れる過電流を検出する過電流検出回路と、を備えたパワースイッチと、
前記メディアが前記ホスト機器に接続されたときに、電力の供給を開始させるパワー制御信号を出力するメディア制御部と、
前記パワー制御信号に従って、前記スイッチのオン／オフの切り替えを制御するパワー制御部と、
を有し、
前記パワー制御部は、前記過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときに前記スイッチをオンからオフに切り替える、ことを特徴とするメディアコントローラ。
【請求項２】
前記第１の所定時間は、ユーザにより設定される、請求項１に記載のメディアコントローラ。
【請求項３】
前記パワー制御部は、前記メディアへの電力供給を開始してから第２の所定時間が経過したときのみ、前記過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときの前記スイッチのオンからオフへの切り替えを実行する、請求項１に記載のメディアコントローラ。
【請求項４】
前記第２の所定時間は、ユーザにより設定される、請求項３に記載のメディアコントローラ。
【請求項５】
前記メディアにデータを送信し且つ前記メディアから送信されるデータを受信するＩ／Ｏセルをさらに有し、
前記パワースイッチから出力される電力を前記Ｉ／Ｏセルに供給する、請求項１に記載のメディアコントローラ。
【請求項６】
前記パワー制御部は、前記過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときに前記メディア制御部にエラー割り込み信号を出力し、
前記メディア制御部は、前記パワー制御部からエラー割り込み信号を受信すると、前記ホスト機器に対してエラー割り込み信号を出力する、請求項１に記載のメディアコントローラ。
【請求項７】
前記パワースイッチ、前記パワー制御部、及び前記メディア制御部のうち少なくとも一つを制御して、前記パワースイッチの動作をテストするテスト制御部をさらに有する、請求項１に記載のメディアコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリカードなどのメディアを制御するメディアコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
メディア（例えば、メモリカード）とデータの送受信を行うホスト機器（例えば、パソコン）は、メディアのリード／ライトを制御するメディアコントローラと、メディアへの電力供給のオン／オフを切り替えるパワースイッチと、を備えている。メディアは、ホスト機器に接続されて、ホスト機器のパワースイッチから電力を供給されることにより動作し、ホスト機器とデータの送受信を行っている。
【０００３】
また、モータ駆動用のインバータの分野において、インバータ部を構成するパワースイッチング素子に過電流が流れてパワースイッチング素子が破壊されることを防止する過電流保護回路がある（特許文献１参照）。この過電流保護回路は、インバータ部に流れる過電流を検出し、過電流が所定の時間継続して流れ、且つ、過電流の値の変化率が所定の値より小さくなったときに、パワースイッチング素子のゲート入力を遮断している。すなわち、過電流保護回路とタイマー回路の信号に基づいて、パワースイッチの出力を制御している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
データを格納するメディアとして、ＰＣカード、ＳＤカード、Memory Stick、及びxD_Pictureなどの様々な種類のメモリカードがメーカーにより製造されている。メディアの特性はメーカー毎に異なるため、メディアの特性によって、メディアが動作中にホスト機器からメディアに過電流が流れ続けることがある。過電流が流れ続けると、メディアが破壊されるおそれがある。