(57)【要約】【課題】高電圧信号に対応したホスト機器および低電圧信号に対応したホスト機器と、その両方に対応したメモリデバイスを提供する。【解決手段】メモリデバイスは、クロック信号の電圧レベルを検出し、第１信号電圧で動作するホストかより低い第２信号電圧で動作するホストかを判定し、コマンド入力の入力閾値を決定する。さらに、前記第１信号電圧および前記第２信号電圧のどちらの信号電圧を使用しているかを選択可能なパラメータとして組み込まれたコマンドにより、どちらの信号電圧を使用しているかを識別し、そのレスポンスによりホストがメモリデバイスが使用可能かどうかを識別できるようにする。これにより、ホストは、第２信号電圧で初期化を開始でき、第１信号電圧をサポートする必要がない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源、クロック、コマンド/レスポンス、データを供給・伝送するバスインターフェースを介してホストと接続でき、ホストからのコマンドに対してレスポンスを返すことができる拡張性デバイスにおいて、
第１信号電圧と、それより低い第２信号電圧のどちらかに選択可能なＩ／Ｏセル部と、
受信したクロックに対して第１信号電圧および、それより低い第２信号電圧の検出が可能なクロック電圧振幅検出部と、
コマンド受信前に検出したクロック電圧振幅検出部の結果に基づいて第１信号電圧または第２信号電圧のどちらかに入力電圧レベルの調整が可能なコマンド入力部と、
ホストからのコマンドを保持するコマンド受信部と、
前記コマンドに応答するレスポンス生成部を備える拡張性デバイス。
【請求項２】
電源電圧を第１電圧とし、電源電圧から第２電圧を作成するレギュレータ回路を備え、
前記クロック電圧振幅検出部は、電源電圧が立ち上がった後にコマンドが最初に発行される前のクロック受信期間にクロック電圧振幅を検出し、
前記クロック電圧振幅に合わせるように前記コマンドの入力Ｉ／Ｏセル電圧として第１電圧または、それより低い第２電圧を選択することでコマンドの入力の閾値電圧を第１信号電圧または第２信号電圧のどちらかに調整する請求項１に記載の拡張性デバイス。
【請求項３】
第１信号電圧か第２信号電圧のどちらが使用されているかが引数に示されている電圧識別コマンドを受信し、その引数により、前記Ｉ／Ｏセル部の電源電圧を第１電圧または第２電圧のどちらかに決定し、引数に設定された信号電圧で動作可能な場合はレスポンスを返し、動作不可能な場合はレスポンスを返さない請求項２に記載の拡張性デバイス。
【請求項４】
第１電源電圧または、それより低い第２電源電圧の両方または一方で動作が可能であり、第１電源電圧または、第２電源電圧を電源供給時に検出する電源電圧検出部と、検出した電源電圧で動作が可能な場合に電圧識別コマンドに対してレスポンスを返し、動作が不可能な場合にレスポンス返さない請求項１に記載の拡張性デバイス。
【請求項５】
第１電源電圧では第１信号電圧か第２信号電圧のどちらかが使用可能で、第２電源電圧では第２信号電圧が使用可能である組み合わせにおいて、前記電圧識別コマンドは、使用している電源電圧と信号電圧の組みが前記引数に示され、その引数により、前記Ｉ／Ｏセル部の電源電圧を第１電圧または第２電圧のどちらかに決定し、前記引数に設定された電源電圧と信号電圧で動作可能な場合はレスポンスを返し、動作不可能な場合はレスポンスを返さない請求項４に記載の拡張性デバイス。
【請求項６】
電源、クロック、コマンド/レスポンス、データを供給・伝送するバスインターフェースを介してホストと接続でき、ホストからのコマンドに対してレスポンスを返すことができる拡張性デバイスにおいて、
第１電源電圧を受ける第１電源端子と、
前記第１電源電圧より低い前記第２電源電圧を受ける第２電源端子と、
クロックを受けるクロック端子と、
入力電圧レベルとして第１電圧とそれより低い第２電圧を選択でき、前記第１電源電圧が印加されている間に前記クロックを検出した場合は、前記入力電圧レベルとして前記第１電圧を選択し、前記第１電源電圧が印加されず、前記第２電源電圧が印加されている間に前記クロックを検出した場合は、前記入力電圧レベルとして前記第２電圧を選択する選択部とを備える拡張性デバイス。
【請求項７】
電源、クロック、コマンド/レスポンス、データを供給・伝送するバスインターフェースを介してホストと接続でき、ホストからのコマンドに対してレスポンスを返すことができる拡張性デバイスにおいて、
第１電源電圧を受ける第１電源端子と、
前記第１電源電圧より低い前記第２電源電圧を受ける第２電源端子と、
クロックを受けるクロック端子と、
データを入出力するデータ端子と、
データ電圧レベルとして第１電圧とそれより低い第２電圧を選択でき、前記第２電源電圧が印加される前は前記データ電圧レベルを前記第１電圧に設定し、前記クロックが検出される前に前記第２電源電圧が印加された場合は、前記データ電圧レベルを前記第２電圧に設定する設定部とを備える拡張性デバイス。
【請求項８】
電源、クロック、コマンド/レスポンス、データを供給・伝送するバスインターフェースを介してデバイスと接続でき、発行したコマンドに対してレスポンスを受信することができるホスト機器において、
第１信号電圧と、それより低い第２信号電圧のどちらかの信号電圧を用いてクロックを供給し、前記第２信号電圧を用いた場合は、拡張性デバイスの第２電圧を生成するレギュレータが安定するまで一定時間待ってからクロックを供給し、その後前記クロックと同じ信号電圧でコマンドを発行し、前記第１信号電圧または前記第２信号電圧のどちらの信号電圧を使用しているかを引数に示す電圧識別コマンドに対するレスポンスを受信した場合は、前記レスポンスの値により前記拡張性デバイスが使用可能かどうかを判定し、前記レスポンスを受信しなかった場合は、前記拡張性デバイスが使用不可能と判定するホスト機器。
【請求項９】
第１電源電圧では第１信号電圧か第２信号電圧のどちらかが使用可能で、第１電源電圧より低い第２電源電圧では第２信号電圧が使用可能である組み合わせにおいて、前記電圧識別コマンドは、使用している電源電圧と信号電圧の組みが引数に示され、その引数に示されたのと同じ電源電圧を拡張性デバイスに供給し、同じ信号電圧でクロックとコマンドを供給する請求項８に記載のホスト機器。
【請求項１０】
第１電源電圧または、第２電源電圧のどちから一方の電圧を生成する電源電圧供給部を備え、
その生成した電源電圧を拡張性デバイスに供給し、第２信号電圧でクロックとコマンドを供給したとき、第２信号電圧でレスポンスを受信した場合は、前記拡張性デバイスが使用可能と判定し、前記電圧識別コマンドに対しレスポンスを受信しなかった場合は、前記拡張性デバイスが使用不可能と判定する請求項９に記載のホスト機器。
【請求項１１】
電源、クロック、コマンド/レスポンス、データを供給・伝送するバスインターフェースを介して拡張性デバイスと接続でき、発行したコマンドに対してレスポンスを受信することができるホスト機器において、
第１電源電圧を出力する第１電源端子と、
前記第１電源電圧より低い前記第２電源電圧を出力する第２電源端子と、
クロックを出力するクロック端子とを備え、
前記第２電源電圧を出力した後、前記クロックを出力し、前記クロックを出力した後、前記第１電源電圧を出力するホスト機器。
【請求項１２】
電源、クロック、コマンド/レスポンス、データを供給・伝送するバスインターフェースを介して拡張性デバイスと接続でき、発行したコマンドに対してレスポンスを受信することができるホスト機器において、
第１電源電圧を出力する第１電源端子と、
前記第１電源電圧より低い前記第２電源電圧を出力する第２電源端子と、
クロックを出力するクロック端子と、
データを入出力するデータ端子とを備え、
データ電圧レベルを第１電圧に設定した状態で前記クロックを出力する前に前記第２電源電圧を出力した時に、前記データ電圧レベルとして前記第１電圧より低い第２電圧を検出した場合は、前記クロックを出力し、前記データ電圧レベルとして前記第１電圧を検出した場合は、前記クロックを出力しないホスト機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ホスト機器および拡張性デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の微細化に伴ってホスト機器およびメモリデバイスの電源電圧や信号電圧の低電圧化が求められている。この時、高電圧動作に対応したホスト機器およびメモリデバイスが流通している状況で、低電圧動作に対応したホスト機器およびメモリデバイスが流通した場合、それらが混在して使用されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００６／０５７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの実施形態は、高電圧信号に対応したホスト機器および低電圧信号に対応したホスト機器と、その両方に対応した拡張性デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの実施形態によれば、クロック振幅検出部と、コマンド受信部と、レスポンス生成部とを備える。クロック振幅検出部は、第１信号電圧より低い第２信号電圧に基づいて設定されたクロック振幅を初期化開始前に検出する。コマンド受信部は、前記第１信号電圧および前記第２信号電圧のどちらの信号電圧を使用しているかを選択可能なパラメータが組み込まれたコマンドを受信する。レスポンス生成部は、前記クロック振幅に基づいて前記コマンドに応答する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１実施形態に係るホスト機器およびメモリデバイスの初期化開始動作を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るメモリデバイスの構成例を示すブロック図である。
【図３】図３（ａ）は、第１実施形態に係るメモリデバイスに送信されるクロックおよびコマンドの信号波形を示すタイミングチャート、図３（ｂ）は、第１実施形態に係るメモリデバイスの電源電圧の立ち上がり時の波形を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るホスト機器が送信するＬＶＳ ＳＤカードのＣＭＤ８の内容を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るホスト機器の初期化シーケンスを示すフローチャートである。
【図６】図６は、第１実施形態に係るメモリデバイスの初期化シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１実施形態に係るメモリデバイスの初期化シーケンスを示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１実施形態に係るホスト機器の信号電圧の範囲を示す図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係るホスト機器とメモリデバイスとの互換性を示す図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態に係るメモリデバイスのその他の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係るホスト機器およびメモリデバイスの初期化開始動作を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係るホスト機器が送信するＳＤカードの１．８Ｖ電源  ＬＶＳに対応したＣＭＤ８の内容を示す図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係るメモリデバイスの構成例を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係るホスト機器とメモリデバイスとの互換性を示す図である。
