[发明专利]设置于多功能读卡器中的主控制器

说明书

技术领域

本发明有关于一种外围装置的控制器，尤指一种透过一串行先进技术附加装置接口以控制数种外围装置(例如存储卡)的多功能读卡器的主控制器。

背景技术

长久以来，数据储存装置(data storage device)一直是计算机系统中不可或缺的一环，随着功能性的不同，种类也相当地繁多，如：软盘、硬盘、光盘与闪存等。尽管如此，这些储存装置却几乎朝着同样的两个趋势发展：储存容量更大以及本身体积越小，于是，这些储存装置的体积不断被缩小，使得市面上出现了各式各样的可携式数据储存装置，诸如：快闪存储卡(flash memory card)与外接式硬盘机等。鉴于使用上的便利性，以及考量到这些数据储存装置常常必需由计算机系统来做数据上的处理，因此发展出许多便于连接这些数据储存装置的外接接口装置，使计算机系统可透过外接的方式，简单且迅速地存取这些数据储存装置，而这些外接存取装置通常可支持数种规格不同的数据储存装置。然而，其中由于闪存卡的规格的种类最为繁多，所以衍生出的外接存取装置也相当的多样，这类产品也常被称呼为读卡器(memory card reader)。普遍而言，大多数的读卡器是透过通用串行总线(Universal serial BUS，USB)，作为接口与计算机系统作为连接，此种总线由于接脚数量(pin count)少且支持随插即用(Plug-and-play)，于是几乎被都配置于计算机系统的外部，用于外接各式外围与储存装置。此外，亦有透过外围组件互连(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线和高速外围组件互连(Peripheral Component Interconnect-Express，PCI-E)总线这两种总线来设计的读卡器。

请参照图1、2、3，此为传统的读卡器装置100、200、300的架构示意图，分别利用了USB总线102、PCI总线202、PCI-Express(PCI-E)总线302三种总线来实施。概略观之，此类读卡器装置100、200、300皆透过了自身装置中的一个主控制器(host controller)104、204、304来做为主机(host computer)101、201、301和闪存卡(例如连接于SD读卡器106、206、306的SD存储卡116、216、316、连接于MMC读卡器108、208、308的MMC存储卡118、218、318与连接于MS读卡器110、210、310的MS存储卡120、220、320)之间数据传输与转换的桥梁，因此主控制器104、204、304的效能优劣，可说是深深地影响了整个读卡器装置100、200、300的效能。然而，主控制器的设计，事实上是取决于总线的规格(specification)，故总线的规格和读卡器装置的效能有意义重大的关系。举例来说，以总线的数据传输频宽而言(bandwidth)，三者理论的最大值分别为，USB总线：480Mbit/s(USB 2.0)，PCI总线：133*8Mbit/s，PCI-E总线(x1link)：2.5GT/s。此最大传输频宽也就变成了读卡器装置中，闪存储卡数据传输时的速度限制。此外，最大频宽的实际效能会受到总线本身的设计所影响，例如，对于采用USB总线为连接接口来设计的读卡器的主控制器而言，每一个连接到该主控制器的数据储存装置仅能有一个在同一时间内被该主控制器所耦接的主机存取，可见在USB架构下的读卡器的实际最大数据传输频宽是受制于单一外接储存装置的传输速率的。再者，由于USB架构下的最大数据传输频宽为480Mbit/s，而最新规格的快闪存储卡的读取与写入数据的速度可高达240Mbit/s，然而考量到电路的延迟问题，USB总线所能提供的最大频宽势必仅能勉强提供传输速度越来越快的高速存储卡。此外，采用PCI与PCI-E总线的读卡器装置皆需透过主板上一主机总线适配卡(host bus adapter)来与主机连接，故硬件成本较高且线路设计亦较为复杂。

发明内容

因此本发明的目的之一在于提供一种多功能读卡器的主控制器的新架构，该主控制器采用SATA总线作为传输接口，且最高可同时控制15个外围装置，因而可解决传统架构下的主控制器的性能不佳问题，且SATA总线所能支持的最大频宽高达3000Mbit/s，为个人计算机上常见的数据传输接口中相当高的数据传输频宽，因而可满足大量数据传输的需求。