しかし、メディアを過電流から保護するような機能は従来のホスト機器には存在しなかった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、その目的とするところは、メディアを過電流から保護するメディアコントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ホスト機器に搭載され、ホスト機器とホスト機器に接続されたメディア間のデータの送受信を制御するメディアコントローラであって、メディアへの電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチと、スイッチからメディアに流れる過電流を検出する過電流検出回路と、を備えたパワースイッチと、メディアがホスト機器に接続されたときに、電力の供給を開始させるパワー制御信号を出力するメディア制御部と、パワー制御信号に従って、スイッチのオン／オフの切り替えを制御するパワー制御部と、を有し、パワー制御部は、過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときにスイッチをオンからオフに切り替える、ことを特徴とする。
【０００７】
第１の所定時間は、ユーザにより設定されてもよい。
【０００８】
パワー制御部は、メディアへの電力供給を開始してから第２の所定時間が経過したときのみ、過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときのスイッチのオンからオフへの切り替えを実行してもよい。
【０００９】
第２の所定時間は、ユーザにより設定されてもよい。
【００１０】
メディアにデータを送信し且つメディアから送信されるデータを受信するＩ／Ｏセルをさらに有し、パワースイッチから出力される電力をＩ／Ｏセルに供給してもよい。
【００１１】
パワー制御部は、過電流検出回路が過電流を検出してから第１の所定時間が経過したときにメディア制御部にエラー割り込み信号を出力し、メディア制御部は、パワー制御部からエラー割り込み信号を受信すると、ホスト機器に対してエラー割り込み信号を出力してもよい。
【００１２】
パワースイッチ、パワー制御部、及びメディア制御部のうち少なくとも一つを制御して、パワースイッチの動作をテストするテスト制御部をさらに有してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、メディアへの電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチとメディアに流れる過電流を検出する過電流検出回路とを備えたパワースイッチを備え、過電流検出回路が所定時間以上過電流を検出したときに、メディアへの電力供給を停止するようにしている。よって、過電流がメディアに流れ続けて、メディアが過電流により破壊されることを防止することができる。すなわち、メディアを過電流から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のメディアコントローラを示すブロック図
【図２】メディアコントローラのパワー制御部による制御を示すフローチャート
【図３】種々の波形を示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態のメディアコントローラは、ホスト機器（本実施形態において、パソコン）に設けられて、ホスト機器に接続されたメディア（本実施形態において、メモリカード）を制御するものであって、メディアを過電流から保護する機能を備えたことを特徴とする。
【００１６】
１．  メディアコントローラの構成
図１に、本実施形態のメディアコントローラ及びメディアコントローラにより制御されるメディアを示す。メディアコントローラ１００により制御されるメディア２００は、ＰＣカード、ＳＤカード、Memory Stick、及びxD_Pictureなどのメモリカードである。
【００１７】
メディアコントローラ１００は、データの入出力を行うＩ／Ｏセル群１と、Ｉ／Ｏセル群１のデータの入出力を制御するメディア制御部２と、を有する。Ｉ／Ｏセル群１は、メディア２００と電気的に接続して、ホスト機器内のデータをメディア２００に送信し且つメディア２００から送信されたデータを受信する。メディア制御部２は、ホスト機器の制御に基づいて、ホスト機器内のデータをＩ／Ｏセル群１を介してメディア２００に伝送し且つＩ／Ｏセル群１に入力されたデータをホスト機器の内部に伝送する。メディア制御部２は、さらに、メディア２００への電力供給の開始／停止を制御するパワー制御信号を出力する。