【図１５】図１５は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスの双方ともＬＶＳに対応していない時の初期化開始動作を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスのうち拡張性デバイスがＬＶＳに対応している時の初期化開始動作を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスのうちホスト機器がＬＶＳに対応している時の初期化開始動作を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスの双方がＬＶＳに対応している時の初期化開始動作を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、図１８のホスト機器および拡張性デバイスの初期化開始動作時の電源電圧、クロックおよびデータの波形を示すタイミングチャートである。
【図２０】図２０は、第３実施形態に係る拡張性デバイスの構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、図２０の拡張性デバイスの前段部の具体例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、ホスト機器がＬＶＳに対応している時の図２１の拡張性デバイスの初期化開始動作時の各部の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図２３】図２３は、ホスト機器がＬＶＳに対応していない時の図２１の拡張性デバイスの初期化開始動作時の各部の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図２４】図２４は、第４実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスの初期化開始動作時の電源電圧およびクロックの波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスを詳細に説明する。ここで言う拡張性デバイスとは、ホスト機器のスロットに拡張性デバイスを接続することにより、ホスト機器に機能を外付けできるデバイスを言う。機能の外付けは、ホスト機器が持たない機能の追加であってもよいし、ホスト機器が持っている機能の増強であってもよい。この拡張性デバイスは、ホスト機器に接続されることで動作し、拡張性デバイス単体では、自律的に動作することができない。すなわち、拡張性デバイスは、ホスト機器から電源、クロック、コマンドを受け取り、そのコマンドに応じてレスポンスを返したり、データを送受信したりすることができる。この時、スロットは、電源端子、クロック端子、コマンド端子およびデータ端子を備えることができる。この拡張性デバイスをホスト機器に接続することで、ホスト機器の機能の多様性や柔軟性を向上させることができる。この拡張性デバイスは、メモリカードであってもよいし、ＳＤＩＯカードであってもよい。ＳＤＩＯカードが提供する機能としては、例えば、ＧＰＳ、カメラ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＦＭラジオ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、バーコードリーダ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを挙げることができる。ホスト機器は、拡張性デバイスの受け口となるスロットを持ち、そのスロットを介して電源、クロック、コマンドを送ったり、そのコマンドに応じてレスポンスを受け取ったり、データを送受信したりすることができる。ホスト機器は、パーソナルコンピュータであってもよいし、スマートフォンなどの携帯情報端末であってもよいし、プリンタや複写機などの周辺機器であってもよいし、冷蔵庫や電子レンジなどの情報家電であってもよい。なお、以下の実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るホスト機器およびメモリデバイスの初期化開始動作を示すブロック図である。
図１において、ホスト１、２はデバイスを初期化するためにメモリデバイス３、４にコマンドを送り、メモリデバイス３、４からレスポンスを受信することができる。メモリデバイス３、４はホスト１、２に脱着できるように構成され、不揮発性半導体メモリにデータを保持することができる。
ここで、ホスト１およびメモリデバイス３は高電圧信号で通信し、ホスト２およびメモリデバイス４は低電圧信号で通信することができる。例えば、高電圧信号は３．３Ｖ、低電圧信号は１．８Ｖに設定することができる。なお、信号はクロック、データおよびコマンドを含むことができる。この時、ホスト１、２からメモリデバイス３、４に供給される電源電圧は高電圧に設定することができる。例えば、電源電圧は３．３Ｖに設定することができる。メモリデバイス３は、初期化開始時に高電圧信号で動作し、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に信号レベルを切り替えることができる。ホスト１およびメモリデバイス３は、例えば、ＳＤカードのＵＨＳ−Ｉ規格に準拠して動作することができる。ホスト２およびメモリデバイス４は、初期化開始時から継続して低電圧信号で動作し、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に切り替える処理をスキップすることができる。このようなＬＶＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）に対応したホストやカードをＬＶＳホスト、ＬＶＳカードと呼ぶことにする。
【０００９】
ホスト１には、信号電圧切替指示部１Ａ、信号電圧生成部１Ｂ、コマンド生成部１Ｃ、レスポンス受信部１ＤおよびＩ／Ｆ部１Ｅが設けられている。信号電圧切替指示部１Ａは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧への信号レベルの切替を指示することができる。信号電圧生成部１Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。コマンド生成部１Ｃは、ホスト１が生成する任意のコマンドを発行することができる。レスポンス受信部１Ｄは、コマンド生成部１Ｃにて発行されたコマンドに対するレスポンスを保持し、ホスト１はレスポンス値を参照することができる。Ｉ／Ｆ部１Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを送信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを送信したりレスポンスを受信したりすることができる。
【００１０】
ホスト２には、信号電圧生成部２Ｂ、コマンド生成部２Ｃ、レスポンス受信部２ＤおよびＩ／Ｆ部２Ｅが設けられている。信号電圧生成部２Ｂは、信号レベルを低電圧に設定することができる。コマンド生成部２Ｃは、ホスト２が生成する任意のコマンドを発行することができる。レスポンス受信部２Ｄは、コマンド生成部２Ｃにて発行されたコマンドに対するレスポンスを保持し、ホスト２はレスポンス値を参照することができる。Ｉ／Ｆ部２Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを送信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを送信したりレスポンスを受信したりすることができる。
【００１１】
メモリデバイス３には、信号電圧切替指示部３Ａ、信号電圧生成部３Ｂ、コマンド受信部３Ｃ、レスポンス生成部３ＤおよびＩ／Ｆ部３Ｅが設けられている。信号電圧切替指示部３Ａは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧へ信号レベルを切り替えるコマンドにより信号電圧を切り換えることができる。信号電圧生成部３Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。コマンド受信部３Ｃは、任意のコマンドを受信することができる。レスポンス生成部３Ｄは、任意のコマンドに対するレスポンスを作成し送ることができる。Ｉ／Ｆ部３Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを受信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを受信したりレスポンスを送信したりすることができる。
【００１２】
メモリデバイス４には、信号電圧切替指示部４Ａ、信号電圧生成部４Ｂ、コマンド受信部４Ｃ、レスポンス生成部４Ｄ、Ｉ／Ｆ部４Ｅおよびクロック振幅検出部４Ｆが設けられている。信号電圧切替指示部４Ａは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧へ信号レベルを切り替えることができる。信号電圧生成部４Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。コマンド受信部４Ｃは、任意のコマンドを受信することができる。レスポンス生成部４Ｄは、任意のコマンドに対するレスポンスを作成し送ることができる。Ｉ／Ｆ部４Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを受信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを受信したりレスポンスを送信したりすることができる。クロック振幅検出部４Ｆは、Ｉ／Ｆ部４Ｅを介して受信されたクロックＣＬＫＬの振幅を検出することができる。
【００１３】
そして、メモリデバイス３がホスト１に接続されたものとする。この時、ホスト１からメモリデバイス３にクロックＣＬＫＨが供給される。クロックＣＬＫＨの信号レベルは高電圧に設定される。そして、クロックＣＬＫＨが規定数だけ供給された後、ホスト１からメモリデバイス３に信号電圧確認コマンドＭＡ１が送信される。この信号電圧確認コマンドＭＡ１では、ホスト１が現在使用している高信号電圧レべルを指定する。そして、メモリデバイス３からホスト１に信号電圧確認コマンドＭＡ１に応じた信号電圧確認レスポンスＭＢ１が送信される。そして、信号電圧確認レスポンスＭＢ１がホスト１にて受信されると、ホスト１は初期化の継続が可能かどうかを判定する。ＵＨＳ−Ｉ規格に準拠している場合、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に切り替える処理（電圧切替シーケンス）が実行され、その低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンスが継続される。
【００１４】
