低電壓訊號(LVS)

SD 6.0規範新功能 ─ 低電壓訊號

晶圓代工廠一直不斷地微調系統單晶片(SOC)並將其整合在智慧型手機等設備的電路技術中,最近已可達到7nm-10nm。新的晶片設計將使智慧型手機能夠在更低的功耗下提供更高的性能。當晶片的設計限制在1.8V訊號時,更能體現出晶片的卓越處理能力與較低的電壓需求。

 

自從SD標準於2000年推出後,SD記憶卡一直使用3.3V的訊號介面。透過SD 3.0規範,把1.8V訊號加入到UHS-I匯流排模式中(可移動的單端介面)。UHS-I採用1.8V訊號,因為它能適當的調配電壓快速上升與下降的時間,也能降低電磁干擾。但是,(由於)UHS記憶卡仍然需要3.3V訊號來初始化記憶卡,因此主機也需具備支援3.3V的訊號。當主機設備符合3.0規範並能提供1.8V電壓,則可選擇UHS-II可作為低電壓介面的另一種方案。因此,需要比UHS-I更高效能的應用程式,則可選擇UHS-II。

 

SD 6.0規範推出了低電壓訊號的記憶卡 (LVS card),可支援 3.3V或1.8V訊號,並具有自動偵測主機運行的訊號層級機制。可與新的晶片設計相吻合,同時也保留了傳統3.3V訊號主機的向下兼容模式。
目前,新規範允許低電壓訊號(LVS)主機設備在LVS記憶卡通電後直接運行UHS-I 1.8V模式。

低電壓介面可支援的卡片種類

  • LVS記憶卡除兼容傳統主機設備外,也能兼容UHS-II與UHS-III主機設備。表1簡述了SD 6.0規範所定義的LVS記憶卡種類。

LVS種類 描述

LV50

支持50MB/s UHS-I卡的SD記憶卡

LV104

支持104MB/s UHS-I卡的SD記憶卡

LV156

支持156MB/s UHS-I卡的SD記憶卡

LV624

支持624MB/s UHS-I卡的SD記憶卡

表1:LVS卡種類

 

LVS卡設計成可以使用3.3V或1.8V信號電壓來啟動命令/回應溝通。選擇哪個訊號電壓取決於在接通電源後是否執行了“LV識別序列”的特殊過程。具體而言,透過檢查SDCLK針腳上的特定“clock period”和信號線的“clock edge”來識別LVS主機是否連接。如果識別成功,則LVS卡選擇1.8V訊號;否則,會選擇3.3V訊號。另一方面,LVS主機可以根據LV識別序列中的信號高度來判斷LVS卡是否被連接。

主機和卡的組合

  • 圖1顯示了主機和卡組合:

    • LVS卡能完整向下兼容。它不僅可兼容3.3V訊號的傳統主機,也可兼容於只使用1.8V訊號的LVS主機。
    • LVS主機基本上只能使用新的LVS卡。然而,如果主機有支援UHS-II,使用者也能使用傳統的UHS-II卡。

LV符號讓使用者能識別可支援LV介面的SD產品。支援LVS的主機必須在產品、包裝盒或使用手冊上標註LV符號。有支援LVS裝置的使用者必須使用有標註LVS符號的記憶卡。另一方面,LVS記憶卡可使用在任何主機產品上,包含了未標有LV符號的主機。

 


圖1:主機和卡組合