具体的には、メディア制御部２は、メディア２００がＩ／Ｏセル群１に接続されたことを検知すると、メディア２００への電力供給を開始するパワー制御信号を出力し、メディア２００が非接続状態になったことを検知すると、メディア２００への電力供給を停止するパワー制御信号を出力する。また、メディア制御部２は、エラー割り込み信号を入力すると、メディア制御部２内においてエラー処理を行うと共に、ホスト機器に対してエラー割り込み信号を出力する。エラー割り込み信号を受け取ったホスト機器は、エラー割り込み信号をトリガーとして、ホスト機器内のドライバによりエラー処理を行う。例えば、メディア制御部２にデータの送受信を中止させる。
【００１８】
メディアコントローラ１００は、さらに、メディア２００への電力供給のオン／オフを切り替えるパワースイッチ３と、メディア制御部２から出力されるパワー制御信号に基づいてパワースイッチ３を制御するパワー制御部４と、を有する。パワースイッチ３は、パワー制御部４から出力されるスイッチ切替信号に基づいて、メディア２００への電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチ３１と、スイッチ３１の両端の電位差を測ることにより、メディア２００に流れる過電流を検出する過電流検出回路３２と、を有する。本実施形態において、スイッチ３１は、トランジスタである。スイッチ３１がオンのとき、電源電圧Ｖｃｃがメディア２００に供給される。これと同時に、電源電圧ＶｃｃがＩ／Ｏセル群１に供給される。パワースイッチ３をメディアコントローラ１００に内蔵しているため、Ｉ／Ｏセル群１の電源をメディアコントローラ１００の内部から供給することが可能になり、Ｉ／Ｏセル群１において外部からの電力を入力するための電源入力端子が不要となる。過電流検出回路３２は、メディア２００に過電流が流れていることを検出すると、過電流が流れていることを示すエラー信号を出力する。
【００１９】
パワー制御部４は、メディア制御部２から出力されるパワー制御信号に従って、スイッチ３１のオン／オフを切り替えるスイッチ切替信号を出力するパワー切替部４１と、内部クロックを用いて時間をカウントするカウンタ４２と、を有する。メディアコントローラ１００は、所定時間αと所定時間βをそれぞれ示す所定の閾値を格納したレジスタ６をさらに備えている。所定時間αは、電源供給開始直後に過電流検出回路３２から出力されるエラー信号を無視するための閾値であって、本実施形態においては１６ｍｓｅｃである。所定時間βは、電源供給の停止を過電流の検出時間に基づいて設定するための閾値であって、本実施形態においては８ｍｓｅｃである。所定時間βが長すぎるとメディア２００を破壊してしまうおそれがあり、短すぎるとメディアを安定して動作させることができなくなるため、所定時間βの長さは、メディア２００が安定して動作でき、且つ、メディア２００の破壊を防ぐ時間に設定することが好ましい。
【００２０】
カウンタ４２は、電力供給の開始を指示するパワー制御信号を入力してからの時間Ｔ１と、過電流検出回路３２からエラー信号が出力されている時間Ｔ２とをそれぞれ、内部クロックを用いてカウントする。なお、カウンタ４２で使用される内部クロックは、他の動作条件で停止しないものであるが、メディアの電源がＯＦＦの時は停止してもよい。パワー切替部４１は、レジスタ６に格納されている閾値とカウンタ４２のカウント値とを比較して、スイッチ切替信号及びエラー割り込み信号の出力を制御する。具体的には、パワー切替部４１は、電力供給の開始を指示するパワー制御信号を入力してからの時間Ｔ１（すなわち、スイッチ３１をオンに切り替えるスイッチ切替信号を出力してからの時間）が所定時間αを超えており、且つ、エラー信号を入力されている時間Ｔ２が所定時間βを超えたときに、スイッチ３１をオフに切り替えるスイッチ切替信号をパワースイッチ３に出力する。またこれと同時に、エラー割り込み信号をメディア制御部２に出力する。
【００２１】
上記の構成において、過電流検出回路３２、パワー切替部４１、カウンタ４２、及びレジスタ６により、本実施形態における過電流保護機能を実現する。
【００２２】