一方、メモリデバイス４がホスト１に接続されたものとする。この時、ホスト１からメモリデバイス４にクロックＣＬＫＨが供給される。そして、メモリデバイス４において、クロックＣＬＫＨの電圧振幅が検出され、その電圧振幅に基づいて信号のコマンドラインのスレッショールド（信号の論理状態を判定するための閾値電圧）が高電圧に対応したものに決定される。そして、クロックＣＬＫＨが規定数だけ供給された後、ホスト１からメモリデバイス４に信号電圧確認コマンドＭＡ２が送信される。この信号電圧確認コマンドＭＡ２では、ホスト１が現在使用している高信号電圧レべルを指定する。そして、メモリデバイス４からホスト１に信号電圧確認コマンドＭＡ２に応じた信号電圧確認レスポンスＭＢ２が送信される。そして、信号電圧確認レスポンスＭＢ２がホスト１にて受信されると、ホスト１は初期化の継続が可能かどうかを判定する。そして、ＵＨＳ−Ｉ規格に準拠している場合、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に切り替える処理が実行され、その低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンスが継続される。
【００１５】
一方、メモリデバイス３がホスト２に接続されたものとする。この時、ホスト２からメモリデバイス３にクロックＣＬＫＬが供給される。クロックＣＬＫＬの信号レベルは低電圧に設定される。そして、クロックＣＬＫＬが規定数だけ供給された後、ホスト２からメモリデバイス３に信号電圧確認コマンドＭＡ３が送信される。この信号電圧確認コマンドＭＡ３では、ホスト２が現在使用している低電圧信号レべルを指定する。この時、ホスト２は低電圧信号のみをサポートし、メモリデバイス３は高電圧信号のみをサポートしているため、メモリデバイス３は、クロックＣＬＫＬが認識可能かどうか、信号電圧確認コマンドＭＡ３が受信可能かどうかは実装に依存する。いずれにせよ、コマンドが認識できないか、コマンドの示す信号電圧に対応していない場合は、信号電圧確認レスポンスＭＢ３が送信されず、ホスト２は、メモリデバイス３をリジェクトする。ここで、メモリデバイス３からホスト２に信号電圧確認レスポンスＭＢ３が送信されないようにすることにより、ホスト２に高電圧信号が送信されるのを防止することができ、メモリデバイス３がホスト２に接続された場合においても、ホスト２を保護することができる。
【００１６】
一方、メモリデバイス４がホスト２に接続されたものとする。この時、ホスト２からメモリデバイス４にクロックＣＬＫＬが供給される。そして、メモリデバイス４において、クロックＣＬＫＬの電圧振幅が検出され、その電圧振幅に基づいてコマンドライン信号のスレッショールドが低電圧に対応したものに決定される。そして、クロックＣＬＫＬが規定数だけ供給された後、ホスト２からメモリデバイス４に信号電圧確認コマンドＭＡ４が送信される。この信号電圧確認コマンドＭＡ４では、ホスト２が現在使用している低電圧信号レべルを指定する。そして、メモリデバイス４からホスト２に信号電圧確認コマンドＭＡ４に応じた信号電圧確認レスポンスＭＢ４が送信される。そして、信号電圧確認レスポンスＭＢ４がホスト２にて受信されると、ホスト２は初期化の継続が可能かどうかを判定する。継続可能であれば、低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンス実行される。
また、メモリデバイス４にクロック振幅検出部４Ｆを設けることにより、クロックＣＬＫＬの振幅に基づいてコマンドライン信号のスレッショールドを決定することができる。このため、低電圧信号の入力電圧範囲と高電圧信号の入力電圧範囲にオーバーラップがある場合においても、ホストはクロックもコマンドも同じ電圧レベルで送ってくるという想定から、コマンド入力の閾値電圧をクロック振幅に合わせることにより、コマンドの受信が正しく行える可能性を高めている。コマンド入力の閾値電圧の調整は、コマンドを受信する前に準備しておく必要がある。
オーバーラップがある場合、電圧検出方式では確実に低電圧信号か高電圧信号かを識別することができないため、信号電圧確認コマンド、信号電圧確認レスポンスを用いてホストとメモリデバイスが使用する信号電圧を確実に認識できるようにしている。
ここで、高信号電圧を使用しているか、低信号電圧を使用しているかを示すパラメータを信号電圧確認コマンドＭＡ４に組み込むことにより、信号電圧確認コマンドを認識でき、カードは、ホストの信号電圧がどちらの状態であるかを確実に確認することができる。また、レスポンスＭＢ４にメモリデバイスが受付けた信号電圧レベルを設定することで、それを受信したホストは、メモリデバイスが信号電圧レベルをサポートしているかどうかを認識することができる。このため、高電圧動作に対応したホスト１およびメモリデバイス３に対応しつつホスト２およびメモリデバイス４の低電圧動作化を図ることができ、ホスト２の製造に適用されるＡＳＩＣプロセスの微細化を実現することができる。
【００１７】
図２は、第１実施形態に係るメモリデバイスの構成例を示すブロック図である。なお、図２では、ＬＶＳに対応したＳＤカードを例にとった。このＳＤカード５は図１のメモリデバイス４として用いることができる。
図２において、ＳＤカード５には、電圧検出器１１、レギュレータ１２、論理回路１３、Ｉ／Ｆ回路１４およびメモリ１５が設けられている。論理回路１３は、Ｉ／Ｆ回路１４を介してメモリ１５にアクセスすることができる。論理回路１３には、Ｉ／Ｏセル１６、クロック振幅検出部１７、パワースイッチ１８、応答回路１９およびコマンド回路２０が設けられている。Ｉ／Ｏセル１６には、入力バッファＶ１、Ｖ３、Ｖ５および出力バッファＶ２、Ｖ４が設けられている。メモリ１５は、例えば、高電源電圧ＶＤＤＨに対応したＮＡＮＤフラッシュメモリを用いることができる。高電源電圧ＶＤＤＨは、例えば、３．３Ｖに設定することができる。高電源電圧ＶＤＤＨは、電圧検出器１１、レギュレータ１２、Ｉ／Ｆ回路１４、メモリ１５およびパワースイッチ１８に供給される。クロックＳＤＣＬＫは入力バッファＶ１を介して入力される。コマンドは出力バッファＶ２を介して出力されるとともに、入力バッファＶ３を介して入力される。データＤＡＴ[３：０]は出力バッファＶ４を介して出力されるとともに、入力バッファＶ５を介して入力される。
そして、高電源電圧ＶＤＤＨが電圧検出器１１にて検出されると、レギュレータ１２にて高電源電圧ＶＤＤＨが低電源電圧ＶＤＤＬに変換され、Ｉ／Ｆ回路１４およびパワースイッチ１８に供給される。また、クロック振幅検出部１７において、クロックＳＤＣＬＫの振幅が検出されることで、ホスト側でサポートされている信号が高電圧信号であるか低電圧信号であるかが判定される。そして、パワースイッチ１８において、高電圧信号であるか低電圧信号であるかに応じてセル電源ＶＤＤＩＯが切り換えられ、Ｉ／Ｏセル１６に供給される。そして、Ｉ／Ｏセル１６において、セル電源ＶＤＤＩＯに応じて信号のスレッショールドが切り換えられる。少なくともコマンドの入力Ｉ／Ｏセル電圧を選択することができる。これにより、高電圧信号が入力される場合は高電圧信号の検出を精度よく行うことが可能となるとともに、低電圧信号が入力される場合は低電圧信号の検出を精度よく行うことが可能となる。
ただし、図２には詳しく記載されていないが、ＶＤＤＩＯの選択は、クロックＳＤＣＬＫの入力電圧振幅で決定されるため、クロックＳＤＣＬＫの入力バッファの電圧は、上記のＶＤＤＩＯとは別なタイミングで切り換える必要がある。例えば、信号電圧確認コマンドの電圧を判定した後にクロックＳＤＣＬＫの入力バッファの電圧を切り換えて、信号電圧確認レスポンスを送付する手順を取る。
【００１８】
コマンドラインＣＭＤからコマンドがコマンド回路２０に入力されると、コマンド番号がデコードされ、コマンドの機能が識別されることで、そのコマンドで指定される処理が実行されるとともに、そのコマンドに対する応答指示が応答回路１９に出力される。そして、応答回路１９において、その応答指示に対するレスポンスが生成され、出力バッファＶ２を介してコマンドラインＣＭＤに出力される。ここで、コマンドが信号電圧確認コマンドＣＭＤ８である場合、コマンド引数をそのままレスポンスに載せて返すため、コマンド回路２０から応答回路１９に設定情報が伝えられる。この時、応答回路１９は、ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳで設定されている信号電圧がクロック振幅検出部１７による検出結果と合わなかった場合、ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳで設定されている信号電圧に合わせてセル電源ＶＤＤＩＯを再設定する。そして、応答回路１９は、セル電源ＶＤＤＩＯを再設定した後、応答指示に対するレスポンスを出力バッファＶ２を介してコマンドラインＣＭＤに出力する。ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳで設定されている信号電圧をサポートできない場合は、応答指示に対するレスポンスを返さない。
【００１９】
図３（ａ）は、第１実施形態に係るメモリデバイスに送信されるクロックおよびコマンドの信号波形を示すタイミングチャート、図３（ｂ）は、第１実施形態に係るメモリデバイスの電源電圧の立ち上がり時の波形を示す図である。なお、図３（ａ）および図３（ｂ）では、電源電圧が３．３Ｖ、信号電圧が１．８Ｖである場合を例にとった。
図３（ａ）および図３（ｂ）において、ＵＨＳ−Ｉ規格では、初期化開始時に信号電圧が３．３Ｖに設定される。このため、電源電圧が立ち上がった後の安定期間として最短で１ｍｓｅｃに設定される。一方、ＬＶＳホスト/カードの場合は、初期化開始前に信号電圧が１．８Ｖに設定される。このため、図２のレギュレータ１２の出力電圧が安定するまでの時間を考慮し、電源電圧が立ち上がった後の安定期間として例えば１０ｍｓｅｃに設定される。安定期間に必要な時間はレギュレータの実装に合わせて設定される。
また、ホストは、最初のコマンドを発行する前に少なくともクロックＳＤＣＬＫを７４クロックだけ供給する。この時、図２のクロック振幅検出部１７はクロックＳＤＣＬＫの電圧振幅を判定し、パワースイッチ１８はクロックと同じ信号電圧になるようにセル電源ＶＤＤＩＯを切り換えることができる。
【００２０】
図４は、第１実施形態に係るホスト機器が送信するＬＶＳ ＳＤカードのＣＭＤ８の内容を示す図である。
図４において、従来のＣＭＤ８のフィールドＶＨＳにおいて、信号電圧が３．３Ｖであることを示すコマンド引数０００１ｂが定義されている。これに対して、ＬＶＳ対応したＣＭＤ８のフィールドＶＨＳにおいて、信号電圧が１．８Ｖであることを示すコマンド引数００１０ｂが定義されている。そして、図１のメモリデバイス４がＬＶＳカードの場合、ホスト２からＣＭＤ８を受け取ると、コマンド引数００１０ｂを識別し、コマンド引数００１０ｂの内容をコピーしてホスト２にＣＭＤ８のレスポンスを返すことができる。そして、ホスト２がメモリデバイス４からＣＭＤ８のレスポンスを受け取ると、メモリデバイス４がＬＶＳカードであることを認識することができる。
一方、図１のメモリデバイス３がＵＨＳ−Ｉ規格に準拠している場合、ホスト２からＣＭＤ８を受け取ると、コマンド引数００１０ｂを識別できず、ホスト２にＣＭＤ８のレスポンスを返さない。このため、ホスト２は、メモリデバイス３がＬＶＳカードでないと認識し、メモリデバイス３をリジェクトすることができる。
