低电压信号(LVS)

SD 6.0规范新功能 ─ 低电压信号

晶圆代工厂一直不断地微调系统单芯片(SOC)并将其整合在智能型手机等设备的电路技术中,最近已可达到7nm-10nm。新的芯片设计将使智能型手机能够在更低的功耗下提供更高的性能。当芯片的设计限制在1.8V信号时,更能体现出芯片的卓越处理能力与较低的电压需求。

 

自从SD标准于2000年推出后,SD存储卡一直使用3.3V的信号介面。透过SD 3.0规范,把1.8V信号加入到UHS-I总线模式中(可移动的单端接口)。UHS-I采用1.8V信号,因为它能适当的调配电压快速上升与下降的时间,也能降低电磁干扰。但是,(由于)UHS存储卡仍然需要3.3V信号来初始化存储卡,因此主机也需具备支持3.3V的信号。当主机设备符合3.0规范并能提供1.8V电压,则可选择UHS-II可作为低电压接口的另一种方案。因此,需要比UHS-I更高效能的应用软件,则可选择UHS-II。

 

SD 6.0规范推出了低电压信号的存储卡 (LVS card),可支持 3.3V或1.8V信号,并具有自动侦测主机运行的信号层级机制。可与新的芯片设计相吻合,同时也保留了传统3.3V信号主机的向下兼容模式。
目前,新规范允许低电压信号(LVS)主机设备在LVS存储卡通电后直接运行UHS-I 1.8V模式。

低电压介面可支持的卡片种类

  • LVS存储卡除兼容传统主机设备外,也能兼容UHS-II与UHS-III主机设备。表1简述了SD 6.0规范所定义的LVS存储卡种类。

LVS种类 描述

LV50

支持50MB/s UHS-I卡的SD存储卡

LV104

支持104MB/s UHS-I卡的SD存储卡

LV156

支持156MB/s UHS-I卡的SD存储卡

LV624

支持624MB/s UHS-I卡的SD存储卡

表1:LVS卡种类

 

LVS卡设计成可以使用3.3V或1.8V信号电压来启动命令/响应沟通。选择哪个信号电压取决于在接通电源后是否执行了“LV识别序列”的特殊过程。具体而言,透过检查SDCLK针脚上的特定“clock period”和信号线的“clock edge”来识别LVS主机是否连接。如果识别成功,则LVS卡选择1.8V信号;否则,会选择3.3V信号。另一方面,LVS主机可以根据LV识别序列中的信号高度来判断LVS卡是否被连接。

主机和卡的组合

  • 图1显示了主机和卡组合:

    • LVS卡能完整向下兼容。它不仅可兼容3.3V信号的传统主机,也可兼容于只使用1.8V信号的LVS主机。
    • LVS主机基本上只能使用新的LVS卡。然而,如果主机有支持UHS-II,用户也能使用传统的UHS-II卡。

LV符号让用户能识别可支持LV接口的SD产品。支持LVS的主机必须在产品、包装盒或使用手册上标注LV符号。有支持LVS装置的用户必须使用有标注LVS符号的存储卡。另一方面,LVS存储卡可使用在任何主机产品上,包含了未标有LV符号的主机。

 


图1:主机和卡组合