メディアコントローラ１００は、さらに、パワースイッチ３、パワー制御部４、及びメディア制御部２を制御することにより、パワースイッチ３の動作をテストするテスト制御部５をさらに有する。テスト制御部５は、ホスト機器が出荷される前に、パワー制御部４、パワースイッチ３、及びメディア制御部２を制御して、パワースイッチ３が正常に動作するかどうかをテストする。具体的には、例えば、テスト制御部５は、過電流検出回路３２にエラー信号を強制的に出力させる。また、メディア制御部２に電力供給の開始を指示するパワー制御信号を強制的に出力させたり、又は、パワー制御部４にオンに切り替えるスイッチ切り替え信号を強制的に出力させて、スイッチ３１を強制的にオンにさせる。このとき、レジスタ６に格納されている所定時間α及び所定時間βを示す閾値をそれぞれ様々な値に設定して、エラー発生時のテストを行ってもよい。例えば、所定時間α及び所定時間βの値を大きくしておくことにより、パワースイッチ３からエラー信号が出力されていても、エラー信号を強制的に無視して、スイッチ３１のオンを指示するスイッチ切り替え信号を出力し続けさせてもよい。
【００２３】
２．  メディアコントローラの動作
図２に、パワー制御部４の制御を示す。メディア２００がホスト機器に挿入されてＩ／Ｏセル群１と電気的に接続されると、メディア制御部２は、メディア２００への電力供給の開始を指示するパワー制御信号を出力する。パワー制御部４は、メディア制御部２からのメディア２００への電力供給の開始を指示するパワー制御信号を入力したかどうかを判断する（Ｓ２０１）。電力供給の開始を指示するパワー制御信号を入力した場合、パワー制御部４は、スイッチ３１をオンに切り替えるスイッチ切替信号を出力する（Ｓ２０２）。これにより、スイッチ３１はオンに切り替わり、電源電圧Ｖｃｃによる電力がメディア２００に供給される。また、カウンタ４２は、内部クロックを用いて、電源を供給してからの時間Ｔ１をカウントし始める。
【００２４】
過電流検出回路３２は、メディア２００に過電流が流れていることを検出すると、エラー信号を出力する。パワー制御部４は、過電流検出回路３２からのエラー信号を入力したかどうかを判断する（Ｓ２０３）。エラー信号が入力され始めると、カウンタ４２は、エラー信号を入力してからの時間Ｔ２をカウントし始める。エラー信号を入力した場合、パワー切替部４１は、カウンタ４２のカウント値とレジスタ６の閾値とを比較して、電源供給開始後の時間Ｔ１が所定時間αを超えたかどうかを判断する（Ｓ２０４）。
【００２５】
電源供給を開始した直後、スイッチ３１のオン抵抗が大きいため、メディア２００に流れる電流が小さくても、スイッチ３１の両端の電位差が大きくなる。そのため、この大きな電位差を検出した過電流検出回路３２は、エラー信号を出力する。しかし、実際には、メディア２００に過電流が流れているわけではない。よって、電源供給開始後の時間Ｔ１が所定時間αを超えていない場合（Ｓ２０４でＮｏ）、エラー信号は過電流によるエラーではないと判断できる。そのため、パワー制御部４は、スイッチ３１のオンを指示するスイッチ切替信号を出力し続ける（Ｓ２０２）。
【００２６】
一方、電源供給開始後の時間Ｔ１が所定時間αを超えた場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、過電流検出回路３２から出力されるエラー信号は過電流のエラーによるものと判断できる。メディア２００に過電流が長時間流れ続けると、メディア２００が破壊されるおそれがあるため、メディア２００への電力供給を停止させなければならない。一方、メディアの種類によっては、メディアの動作中に、非常に短時間の過電流が流れることがあり、過電流が流れる都度、メディア２００への電力供給を停止させていると、メディア２００を安定して動作させることができなくなる。そこで、パワー制御部４は、カウンタ４２のカウント値とレジスタ６の閾値とを比較して、エラー信号を入力してからの時間Ｔ２が所定時間βを超えたかどうかを判断する（Ｓ２０５）。
【００２７】
エラー信号を入力してからの時間Ｔ２が所定時間βを超えていない場合は（Ｓ２０５でＮｏ）、メディア２００が破壊されるおそれがないと判断できるため、スイッチ３１をオンに切り替えるスイッチ切り替え信号を出力し続ける（Ｓ２０２）。
【００２８】