また、チェックパターンについては、信号電圧が１．８Ｖであるか３．３Ｖであるかに応じて異なるチェックパターンを設定できるようにしてもよい。
【００２１】
図５は、第１実施形態に係るＬＶＳホスト機器の初期化シーケンスを示すフローチャートである。また、図５および図６では、コマンド発行とレスポンス受信を１組として記述した。ただし、ＣＭＤ０は、例外的にレスポンスを返さないコマンドである。
図５において、電源投入されると（Ｓ１）、図２のレギュレータ１２の出力電圧が安定するまで、１０ｍｓだけ待機する（Ｓ２）。次に、ホストは、コマンドＣＭＤ０を発行する（Ｓ３）。この時、クロックラインＣＬＫとコマンドラインＣＭＤは、信号電圧１．８Ｖが使われる。次に、ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳにコマンド引数００１０ｂを設定し、コマンドＣＭＤ８を発行する（Ｓ４）。次に、コマンドＣＭＤ８の発行に対するレスポンスをチェックする（Ｓ５）。ここで、ＬＶＳカードは、ＶＨＳに対応したフィールドＶＣＡを００１０ｂに設定したレスポンスを返すことができる。そして、ホストはカードから応答がない場合は、そのカードをリジェクトする（Ｓ６）。一方、コマンドＣＭＤ８の発行に対する応答において、ＶＣＡ＝００１０ｂである場合、初期化コマンドＡＣＭＤ４１を発行する（Ｓ７）。この時、低信号電圧を使用することを示すＳ１８Ｒ＝１にＡＣＭＤ４１の引数を設定する。そして、ＡＣＭＤ４１に対するレスポンス中のフィールドＤ３１を参照することでビジー状態が判定され（Ｓ８）、ビジー状態でない場合は、ＡＣＭＤ４１に対するレスポンスに含まれるビットＳ１８Ａをチェックする（Ｓ９）。ここで、Ｓ１８Ｒ＝１の場合、Ｄ３１＝１になるとホストはＳ８のループを抜けることができる。一方、Ｓ１８Ｒ＝１でない場合、Ｄ３１＝０に設定されたままとなり、ホストはＳ８のループを繰り返す。ホストが実装するタイマーによりタイムアウトが検出され、エラーと判定される。
そして、ホストは、ＡＣＭＤ４１に対するレスポンスに含まれるビットＳ１８Ａをチェックする。カードが低電圧信号に信号レベルを切り替えている場合、Ｓ１８Ａ＝０に設定される。Ｓ１８Ａをチェックした結果、Ｓ１８Ａ＝１の場合、エラー判定され（Ｓ１０）、処理が停止する。一方、Ｓ１８Ａ＝０の場合、ＵＨＳ−Ｉ規格で定義されていた電圧切替シーケンス（ＣＭＤ１１）はスキップされる。そして、コマンドＣＭＤ２の発行以降の処理が実行される（Ｓ１１）。
【００２２】
図６および図７は、第１実施形態に係るＬＶＳメモリデバイスの初期化シーケンスを示すフローチャートである。また、図７において、ＣＭＤ２以降は、コマンド受信のみ記載し、レスポンス発行は省略した。
図６において、電源投入されると（Ｓ２１）、クロックＳＤＣＬＫの電圧振幅が判定される（Ｓ２２）。そして、クロックＳＤＣＬＫの電圧振幅に基づいてセル電源ＶＤＤＩＯが切り換られ、コマンドライン信号のスレッショールドが切り換えられる。次に、ホストからコマンドＣＭＤ０を受信すると、カードはリセット動作を行う（Ｓ２３）。次に、ホストからコマンドＣＭＤ８を受信すると（Ｓ２４）、カードはフィールドＶＨＳをチェックする（Ｓ２５）。そして、フィールドＶＨＳにコマンド引数０００１ｂ、００１０ｂが設定されていない場合、レスポンスを返さない（Ｓ２６）。一方、フィールドＶＨＳに０００１ｂまたは００１０ｂが設定されている場合、ＶＣＡ＝ＶＨＳというレスポンスをホストに返す（Ｓ２７、Ｓ２７´）。図６でＳ２７以降は、ＶＨＳ＝００１０ｂの場合のシーケンスを示す。次に、コマンドＡＣＭＤ４１を受信すると、Ｓ１８Ｒ＝１かどうかをチェックする（Ｓ２８）。そして、Ｓ１８Ａ＝０に設定し、コマンドＡＣＭＤ４１のレスポンスをホストに返す（Ｓ２９）。ＡＣＭＤ４１の実行が完了していればＤ３１＝１を返し、実行を継続していればＤ３１＝０を返す。Ｓ１８Ａの値は、Ｄ３１＝１のときに有効となる。Ｄ３１＝１を返した場合、図７に示すように、コマンドＣＭＤ２の発行以降の処理が実行される（Ｓ４０）。
【００２３】
一方、Ｓ２５において、フィールドＶＨＳにコマンド引数０００１ｂが設定されている場合、ＣＭＤ８のレスポンスを返した後、図７に示すように、ホストからコマンドＡＣＭＤ４１が発行されると（Ｓ３１）、このカードはＵＨＳ−Ｉをサポートしているという想定なので、Ｓ１８Ａ＝Ｓ１８Ｒというレスポンスをホストに返す（Ｓ３２）。次に、Ｄ３１＝１かどうかを判断し（Ｓ３３）、Ｄ３１＝０の場合、Ｓ３１に戻り、Ｓ３１〜Ｓ３３の処理を繰り返す。Ｓ１８Ａの値は、Ｄ３１＝１のときに有効となる。一方、Ｄ３１＝１の場合、ＡＣＭＤ４１の実行が完了すると、Ｓ１８Ａに返した値によって動作が分かれる（Ｓ３４）。Ｓ１８Ａ＝０を返した場合、次に受信すべきコマンドはＳ４０からとなり、電圧切替シーケンスをスキップしなければならない。もしＣＭＤ１１を受信した場合はエラーとする。一方、Ｓ１８Ａ＝１を返した場合、電圧切替シーケンスに進む。そして、電圧切替シーケンスにおいて、ホストからのコマンドＣＭＤ１１を受信すると（Ｓ３５）、コマンドＣＭＤ１１に対するレスポンスを返し（Ｓ３６）、信号電圧を３．３Ｖから１．８Ｖに切り替える（Ｓ３７）。次に、エラー判定を行い（Ｓ３８）、エラーの場合は処理をストップし（Ｓ３９）、エラーでない場合はＳ４０に進む。
【００２４】
図８は、第１実施形態に係るメモリデバイスおよびホスト機器で使用される入力バッファが、入力信号に対してＨレベルと認識する電圧範囲を示す図である。
図８において、信号レベルが３．３Ｖでは、信号レベルの最大値ＶＩＨ（ｍａｘ）が電源電圧ＶＤＤに設定され、信号レベルの最小値ＶＩＨ（ｍｉｎ）が１．６８Ｖに設定される。信号レベルが１．８Ｖでは、信号レベルの最大値ＶＩＨ（ｍａｘ）が２．０Ｖに設定され、信号レベルの最小値ＶＩＨ（ｍｉｎ）が１．２７Ｖに設定される。カードは、最大値ＶＩＨ（ｍａｘ）と最小値ＶＩＨ（ｍｉｎ）との間に信号の電圧値が位置するときに、信号の論理状態を“Ｈ”レベルと判定する。この結果、信号レベルが３．３Ｖと１．８Ｖとの間で入力電圧範囲にオーバーラップが発生し、信号レベルが３．３Ｖであるか１．８Ｖであるか確実に識別することができない。このため、クロックＳＤＣＬＫの振幅に基づいてコマンドＣＭＤの信号の入力電圧スレッショールドを決定することにより、ホストが高電圧信号を低めにドライブした場合においても、コマンドを正しく受信できる可能性が高くなる。
【００２５】
図９は、第１実施形態に係るホスト機器とメモリデバイスとの互換性を示す図である。なお、ＨＶＳ（Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）は、高電圧信号（例えば、３．３Ｖ）での動作を示し、ＬＶＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）は、低電圧信号（例えば、１．８Ｖ）での動作を示し、ＨＶＳ  ｔｏ  ＬＶＳはＵＨＳ−Ｉ規格に準拠して初期化中に高電圧信号から低電圧信号に切り換える動作を示し、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）はＵＨＳ−ＩＩ規格に準拠した動作を示し、Ｎ／Ａ（Ｎｏｔ  Ａｖａｉｌａｂｌｅ）は利用不可であることを示す。
図９において、ＬＶＳホストは、ＬＶＳに対応したカードのみ使用することができる。なお、図１では、ホスト１およびメモリデバイス３がＵＨＳ−Ｉモードをサポートし、ホスト２およびメモリデバイス４がＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉモードをサポートしている場合を例にとった。ＵＨＳ−ＩＩカードも、ＵＨＳ−Ｉモードをサポートしているため、ＬＶＳをサポートすることができる。つまり、ＬＶＳ ＵＨＳ−ＩＩカードは、２つの定電圧モード、４００ｍＶ程度に低電圧化されているＵＨＳ−ＩＩモードと、１．８Ｖ程度に低電圧化されているＵＨＳ−Ｉモードの両方を持たせることができる。
【００２６】
図１０は、第１実施形態に係るメモリデバイスのその他の構成例を示すブロック図である。
図１０において、このＳＤカード５´には、図２の論理回路１３の代わりに論理回路１３´が設けられている。論理回路１３´には、図２のＩ／Ｏセル１６およびクロック振幅検出部１７の代わりにＩ／Ｏセル１６´およびクロック振幅検出部１７´が設けられている。Ｉ／Ｏセル１６´には、Ｉ／Ｏセル１６に入力バッファＶ６が追加されている。クロックＳＤＣＬＫは入力バッファＶ１、Ｖ６に並列に入力される。ここで、入力バッファＶ１、Ｖ６は、ＶＤＤＩＯに高電圧を供給しておき、この電圧は信号電圧確認コマンドを入力するまで保持しておく。入力バッファＶ１が高電圧信号（例えば、３．３Ｖ）を検出するためにスレッショールドが設定されているものとすると、入力バッファＶ６は低電圧信号（例えば、１．８Ｖ）を検出するためにスレッショールドを設定しておく。そして、クロック振幅検出部１７´は、入力バッファＶ１、Ｖ６の出力に基づいてクロックＳＤＣＬＫの振幅を検出し、ホストがカードに供給している信号が高電圧信号であるか低電圧信号であるかを判定することができる。これにより、ホストが高電圧信号を供給した場合、入力バッファＶ１でクロックＳＤＣＬＫが検出され、ホストが低電圧信号を供給した場合、入力バッファＶ６でクロックＳＤＣＬＫが検出され、Ｖ１またはＶ６のどちらかでクロックが検出され、それに応じて入力信号レベルの判定精度を向上させることが可能となる。この結果を用いて、ＶＤＤＩＯ電圧を切り換えて(少なくともコマンドラインＣＭＤの入力バッファＶ３のセル電圧を切り換えて)、コマンドラインＣＭＤの入力信号レベルを予測することで、コマンドを確実に受信できるようにすることができる。さらに信号電圧確認コマンドの結果によって、使用する信号電圧が確定され、必要があればそれに合わせてＶＤＤＩＯを再設定する。この時は、Ｖ１からＶ６のすべてのセル電圧は、確定したＶＤＤＩＯ電圧に設定される。
【００２７】
（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係るホスト機器およびメモリデバイスの初期化開始動作を示すブロック図である。
図１１において、ホスト２１、２２はデバイスを初期化するためにメモリデバイス２３、２４にコマンドを送り、メモリデバイス２３、２４からレスポンスを受信することができる。メモリデバイス２３、２４はホスト２１、２２に脱着できるように構成され、不揮発性半導体メモリにデータを保持することができる。
ここで、ホスト２１およびメモリデバイス２３は高電源電圧ＶＤＤＨで動作し、ホスト２２およびメモリデバイス２４は低電源電圧ＶＤＤＬで動作することができる。例えば、高電源電圧ＶＤＤＨは３．３Ｖ、低電源電圧ＶＤＤＬは１．８Ｖに設定することができる。また、ホスト２１およびメモリデバイス２３は高電圧信号と低電圧信号とを切り替えて動作し、ホスト２２およびメモリデバイス２４は低電圧信号で動作することができる。例えば、高電圧信号は３．３Ｖ、低電圧信号は１．８Ｖに設定することができる。ホスト２１およびメモリデバイス２３は、例えば、３．３Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉとして動作することができる。ホスト２２およびメモリデバイス３４は、例えば、１．８Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉとして動作することができる。
【００２８】