エラー信号を入力してからの時間Ｔ２が所定時間βを超えた場合は（Ｓ２０５でＹｅｓ）、メディア２００が破壊されるおそれがあると判断できるため、パワー制御部４はスイッチ３１をオフに切り替えるスイッチ切替信号を出力すると共に（Ｓ２０６）、エラー割り込み信号をメディア制御部２に対して出力する（Ｓ２０７）。これにより、オフを指示するスイッチ切り替え信号に基づいて、パワースイッチ３のスイッチ３１はオフに切り替わる。よって、メディア２００に電力が供給されなくなる。また、エラー割り込み信号を受け取ったメディア制御部２は、メディア制御部２内においてエラー処理を行うと共に、ホスト機器に対してエラー割り込み信号を出力する。これにより、ホスト機器からメディア制御部２に対してデータの送受信の中止などが指示される。
【００２９】
図３に、上記の制御を行ったときの各波形のタイミングチャートを示す。図３において、（ａ）はパワー制御部４から出力されるスイッチ切替信号を示し、（ｂ）はパワースイッチ３からメディア２００に供給される電力を示し、（ｃ）はパワースイッチ３からメディア２００に流れる電流を示し、（ｄ）はパワースイッチ３から出力されるエラー信号を示し、（ｅ）はパワー制御部４から出力されるエラー割り込み信号を示す。
【００３０】
時刻ｔ１で、メディア２００がホスト機器に挿入され、メディア制御部２は電力供給の
開始を指示するパワー制御信号を出力する。パワー制御部４は、このパワー制御信号に従って、スイッチ３１をオンに切り替えるスイッチ切替信号を出力する。これにより、パワースイッチ３からメディア２００への電力供給が始まり、パワースイッチ３からメディア２００に電流が流れ始める。メディア２００への電力供給を開始した直後、過電流検出回路３２はエラー信号を出力する（時刻ｔ１〜時刻ｔ２）。しかし、このエラー信号は、過電流によるものではないため、パワー制御部４は、電力供給を開始してからの時間Ｔ１が所定時間αを超えるまでの間は、エラー割り込み信号を出力しない。
【００３１】
時刻ｔ３で、過電流が発生している。しかし、過電流が流れている時間Ｔ２は、所定時間βより短いため、パワー制御部４はエラー割り込み信号を出力しない（時刻ｔ３〜時刻ｔ４）。
【００３２】
時刻ｔ５で、再度、過電流が発生している。このときの過電流が流れている時間Ｔ２は所定時間βを超えるため、パワー制御部４はエラー割り込み信号を出力すると共に、スイッチ３１をオフに切り替える（時刻ｔ６）。
【００３３】
以上のように、本実施形態によれば、電源供給を開始してから所定時間αが経過した後に、過電流が所定時間βを超えて流れ続けると、スイッチ３１への電力供給を停止する。
【００３４】
３．まとめ
本実施形態によれば、過電流が所定時間βを超えてメディア２００に流れ続けると、スイッチ３１をオフにしてメディア２００への電力供給を停止している。よって、メディア２００を過電流から保護することができ、メディア２００の破壊を防ぐことができる。また、過電流が流れている時間が所定時間β以下の場合は、メディア２００への電力供給を継続している。これにより、メディア２００の特性に影響されず、メディア２００を安定させて動作させることができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、電源供給を開始してから所定時間αが経過するまでは、エラー信号が過電流検出回路３２から出力されていても、メディア２００への電力供給を停止させていない。よって、パワースイッチ３の立ち上がり時の不安定な出力電圧に影響されずに、メディア２００を正常に動作させることができる。
【００３６】
パワースイッチ３をメディアコントローラ１００に対して外付けにした場合、エラー信号の出力時間を計測するためには、ＣＲ遅延などを用いたタイマー回路が必要となる。この場合、タイマー回路の素子のばらつきや周囲の温度変化の影響により、正確な時間を計測することが難しい。しかし、本実施形態によれば、パワースイッチ３をメディアコントローラ１００に内蔵しているため、エラー信号の出力時間の計測に内部クロックを使用することができる。よって、正確な時間を計測することができる。これにより、より正確に電源供給の継続及び停止を制御することができる。
【００３７】