ホスト２１には、信号電圧切替指示部２１Ａ、信号電圧生成部２１Ｂ、コマンド生成部２１Ｃ、レスポンス受信部２１Ｄ、Ｉ／Ｆ部２１Ｅおよび電源電圧生成部２１Ｇが設けられている。信号電圧切替指示部２１Ａは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧への信号レベルの切替を指示することができる。信号電圧生成部２１Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。コマンド生成部２１Ｃは、ホスト２１が生成する任意のコマンドを発行することができる。レスポンス受信部２１Ｄは、コマンド生成部２１Ｃにて発行されたコマンドに対するレスポンスを保持し、ホスト２１はレスポンス値を参照することができる。Ｉ／Ｆ部２１Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを送信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを送信したりレスポンスを受信したりすることができる。電源電圧生成部２１Ｇは、高電源電圧ＶＤＤＨを生成することができる。
【００２９】
ホスト２２には、信号電圧生成部２２Ｂ、コマンド生成部２２Ｃ、レスポンス受信部２２Ｄ、電源電圧生成部２２ＧおよびＩ／Ｆ部２２Ｅが設けられている。信号電圧生成部２２Ｂは、信号レベルを低電圧に設定することができる。コマンド生成部２２Ｃは、ホスト２２が生成する任意のコマンドを発行することができる。レスポンス受信部２２Ｄは、コマンド生成部２２Ｃにて発行されたコマンドに対するレスポンスを保持し、ホスト２２はレスポンス値を参照することができる。Ｉ／Ｆ部２２Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを送信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを送信したりレスポンスを受信したりすることができる。電源電圧生成部２２Ｇは、低電源電圧ＶＤＤＬを生成することができる。
【００３０】
メモリデバイス２３には、信号電圧切替指示部２３Ａ、信号電圧生成部２３Ｂ、コマンド受信部２３Ｃ、レスポンス生成部２３Ｄ、Ｉ／Ｆ部２３Ｅおよび電源電圧検出部２３Ｈが設けられている。信号電圧切替指示部２３Ａは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧へ信号レベルを切り替えるコマンドにより信号電圧を切り換えることができる。信号電圧生成部２３Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。コマンド受信部２３Ｃは、任意のコマンドを受信することができる。レスポンス生成部２３Ｄは、任意のコマンドに対するレスポンスを作成し送ることができる。Ｉ／Ｆ部２３Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを受信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを受信したりレスポンスを送信したりすることができる。電源電圧検出部２３Ｈは、電源電圧が低電源電圧ＶＤＤＬであるか高電源電圧ＶＤＤＨであるかを検出することができる。電源電圧検出部２３Ｈは、例えば、２．５Ｖの閾値を持つ電圧比較器を持ち、２．５Ｖより上の電圧を検出すれば、高電源電圧ホストが接続されていると認識しレスポンスを返させることができるが、２．５Ｖより下と判定すれば、電源が供給されていないか、低電源電圧ホストが接続されていると認識しレスポンスを返させないようにすることができる。
【００３１】
メモリデバイス２４には、信号電圧生成部２４Ｂ、コマンド受信部２４Ｃ、レスポンス生成部２４Ｄ、Ｉ／Ｆ部２４Ｅ、クロック振幅検出部２４Ｆおよび電源電圧検出部２４Ｈが設けられている。信号電圧生成部２４Ｂは、信号レベルを低電圧に設定することができる。コマンド受信部２４Ｃは、任意のコマンドを受信することができる。レスポンス生成部２４Ｄは、任意のコマンドに対するレスポンスを作成し送ることができる。Ｉ／Ｆ部２４Ｅは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを受信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを受信したりレスポンスを送信したりすることができる。クロック振幅検出部２４Ｆは、Ｉ／Ｆ部２４Ｅを介して受信されたクロックＣＬＫＬの振幅を検出することができる。電源電圧検出部２４Ｈは、電源電圧が低電源電圧ＶＤＤＬであるか高電源電圧ＶＤＤＨであるかを検出することができる。電源電圧検出部２４Ｈは、例えば、２．５Ｖの閾値を持つ電圧比較器を持ち、２．５Ｖより上の電圧を検出すれば高電源電圧ホストが接続されていると認識し、レスポンスを返させないようにすることができる。２．５Ｖより下の電圧を検出した場合は、さらに例えば１．２Ｖの閾値を持つ別な電圧比較器を用いて、上か下かを判定することができる。そして、１．２Ｖより上であれば、低電源電圧ホストが接続されていると認識しレスポンスを返させることができるが、１．２Ｖより下であれば、十分電源が供給されていないと認識し、レスポンスを返させないようにすることができる。
【００３２】
そして、メモリデバイス２３がホスト２１に接続されたものとする。この時、ホスト２１からメモリデバイス２３に高電源電圧ＶＤＤＨが供給される。そして、電源電圧検出部２３Ｈにて高電源電圧ＶＤＤＨのサポートが確認され、メモリデバイス２３は応答可能と判定される。また、ホスト２１からメモリデバイス２３に電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１１が送信される。この電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１１では、ホスト２１がサポートする電源電圧と信号電圧を指定することができる。そして、メモリデバイス２３にてＶＨＳの設定が高電源電圧かつ、高電圧信号が検出されると、メモリデバイス２３からホスト２１に電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１１に応じた電源/信号電圧確認レスポンスＭＢ１１が送信される。そして、電源電圧確認レスポンスＭＢ１１がホスト２１にて受信されると、ホスト２１にてメモリデバイス２３が受け付けられ、高電源電圧ＶＤＤＨに基づいて初期化シーケンスが継続される。
【００３３】
一方、メモリデバイス２４がホスト２１に接続されたものとする。この時、ホスト２１からメモリデバイス２４に高電源電圧ＶＤＤＨが供給される。しかし、電源電圧検出部２４Ｈにて高電源電圧ＶＤＤＨのサポートが確認されず、メモリデバイス２４は応答不可能と判定する。ホスト２１からメモリデバイス２４に電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１２が送信されるがレスポンスが返らないため、ホスト２１にてメモリデバイス２４がリジェクトされる。
【００３４】
一方、メモリデバイス２４がホスト２２に接続されたものとする。この時、ホスト２２からメモリデバイス２４に低電源電圧ＶＤＤＬが供給される。電源電圧検出部２４Ｈにて低電源電圧ＶＤＤＬのサポートが確認されるとともに、クロック振幅検出部２４Ｆにて低電圧信号のサポートが確認され、メモリデバイス２４は応答可能と判定される。また、ホスト２２からメモリデバイス２４に電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１４が送信される。この電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１４では、ホスト２２がサポートする電源電圧と信号電圧を指定することができる。そして、メモリデバイス２４にてＶＨＳの設定が低電源電圧ＶＤＤＬで低電圧信号であると判定され、メモリデバイス２４からホスト２２に電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１４に応じた電源/信号電圧確認レスポンスＭＢ１４が送信される。そして、電源/信号電圧確認レスポンスＭＢ１４がホスト２２にて受信されると、ホスト２２にてメモリデバイス２４が受け付けられ、低電源電圧ＶＤＤＬに基づいて初期化シーケンスが継続される。
【００３５】
一方、メモリデバイス２３がホスト２２に接続されたものとする。この時、ホスト２２からメモリデバイス２３に低電源電圧ＶＤＤＬが供給される。しかし、電源電圧検出部２３Ｈにて低電源電圧ＶＤＤＬのサポートが確認されず、メモリデバイス２４は応答不可能と判定する。また、ホスト２２からメモリデバイス２３に電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１３が送信されるがレスポンスが返らないため、ホスト２２にてメモリデバイス２３がリジェクトされる。
ここで、メモリデバイス２３、２４に実装された電源電圧検出部２３Ｈ、２４Ｈと、電源電圧を指定するパラメータを電源/信号電圧確認コマンドＭＡ１１〜ＭＡ１４に組み込むことにより、高電源電圧ＶＤＤＨに対応したホスト２１とメモリデバイス２３との間の動作を保証しつつ、低電源電圧ＶＤＤＬに対応したホスト２２とメモリデバイス２４を流通させることができ、ホスト２２およびメモリデバイス２４の製造に適用されるＡＳＩＣプロセスの微細化を実現することができる。
また、ホスト２２およびメモリデバイス２４の電源電圧を下げることにより、ＡＳＩＣ電圧や信号が低電圧化された場合においても、電源電圧とＡＳＩＣ電圧/信号電圧との差を小さくすることができ、レギュレータの低消費電力化を図ることができる。
【００３６】
図１２は、第２実施形態に係るホスト機器が送信するＳＤカードの１．８Ｖ電源  ＬＶＳカードのＣＭＤ８の内容を示す図である。
図１２において、ＵＨＳ−Ｉ規格では、ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳにおいて、電源電圧が３．３Ｖ、信号電圧が３．３Ｖであることを示すコマンド引数０００１ｂが定義されている。また、３．３Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉ規格では、ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳにおいて、電源電圧が３．３Ｖ、信号電圧が１．８Ｖであることを示すコマンド引数００１０ｂが定義されている。また、１．８Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉ規格では、ＣＭＤ８のフィールドＶＨＳにおいて、電源電圧が１．８Ｖ、信号電圧が１．８Ｖであることを示すコマンド引数０１００ｂを定義することができる。
そして、図１１のメモリデバイス２４が１．８Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉ規格に準拠しているデバイスである場合、ホスト２２からＣＭＤ８を受け取ると、コマンド引数０１００ｂを識別し、コマンド引数０１００ｂの内容をコピーしてホスト２２にＣＭＤ８のレスポンスを返すことができる。そして、ホスト２２がメモリデバイス２４からＣＭＤ８のレスポンスを受け取り、ＶＣＡ＝ＶＨＳであれば、メモリデバイス２４が１．８Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉ規格を電源サポートしていることを認識し、メモリデバイス２４は使用可能と判断することができる。
一方、図１１のメモリデバイス２３は３．３Ｖ電源カードであるので、ホスト２２からの低電源電圧供給では動作ができないため、一切のレスポンスは行わない。このためホスト２２が発行したＣＭＤ８に対して、レスポンスが来ないためメモリデバイス２３をリジェクトすることができる。
また、ＣＭＤ８のＶＨＳは３通りに設定できるので、図１２に示すように、それぞれ異なるチェックパターンを設定できるようにしてもよい。
【００３７】
図１３は、第２実施形態に係るメモリデバイスの構成例を示すブロック図である。なお、図１３では、１．８Ｖ電源  ＬＶＳ  ＵＨＳ−ＩＩ ＳＤカードでの実装例を示す。
図１３において、ＳＤカード２０には、電圧検出部２１、レギュレータ２２、論理回路２３、Ｉ／Ｆ回路２４、メモリ２５および物理層２６が設けられている。論理回路２３は、Ｉ／Ｆ回路２４を介してメモリ２５にアクセスすることができる。メモリ２５は、例えば、低電源電圧ＶＤＤＬに対応したＮＡＮＤフラッシュメモリを用いることができる。低電源電圧ＶＤＤＳは、例えば、１．２Ｖに設定することができる。ここで、メモリデバイスの電源ピンは、既存のカードとコネクタの互換性を図るため、２系統の電源電圧ＶＤ１、ＶＤ２が設けられている。電源電圧ＶＤ１は、電圧検出部２１、レギュレータ２２、Ｉ／Ｆ回路２４およびメモリ２５に供給され、電源電圧ＶＤ２は、論理回路２３および物理層２６に供給される。クロックＲＣＬＫおよびレーンＤ０は物理層２６を介して入力され、レーンＤ１は物理層２６を介して出力される。物理層２６は、ＵＨＳ−ＩＩ  ＬＤＶＳインターフェースを構成することができる。
そして、電源電圧ＶＤ１が電圧検出部２１にて低電圧電源であることが検出されると、レギュレータ２２にて電源電圧ＶＤ１が低電源電圧ＶＤＤＳに変換され、論理回路２３、Ｉ／Ｆ回路２４および物理層２６に供給される。ＶＤＤＳは内部で使う電圧のため外部とは無関係であるので、電源電圧ＶＤ１より低い任意の電圧に設定することができる。
そして、電源電圧ＶＤ１が電圧検出部２１にて低電圧であると検出されると、その検出結果が物理層２６に伝えられ、低電源電圧ＶＤＤＳが安定供給されるまでＰＨＹの動作を禁止しておく。そして、ホストからクロックＲＣＬＫが供給され、レーンＤ０がＳＴＢ．Ｌに設定されている時に、ＳＤカード２０がレーンＤ１をＳＴＢ．Ｌに設定することにより、ホストはＳＤカード２０が低電源電圧ＶＤＤＳをサポートしていることを確認することができる。一方、電源電圧ＶＤ１が電圧検出部２１にて高電圧であると検出された場合、カードは一切レスポンスしないため、ホストからクロックＲＣＬＫが供給され、レーンＤ０がＳＴＢ．Ｌに設定されても、ＳＤカード２０がレーンＤ１にＳＴＢ．Ｌを出力しないため(ＥＩＤＬを設定したままである)、ホストはＳＤカード２０が高電圧の電源電圧ＶＤ１をサポートしていないことを確認することができる。
なお、ＵＨＳ−ＩＩカードが、ＳＴＢ．Ｌを返した場合は、ＳＤカード２０がＵＨＳ−ＩＩモードをサポートしていることを示す。ＥＩＤＬは、ＳＤカード２０の出力レーンＤ１がアイドル状態であることを示す。
これにより、ＵＨＳ−ＩＩ規格では、電源電圧のサポートをコマンドのやり取りで判定することなく、レーンＤ０、Ｄ１のレベルで電源電圧のサポートを判定することができ、コマンドのやり取りが不要なので判定を簡略化することができる。
【００３８】
図１４は、第２実施形態に係るホスト機器とメモリデバイスとの互換性を示す図である。
図１４において、ＬＶＳ  ＵＨＳ−Ｉカードであっても、ＬＶＳ  ＵＨＳ−ＩＩカードであっても、１．８Ｖの電源電圧に対応したカードは、１．８Ｖの電源電圧に対応したホストとの組み合わせだけで使うことができ、３．３Ｖの電源電圧に対応したカードは、３．３Ｖの電源電圧に対応したホストとの組み合わせだけで使うことができる。
【００３９】
（第３実施形態）
図１５は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスの双方ともＬＶＳに対応していない時の初期化開始動作を示すブロック図、図１６は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスのうち拡張性デバイスがＬＶＳに対応している時の初期化開始動作を示すブロック図、図１７は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスのうちホスト機器がＬＶＳに対応している時の初期化開始動作を示すブロック図、図１８は、第３実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスの双方がＬＶＳに対応している時の初期化開始動作を示すブロック図である。
図１５から図１８において、ホスト３１、３２は拡張性デバイスを初期化するために拡張性デバイス３３、３４にコマンドを送り、拡張性デバイス３３、３４からレスポンスを受信することができる。拡張性デバイス３３、３４はホスト３１、３２に脱着できるように構成され、ホスト３１、３２の機能を拡張することができる。拡張性デバイス３３、３４は、ＳＤカードであってもよいし、ＳＤＩＯカードであってもよい。なお、以下の実施形態では、ホスト３１および拡張性デバイス３３は高電圧信号のみをサポートし、ホスト３２は低電圧信号のみをサポートし、拡張性デバイス３４は低電圧信号と高電圧信号の両方をサポートしているものとして説明する。ここで、各ホスト３１、３２には、電源端子ＴＨ１、ＴＨ２、クロック端子ＴＨ３、コマンド端子ＴＨ４およびデータ端子ＴＨ５が設けられている。各拡張性デバイス３３、３４には、電源端子ＴＤ１、ＴＤ２、クロック端子ＴＤ３、コマンド端子ＴＤ４およびデータ端子ＴＤ５が設けられている。そして、電源端子ＴＨ１、ＴＤ１を接続することで電源ラインＶＤＤ１を構成することができる。電源端子ＴＨ２、ＴＤ２を接続することで電源ラインＶＤＤ２を構成することができる。クロック端子ＴＨ３、ＴＤ３を接続することでクロックラインＣＬＫを構成することができる。コマンド端子ＴＨ４、ＴＤ４を接続することでコマンドラインＣＭＤを構成することができる。データ端子ＴＨ５、ＴＤ５を接続することでデータラインＤＡＴ[３：０]を構成することができる。ホスト３１および拡張性デバイス３３は高電圧信号で通信し、ホスト３２および拡張性デバイス３４は低電圧信号で通信することができる。例えば、高電圧信号は３．３Ｖ、低電圧信号は１．８Ｖが使用される。なお、信号はクロックラインＣＬＫ、データラインＤＡＴ[３：０]およびコマンドラインＣＭＤで伝送され、電源は電源ラインＶＤＤ１、ＶＤＤ２で供給され、信号ではない。この時、ホスト３１は、電源ラインＶＤＤ１を介して拡張性デバイス３３、３４に高電源電圧ＶＤＤＨを供給することができる。この高電源電圧ＶＤＤＨは、例えば、３．３Ｖに設定することができる。また、オプションとして、ホスト３１は、電源ラインＶＤＤ２を備えることができる。電源ラインＶＤＤ２は拡張性デバイス３３、３４に低電源電圧ＶＤＤＬを供給することができる。この低電源電圧ＶＤＤＬは、例えば１．８Ｖに設定することができる。ホスト３１は、拡張性デバイス３３、３４にクロックラインＣＬＫを介してクロックＣＬＫＨを供給する。この時、ホスト３１は、高電源電圧ＶＤＤＨを供給した後、クロックＣＬＫＨを出力する。拡張性デバイス３４は、入力電圧レベルとして高電圧信号と低電圧信号を選択でき、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されている間にクロックを検出した場合は、入力電圧レベルとして高電圧信号を選択する。そして、拡張性デバイス３３または３４は、ＵＨＳ−Ｉ規格に準拠している場合、ＣＭＤ８およびＣＭＤ１１の指示に基づいて、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に切り替える処理（電圧切替シーケンス）が実行され、その低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンスが継続される。
【００４０】
ホスト３２は、拡張性デバイス３３、３４に２系統の電源ラインＶＤＤ１、ＶＤＤ２を介して高電源電圧ＶＤＤＨおよび低電源電圧ＶＤＤＬを供給することができる。また、ホスト３２は、クロックラインＣＬＫを介して拡張性デバイス３４にクロックＣＬＫＬを供給することができる。この時、ホスト３２は、低電源電圧ＶＤＤＬを出力した後、クロックＣＬＫＬを出力し、クロックＣＬＫＬを出力した後、高電源電圧ＶＤＤＨを供給することでクロックが低電圧レベルであることを示す。また、ＬＶＳ対応のホストと拡張性デバイスでは、データラインＤＡＴ[３：０]の一部を用いて低電圧信号をサポートしているかを識別することができる。拡張デバイス３４は、ＤＡＴ[３：０]のどれかひとつで良いので、低電源電圧ＶＤＤＬを受信すると、例えばＤＡＴ[０]をＬレベルにドライブする。従来機器はドライブしないため、ＤＡＴ[０]レベルを見るとＬＶＳ対応か識別ができる。ホスト３２は、データラインＤＡＴ[３：０]をプルアップしておき、例えばデータラインＤＡＴ[０]の電圧レベルとしてＨレベルを検出した場合は、接続している拡張性デバイスはＬＶＳ非対応であると認識して、クロックＣＬＫＬを出力しないようにし、初期化を中止する。ＤＡＴ[０]の電圧レベルとしてＬレベルを検出した場合は、クロックＣＬＫＬを出力できる。
【００４１】
拡張性デバイス３４は、入力電圧レベルとして高電圧信号と低電圧信号を選択でき、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されている間にクロックを検出した場合は、入力電圧レベルとして高電圧信号を選択し(ＣＬＫＨと認識)、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されず、低電源電圧ＶＤＤＬが印加されている間にクロックを検出した場合は、入力電圧レベルとして低電圧信号を選択(ＣＬＫＬと認識)することができる。また、拡張性デバイス３４は、コマンドラインＣＭＤおよびデータラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルもＨレベルまたはＬレベルの選択が可能であるが、前記クロックと同じレベルを選択しておく。
【００４２】
ホスト３１には、電源回路３１Ａ、信号電圧切替指示部３１Ｆ、信号電圧生成部３１Ｂ、ＣＬＫ生成部３１Ｃ、ＣＭＤ制御部３１Ｄ、ＤＡＴ制御部３１ＥおよびＩ／Ｆ部３１Ｇが設けられている。電源回路３１Ａは、高電源電圧ＶＤＤＨを供給することができる。また、電源回路３１Ａは、オプションとして低電源電圧ＶＤＤＬを供給することができる。信号電圧切替指示部３１Ｆは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧への信号レベルの切替を指示することができる。信号電圧生成部３１Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。ＣＬＫ生成部３１Ｃは、クロックＣＬＫＨを生成することができる。ＣＭＤ制御部３１Ｄは、ホスト３１が生成する任意のコマンドを発行したり、任意のコマンドに対するレスポンスを受信したりすることができる。ＤＡＴ制御部３１Ｅは、データラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルをＨレベルやＬレベルに設定したり、トライステート（ハイインピーダンス）に設定したりすることができる。Ｉ／Ｆ部３１Ｇは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを送信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを送信したりレスポンスを受信したりすることができる。