本実施形態によれば、パワースイッチ３をメディアコントローラ１００に内蔵しているため、パワースイッチ３の出力電圧を内部配線によってメディア用Ｉ／Ｏセル群１の電源として使用することができる。そのため、Ｉ／Ｏセル群１の電源入力端子を削減できる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、スイッチ切替信号をオフに切り替えると同時に、エラー割り込み信号をホスト機器に出力している。よって、ホスト機器内において、メディア２００を制御しているソフトウェアがメディア２００の電源が過電流によりオフになったことを知ることができる。これにより、メディア２００を制御しているソフトウェアがホスト機器内で異常が起こらないように後処理を行うことが可能になる。
【００３９】
また、メディアコントローラ１００にテスト制御部５を内蔵したことにより、パワースイッチ３をメディアコントローラ１００に内蔵させた構成において、パワースイッチ３のテストを容易に行うことができる。カメラ、パソコンなどのアプリケーションや接続されるメディアカードの種類によって、電源供給環境、たとえば、Ｉ／Ｏセル群１への電源供給やメディア２００とパワースイッチ３間の電源供給などに変化が生じる。そのため、パワースイッチ３自体のテストやメディアカードコントローラシステム全体のテストを実施する必要がある。このとき、例えば、パワースイッチ３がメディアコントローラ１００に内蔵されていない場合、パワースイッチ３とパワー制御部４に関連する動作テストをそれぞれ単独でしか行えないため、正確な動作テストを行うことができない。具体的には、パワースイッチ側とメディアコントローラ側で端子を用意する必要があり、さらに、アプリケーションや使用するメディアごとにテストの同期がとれないため、パワースイッチ側とメディアクロック側でのテスト信号の同期をとる必要が生じ、正確なメディアシステム全体のテストを正確に実行できない。しかし、本実施形態によれば、パワースイッチ３をメディアコントローラ１００に内蔵させているため、動作テストを正確に行うことが可能となる。本実施形態によれば、複数種類のメディアカードが搭載可能なメディアカード制御に関して、パワー制御に関連する回路がいずれのシステムでも同一の回路構成で対応でき、さらに正確なパワー制御と動作テストを実現することができる。このように、正確な動作テストを実現するメディア制御装置は、複数種類のメディアカードに対応したメディアコントローラ回路と、メディアカードに電源を供給するパワースイッチ回路と、パワースイッチの電源供給を制御するパワー制御回路と、を備え、パワースイッチ回路は、メディアコントローラ側電位と電源側電位との電位差を比較する電位差比較回路を有し、パワー制御回路は、電位差比較回路の比較結果が所定の電位差を超えた時間を内部クロックに基づいてカウントするカウンタを用いて、オフ信号を出力するタイミング値を保存するレジスタのタイミング値とカウンタ値を比較してパワースイッチ回路のオンオフを制御し、内部クロックと同期してパワー制御回路とパワースイッチ回路にテスト信号を出力し、動作テストを実行するテスト回路と、を有する。
【００４０】
なお、レジスタ６に格納される所定時間α及び所定時間βを示す閾値は、本実施形態に限定されない。また、所定時間α及び所定時間βは、ユーザにより設定されてもよい。これにより、様々なメディアを安全に動作させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本実施形態のメディアコントローラによれば、メディアを過電流から保護することができるという効果を有し、メディアとの間でデータの送受信を行うホスト機器全般に有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１      Ｉ／Ｏセル群
２      メディア制御部
３      パワースイッチ
４      パワー制御部
５      テスト制御部
６      レジスタ
３１    スイッチ
３２    過電流検出回路
４１    パワー切替部
４２    カウンタ
２００  メディア
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特許第２９８５４３１号公報
【図１】
2010218003.tif 000003
【図２】
2010218003.tif 000004
【図３】
2010218003.tif 000005