【００４３】
ホスト３２には、電源回路３２Ａ、信号電圧生成部３２Ｂ、ＣＬＫ生成部３２Ｃ、ＣＭＤ制御部３２Ｄ、ＤＡＴ制御部３２Ｅ、ＬＶＳ検出部３２ＦおよびＩ／Ｆ部３２Ｇが設けられている。電源回路３２Ａは、高電源電圧ＶＤＤＨおよび低電源電圧ＶＤＤＬを並列に供給することができる。信号電圧生成部３２Ｂは、信号レベルを低電圧に設定することができる。ＣＬＫ生成部３２Ｃは、クロックＣＬＫＬを生成することができる。ＣＭＤ制御部３２Ｄは、ホスト３２が生成する任意のコマンドを発行したり、任意のコマンドに対するレスポンスを受信したりすることができる。ＤＡＴ制御部３２Ｅは、データラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルをＨレベルやＬレベルに設定したり、トライステート（ハイインピーダンス）に設定したりすることができる。ＬＶＳ検出部３２Ｆは、データラインＤＡＴ[３：０]の全部または一部の信号の電圧レベルがＬレベルかどうかを検出することができる。Ｉ／Ｆ部３２Ｇは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを送信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを送信したりレスポンスを受信したりすることができる。
【００４４】
拡張性デバイス３３には、電源制御部３３Ａ、信号電圧生成部３３Ｂ、ＣＬＫ受信部３３Ｃ、ＣＭＤ制御部３３Ｄ、ＤＡＴ制御部３３Ｅ、Ｉ／Ｆ部３３Ｇおよび信号電圧切替指示部３Ｉが設けられている。電源制御部３３Ａには、レギュレータ３３Ｊが設けられている。電源制御部３３Ａは、電源電圧を制御することができる。信号電圧切替指示部３３Ｉは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧へ信号レベルを切り替えるコマンドにより信号電圧を切り換えることができる。信号電圧生成部３３Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。ＣＬＫ受信部３３Ｃは、クロックＣＬＫＨを受信することができる。ＣＭＤ制御部３３Ｄは、任意のコマンドを受信したり、任意のコマンドに対するレスポンスを作成し送ることができる。ＤＡＴ制御部３３Ｅは、データラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルをＨレベルやＬレベルに設定したり、トライステート（ハイインピーダンス）に設定することができる。Ｉ／Ｆ部３３Ｇは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを受信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを受信したりレスポンスを送信したりすることができる。レギュレータ３３Ｊは、高電源電圧ＶＤＤＨから低電源電圧ＶＤＤ Ｓを生成することができる。
【００４５】
拡張性デバイス３４には、電源制御部３４Ａ、信号電圧生成部３４Ｂ、ＣＬＫ受信部３４Ｃ、ＣＭＤ制御部３４Ｄ、ＤＡＴ制御部３４Ｅ、ＬＶＳ通知部３４Ｆ、Ｉ／Ｆ部３４Ｇ、ＣＬＫ検出部３４Ｈおよび信号電圧切替指示部３４Ｉが設けられている。電源制御部３４Ａには、レギュレータ３４Ｊが設けられている。電源制御部３４Ａは、電源電圧を制御することができる。信号電圧切替指示部３４Ｉは、初期化シーケンスにおいて高電圧から低電圧へ信号レベルを切り替えることができる。信号電圧生成部３４Ｂは、信号レベルを高電圧または低電圧に設定することができる。ＣＬＫ受信部３４Ｃは、クロックＣＬＫＬを受信することができる。ＣＭＤ制御部３４Ｄは、任意のコマンドを受信したり、任意のコマンドに対するレスポンスを作成し送ることができる。ＤＡＴ制御部３４Ｅは、データラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルをＨレベルやＬレベルに設定したり、トライステート（ハイインピーダンス）に設定することができる。ＬＶＳ通知部３４Ｆは、ＤＡＴ制御部３４Ｅに指示し、ＶＤＤ２が供給されると、例えばトライステート状態のデータラインＤＡＴ[０]にＬレベルを出力するとこでＬＶＳ対応デバイスであることを示す制御を行う。ホストに対して低電圧の信号レベルに対応していることを通知することができる。Ｉ／Ｆ部３４Ｇは、クロックラインＣＬＫを介してクロックを受信したり、コマンドラインＣＭＤを介してコマンドを受信したりレスポンスを送信したりすることができる。ＣＬＫ検出部３４Ｈは、Ｉ／Ｆ部３４Ｇを介して受信されたクロックＣＬＫＬの有無を検出することができる。レギュレータ３４Ｊは、高電源電圧ＶＤＤＨから低電源電圧ＶＤＤＳを生成することができる。
【００４６】
そして、図１５に示すように、拡張性デバイス３３がホスト３１に接続されたものとする。この時、ホスト３１から拡張性デバイス３３に高電源電圧ＶＤＤＨが供給される。また、オプションでホスト３１から拡張性デバイス３３に低電源電圧ＶＤＤＬが供給される。また、ホスト３１から拡張性デバイス３３にクロックＣＬＫＨが供給される。また、データラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルはトライステートに設定されるが、ホスト３１はプルアップしている。そして、クロックＣＬＫＨが規定数だけ供給された後、ホスト３１から拡張性デバイス３３にコマンドＣＭＤ８が送信される。このコマンドＣＭＤ８では、ホスト３１が現在使用している高信号電圧レべルを指定する。そして、拡張性デバイス３３からホスト３１にコマンドＣＭＤ８に応じた高信号電圧レべルのレスポンスが送信される。そして、そのレスポンスがホスト３１にて受信されると、ホスト３１は初期化の継続が可能かどうかを判定する。ＵＨＳ−Ｉ規格に準拠している場合、ホスト３１から拡張性デバイス３３にコマンドＣＭＤ１１が送信される。これにより、拡張性デバイス３３において、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に切り替える処理（電圧切替シーケンス）が実行され、その低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンスが継続される。
【００４７】
一方、図１６に示すように、拡張性デバイス３４がホスト３１に接続されたものとする。この時、ホスト３１から拡張性デバイス３３に高電源電圧ＶＤＤＨが供給される。また、ホスト３１からはクロックＣＬＫＨが供給される。この時、ホスト３１からは、高電源電圧ＶＤＤＨが出力された後に、クロックＣＬＫＨが出力される。また、データラインＤＡＴ[３：０]の電圧レベルはトライステートに設定される。そして、拡張性デバイス３４において、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されている間にクロックＣＬＫＨが検出されると、入力電圧レベルとして高電圧信号が選択される。そして、クロックＣＬＫＨが規定数だけ供給された後、ホスト３１から拡張性デバイス３４にコマンドＣＭＤ８が送信される。このコマンドＣＭＤ８では、ホスト３１が現在使用している高信号電圧レべルを指定する。そして、拡張性デバイス３４からホスト３１にコマンドＣＭＤ８に応じた高信号電圧レべルのレスポンスが送信される。そして、そのレスポンスがホスト３１にて受信されると、ホスト３１は初期化の継続が可能かどうかを判定する。ＵＨＳ−Ｉ規格に準拠している場合、ホスト３１から拡張性デバイス３４にコマンドＣＭＤ１１が送信される。これにより、拡張性デバイス３４において、初期化の途中で高電圧信号から低電圧信号に切り替える処理（電圧切替シーケンス）が実行され、その低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンスが継続される。このため、拡張性デバイス３４が低電圧信号をサポートしている場合においても、高信号電圧レべルを指定するホスト３１に対して互換性を維持することができる。また、ホスト３１から拡張性デバイス３４に低電源電圧ＶＤＤＬが供給された場合とされない場合がある。拡張性デバイス３４は、データラインＤＡＴ０を用いてＬＶＳ対応かを示す機能を持つが、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されている場合は、データラインＤＡＴ０をＬレベルに駆動せず、トライステートが維持される。
【００４８】
一方、図１７に示すように、拡張性デバイス３３がホスト３２に接続されたものとする。この時、例えば、ホスト３２にてデータラインＤＡＴ[３：０]はプルアップされているため、拡張性デバイス３３はデータラインＤＡＴ０をトライステートにしているが、電圧レベルはＨレベルに維持される。また、ホスト３２はデータラインＤＡＴ０にＨレベの電圧を検出することで、拡張性デバイス３３が低電圧信号をサポートしていない(ＬＶＳ非対応)と判断することができる。このため、拡張性デバイス３３が低電圧信号をサポートしていないとホスト３２が確認するために、拡張性デバイス３３との間でコマンドのやり取りが不要となることから、信号電圧の高低のサポートの確認を迅速化することができる。ホスト３２は拡張性デバイス３３に低電源電圧ＶＤＤＬを供給したが後、クロックＣＬＫＬを出力する前に、データラインＤＡＴ０の電圧レベルとしてＨレベルを検出すると、拡張性デバイス３３はＬＶＳ非対応であると認識しリジェクトする。初期化を中止したため、ホスト３２は低電源電圧ＶＤＤＬの出力を停止する。また、ホスト３２は、ＬＶＳ非対応デバイスに対しては、高電源電圧ＶＤＤＨを供給していない間に、クロックＣＬＫＬおよびコマンドは出力しないようにする必要がある。高電源電圧ＶＤＤＨが供給される前にクロックＣＬＫＬが拡張性デバイス３３に供給されるのを防止することができ、拡張性デバイス３３を保護することができる(電源を供給する前に、Ｈレベル信号を出力すると、信号ラインに大きな電流が流れてしまいデバイスを壊してしまう恐れがある)。 
【００４９】
一方、図１８に示すように、拡張性デバイス３４がホスト３２に接続されたものとする。この時、ホスト３２から拡張性デバイス３４に低電源電圧ＶＤＤＬが供給される。また、例えば、ホスト３２にてデータラインＤＡＴ[３：０]はプルアップされている。そして、拡張性デバイス３４において、高電源電圧ＶＤＤＨが印加される前に低電源電圧ＶＤＤＬが印加された場合は、データラインＤＡＴ０の電圧レベルがＬレベルに設定される。そして、ホスト３２において、データラインＤＡＴ０の電圧レベルとしてＬレベルが検出された場合は、ホスト３２から拡張性デバイス３４にクロックＣＬＫＬが出力される。そして、拡張性デバイス３４において、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されず、低電源電圧ＶＤＤＬが印加されている間にクロックＣＬＫＬが検出されると、低電圧信号が選択され、低電圧の信号レベルに基づいて初期化シーケンス実行される。また、クロックＣＬＫＬを出力してからある時間経過後に、ホスト３２から拡張性デバイス３４に高電源電圧ＶＤＤＨが供給される。
ここで、拡張性デバイス３４は、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されず、低電源電圧ＶＤＤＬが印加されている間にクロックＣＬＫＬを検出することにより、ホスト３２が低電圧信号による接続を要求していると判断することができる。また、ホスト３２はデータラインＤＡＴ０の電圧レベルを検出することで、拡張性デバイス３４が低電圧信号をサポートしていると判断することができる。
なお、オプションとして、ホスト３２は拡張性デバイス３４に低電圧信号レベルでコマンドＣＭＤ８を発行し、拡張性デバイス３４は、コマンドＣＭＤ８の引数に低電圧信号レベルであることが設定されている場合、低電圧信号レベルでコマンドＣＭＤ８に対するレスポンスをホスト３２に返すことができる。この時、コマンドＣＭＤ８は、図４の内容であってもよいし、図１２の内容であってもよい。このコマンドＣＭＤ８を用いることにより、電圧レベルや信号レベルのサポートを詳細に確認することができる。
【００５０】
図１９は、図１８のホスト機器および拡張性デバイスの初期化開始動作時の電源電圧、クロックおよびデータの波形を示すタイミングチャートである。
図１９において、まずホスト３２から拡張性デバイス３４に低電源電圧ＶＤＤＬが供給される。ホスト３２にてデータラインＤＡＴ[３：０]はプルアップされているため、データラインがトライステートの場合、それを読み出すと、電圧レベルはＨレベルと認識される。そして、拡張性デバイス３４において、高電源電圧ＶＤＤＨが印加される前に低電源電圧ＶＤＤＬが印加された場合は、データラインＤＡＴ０の電圧レベルがＬレベルに設定される。これにより、ホスト３２は、ＤＡＴ０の電圧レベルがＬレベルであることを検出することにより、拡張性デバイス３４が低電圧信号をサポートしていると確認することができる。このため、ホスト３２は、クロックＣＬＫＬを出力し、ある時間経過後に高電源電圧ＶＤＤＨが印加する。拡張性デバイス３４において、クロックＣＬＫＬを検出するか、高電源電圧ＶＤＤＨが印加を検出するとＤＡＴ０をトライステートに戻す。
また、拡張性デバイス３４は、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されず、低電源電圧ＶＤＤＬが印加されている間にクロックＣＬＫＬを検出することができ、入力電圧レベルとして低電圧信号を選択することができる。また、図示はしていないが、ＤＡＴ０の電圧レベルがＨレベルを検出した場合、拡張性デバイス３４が低電圧信号をサポートしていないと認識し、クロックＣＬＫＬを出力せず、拡張性デバイス３３をリジェクトすることができる。
【００５１】
図２０は、第３実施形態に係る拡張性デバイスの構成例を示すブロック図である。
図２０において、拡張性カード５´´には、図２の論理回路１３およびメモリ１５の代わりに論理回路１３´´および機能部１５´´が設けられている。なお、機能部１５´´は、図２のメモリ１５であってもよいし、ＧＰＳ、カメラ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＦＭラジオ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、バーコードリーダまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などであってもよい。また、拡張性カード５´´には、電源ラインＶＤＤ１を介して高電源電圧ＶＤＤＨが印加されるとともに、電源ラインＶＤＤ２を介して低電源電圧ＶＤＤＬが印加される。論理回路１３´には、図２のクロック振幅検出部１７およびパワースイッチ１８の代わりにクロック検出器１７´´およびパワースイッチ１８´´が設けられている。クロック検出器１７´´は、Ｉ／Ｏセル１６を介して受信されたクロックＳＤＣＬＫの有無を検出することができる。
そして、パワースイッチ１８´´は、高電源電圧ＶＤＤＨおよび低電源電圧ＶＤＤＬ、レギュレータ出力のＶＤＤＳのいずれかを選択する。そして、パワースイッチ１８´´において、高電圧信号であるか低電圧信号であるかに応じてセル電源ＶＤＤＩＯが切り換えられ、Ｉ／Ｏセル１６に供給される。すなわち、パワースイッチ１８´´において、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されている間にクロックＳＤＣＬＫが検出されると、入力電圧レベルとして高電圧信号が選択されるようにセル電源ＶＤＤＩＯが切り換えられる。そして、コマンドＣＭＤ１１により初期化の途中で電圧切替シーケンスが実行されると、入力電圧レベルとして低電圧信号が選択されるようにセル電源ＶＤＤＩＯが切り換えられる。
一方、高電源電圧ＶＤＤＨが印加されず、低電源電圧ＶＤＤＬが印加されている間にクロックＳＤＣＬＫが検出されると、入力電圧レベルとして低電圧信号が選択されるようにセル電源ＶＤＤＩＯが切り換えられる。
【００５２】
図２１は、図２０の拡張性デバイスの前段部の具体例を示すブロック図である。
図２１の構成では、パワーオンリセット回路４１、４２およびホールド回路４３が図２０の構成に追加されている。パワーオンリセット回路４１は高電源電圧ＶＤＤＨを検出することができる。パワーオンリセット回路４２は低電源電圧ＶＤＤＬを検出することができる。クロック検出器１７´´は、クロックＳＤＣＬＫの検出時に検出信号ＣＬＫＤＥＴを出力し、リセット信号ＣＤＲＥＳでリセットされる。この時のリセット条件は、ＶＤＤ１ＤＥＴ＝０＆ＶＤＤ２ＰＯＲ＝１またはＶＤＤ２ＤＥＴ＝０＆ＶＤＤ１ＰＯＲ＝１である。パワースイッチ１８´´は、ＳＶ１．８Ｖ＝０＆ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝０の時、ＩｎＡを選択し、ＳＶ１．８Ｖ＝０＆ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝１の時、ＩｎＢを選択し、ＳＶ１．８Ｖ＝１の時、ＩｎＣを選択する。ＳＶ１．８Ｖは、コマンドＣＭＤ１１に従って電圧切替シーケンスが実行されると、０から１になる。ホールド回路４３は、Ｈｏｌｄ＝０の時、検出信号ＦＶＤＤ１ＤＥＴは検出信号ＶＤＤ１ＤＥＴと同じレベルになり、Ｈｏｌｄ＝１の間は、検出信号ＦＶＤＤ１ＤＥＴのレベルを保持し、検出信号ＶＤＤ１ＤＥＴが変化しても影響されない。
【００５３】
図２２は、ホスト機器がＬＶＳに対応している時の図２１の拡張性デバイスの初期化開始動作時の各部の電圧波形を示すタイミングチャートである。
図２２において、ホールド回路４３では、電源ラインＶＤＤ１のレベルが立ち上がる前は、ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝０に設定される（ＴＡ０）。パワーオンリセット回路４２では、電源ラインＶＤＤ２のレベルの立ち上がりで、リセット信号ＶＤＤ２ＰＯＲと検出信号ＶＤＤ２ＤＥＴが生成される。クロック検出器１７´´では、ＶＤＤ１ＤＥＴ＝０＆ＶＤＤ２ＰＯＲ＝１の時に、検出信号ＣＬＫＤＥＴがリセットされる（ＴＡ１）。そして、クロックＳＤＣＬＫが検出されると、検出信号ＣＬＫＤＥＴが生成される（ＴＡ２）。ホールド回路４３において、検出信号ＣＬＫＤＥＴが検出されると、検出信号ＦＶＤＤ１ＤＥＴとして検出信号ＶＤＤ１ＤＥＴの値がホールドされる。このため、ＶＤＤ１ＤＥＴ＝１になっても、ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝０のままとなる（ＴＡ３）。パワースイッチ１８´´において、ＳＶ１．８Ｖ＝０＆ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝０の時、ＩｎＡが選択され、セル電源ＶＤＤＩＯは電源ラインＶＤＤ２のレベルが選択される（ＴＡ４）。つまり拡張性デバイスはＬＶＳモードで起動する。
【００５４】
図２３は、ホスト機器がＬＶＳに対応していない時の図２１の拡張性デバイスの初期化開始動作時の各部の電圧波形を示すタイミングチャートである。
図２３において、ホールド回路４３では、電源ラインＶＤＤ１のレベルが立ち上がる前は、ＶＤＤ１ＤＥＴ＝０に設定される（ＴＢ０）。パワーオンリセット回路４１では電源ラインＶＤＤ１のレベルの立ち上がりで、リセット信号ＶＤＤ１ＰＯＲと検出信号ＶＤＤ１ＤＥＴが生成される。パワーオンリセット回路４２では電源ラインＶＤＤ２のレベルの立ち上がりで、リセット信号ＶＤＤ２ＰＯＲと検出信号ＶＤＤ２ＤＥＴが生成される。クロック検出器１７´´では、リセット信号ＶＤＤ１ＰＯＲまたはリセット信号ＶＤＤ２ＰＯＲによって検出信号ＣＬＫＤＥＴがリセットされる（ＴＢ１）。また、ホールド回路４３において、検出信号ＶＤＤ１ＤＥＴが生成されると、ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝１に設定される（ＴＢ２）。そして、クロックＳＤＣＬＫが検出されると、検出信号ＣＬＫＤＥＴが生成される（ＴＢ３）。ホールド回路４３において、検出信号ＣＬＫＤＥＴが検出されると、検出信号ＦＶＤＤ１ＤＥＴとして検出信号ＶＤＤ１ＤＥＴの値がホールドされ、ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝１のままとなる（ＴＢ４）。ＳＶ１．８Ｖ＝０＆ＦＶＤＤ１ＤＥＴ＝１の時、ＩｎＢが選択され、セル電源ＶＤＤＩＯは電源ラインＶＤＤ１のレベルが選択される（ＴＢ５）。つまり、拡張性デバイスは高電圧信号モードで起動する。コマンドＣＭＤ１１により、低電圧信号モードに切り替わると、ＳＶ１．８Ｖ＝１となり、セル電源ＶＤＤＩＯは、低電源電圧ＶＤＤＳが選択される（ＴＢ６）。つまり、ＵＨＳ−Ｉモードへの切り換えが行われる。
【００５５】
（第４実施形態）
図２４は、第４実施形態に係るホスト機器および拡張性デバイスの初期化開始動作時の電源電圧およびクロックの波形を示すタイミングチャートである。
図２４において、ホストから拡張性デバイスに高電源電圧ＶＤＤＨが出力された後、クロックＣＬＫＬが出力され、クロックＣＬＫＬが出力された後、低電源電圧ＶＤＤＬが出力される。また、ホストにてデータラインＤＡＴ０の電圧レベルはＨレベルに設定される。そして、拡張性デバイスにおいて、クロックＣＬＫＬが検出される前に高電源電圧ＶＤＤＨが印加された場合は、データラインＤＡＴ０の電圧レベルがＬレベルに設定される。これにより、ホストは、クロックＣＬＫＬを出力する前に拡張性デバイスが低電圧信号をサポートしているかどうかを確認することができる。そして、ホストは、拡張性デバイスが低電圧信号をサポートしているかどうかを確認してから、クロックＣＬＫＬを出力することができる。拡張性デバイスは低電源電圧ＶＤＤＬを検出することでホストが低電圧信号をサポートしているかどうかを確認することができる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５７】
１、２  ホスト、３、４  メモリデバイス、１Ａ、３Ａ、４Ａ  信号電圧切替指示部、１Ｂ〜４Ｂ  信号電圧生成部、１Ｃ、２Ｃ  コマンド生成部、１Ｄ、２Ｄ  レスポンス受信部、１Ｅ〜４Ｅ  Ｉ／Ｆ部、３Ｃ、４Ｃ  コマンド受信部、３Ｄ、４Ｄ  レスポンス生成部、４Ｆ  クロック振幅検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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