JP6017379B2

JP6017379B2 - メモリシステム及びホスト機器

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Publication number: JP6017379B2
Application number: JP2013146048A
Authority: JP
Inventors: 松川　伸一; 伸一松川; 曜久藤本
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: JP2014010843A

Description

本発明の実施形態は、例えば半導体不揮発性メモリを用いたメモリシステム及びホスト機器に関する。

近時、メモリカードは、単なるメモリデバイスとしてだけでなく、付加価値を持たせるため様々な機能の追加が要望されている。また、追加機能をプラグ・アンド・プレイで使用可能にするために、汎用的な初期化手段が望まれている。

特開２００４−４６４９８号公報

Part 1 Physical Layer Simplified Specification Ver3.01 May 18, 2010（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｓｄｃａｒｄ.ｏｒｇ/ｈｏｍｅ/） Part E1 SDIO Simplified Specification Ver2.00 Feb. 8, 2007（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｓｄｃａｒｄ.ｏｒｇ/ｈｏｍｅ/） Universal Serial Bus Mass Storage Class Bulk-Only Transport Revision 1.0 September 31, 1999（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｕｓｂ.ｏｒｇ/）

本実施形態は、拡張機能を容易に設定することが可能なメモリシステム及びホスト機器を提供しようとするものである。

本実施形態のメモリシステムは、ホスト機器と通信可能なメモリシステムであって、不揮発性半導体記憶装置と、前記不揮発性半導体記憶装置を制御する制御部と、前記メモリシステムの拡張機能を制御するドライバを特定するための第１情報を保持可能なレジスタと、を具備し、前記レジスタは、１又は複数の前記拡張機能のイベントに関する第２情報を保持可能であり、前記第２情報は、複数の前記拡張機能に対応する複数のビットを含み、前記複数のビットの夫々は、対応する１の前記拡張機能のイベントの発生の有無を示し、前記メモリシステムは、前記拡張機能にイベントが発生した場合、前記ホスト機器から受信した第１コマンドに応じて、前記イベントの発生を示すフラグを含むレスポンスを前記ホスト機器に送信し、前記メモリシステムは、前記ホスト機器から受信した第２コマンドに応じて、前記第２情報を前記ホスト機器に送信し、前記複数のビットが前記ホスト機器によって解析され、前記イベントが発生した拡張機能が前記ホスト機器によって検出され、前記ホスト機器から前記拡張機能を制御するドライバに前記イベントの発生が通知されることを特徴とする。

第１の実施形態に適用されるメモリシステムを概略的に示す構成図。図１に示すメモリシステムのファームウェの一例を示す構成図。拡張レジスタのリードコマンドの一例を示す構成図。リードコマンドによる拡張レジスタのリード動作を示すタイミング図。リードコマンドによるデータポートのリード動作を示すタイミング図。拡張レジスタのライトコマンドの一例を示す構成図。マスクレジスタの動作を示す図。ライトコマンドによる拡張レジスタのライト動作を示すタイミング図。ライトコマンドによるデータポートのライト動作を示すタイミング図。拡張レジスタの先頭ページに設定される汎用情報（General Information）フィールドの一例を示す図。リードコマンドに従ったメモリシステムの動作の一例を示すフローチャート。ライトコマンドに従ったメモリシステムの動作の一例を示すフローチャート。ホストドライバの動作の一例を示すフローチャート。ホストドライバの動作の他の例を示すフローチャート。ＳＤＩＯにおける拡張レジスタのアクセス動作を概略的に示す図。レビジョン管理の一例を示す図。第２の実施形態に係る拡張レジスタのリードコマンドの一例を示す図。第２の実施形態に係る拡張レジスタのライトコマンドの一例を示す図。リードコマンドによる拡張レジスタのリード動作を示すタイミング図。リードコマンドによるデータポートのリード動作を示すタイミング図。ライトコマンドによる拡張レジスタのライト動作を示すタイミング図。ライトコマンドによるデータポートのライト動作を示すタイミング図。拡張レジスタの先頭ページに設定される汎用情報フィールドの一例を示す図。第２の実施形態に係るリードコマンドに従ったメモリシステムの動作の一例を示すフローチャート。第２の実施形態に係るライトコマンドに従ったメモリシステムの動作の一例を示すフローチャート。第２の実施形態に係る拡張レジスタのマルチブロックリードコマンドの一例を示す図。第２の実施形態に係る拡張レジスタのマルチブロックライトコマンドの一例を示す図。第２の実施形態に係る汎用情報の表示位置の一例を示す図。第２の実施形態に係るメモリ空間とＳＤＩＯ空間の関係の一例を示す図。第２の実施形態に係るＳＤＩＯの初期化の簡素化を説明するために示すフローチャート。第２の実施形態に係るメモリデバイスとホストの機能インターフェースの関係を概略的に示す図。第２の実施形態に係り、バッファの制御を説明するために示す概略構成図。機能識別コードの一例を示す図。第３の実施形態に係るホスト機器とメモリデバイスの関係を概略的に示す図。第３の実施形態に係る拡張レジスタのリードコマンドの一例を示す構成図。第３の実施形態に係る拡張レジスタのライトコマンドの一例を示す構成図。図３７（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれコマンドのパターンを示す図。コマンドヘッダ、コマンドペイロード、レスポンスヘッダ、レスポンスペイロードのデータ構造の一例を示す図。図３９（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれコマンドヘッダ、ペイロード、及びレスポンスヘッダの一例を示す図。図４０（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれコマンドヘッダ、ペイロード、及びレスポンスヘッダの一例を示す図。コマンドヘッダの“OP Code”の一例を示す図。第３の実施形態に適用される拡張レジスタマップの一例を示す図。図３７（ａ）に対応するデータ転送の一例を示す図。図４３に示すデータ転送を説明するために示すタイミングチャート。図３７（ｂ）に対応するデータ転送の一例を示す図。図４５に示すデータ転送を説明するために示すタイミングチャート。図３７（ｃ）に対応するデータ転送の一例を示す図。図４７に示すデータ転送を説明するために示すタイミングチャート。第４の実施形態に係わり、レスポンスのデータ構造の一例を示す図。拡張機能のイベントを表示するフラグの一例を示す図。ホスト機器に設けられたアプリケーション及び拡張機能の一例を示す構成図。図５１に示すホスト機器とメモリデバイスの動作の一例を示すシーケンスチャート。第５の実施形態に係わり、変換器を用いた構成を概略的に示す図。第５の実施形態の動作を説明するために示すシーケンスチャート。第５の実施形態の別の動作を説明するために示すシーケンスチャート。図５３の変形例を示す構成図。

本実施形態を概略的に説明すると、次のようである。

（機能拡張方法）
ホストドライバが、追加機能を制御する機能ドライバを探して、対応する機能ドライバがホストにインストールされていた場合、その機能ドライバに制御を渡す仕組みを取り入れることにより、機能拡張が容易に行えるようになる。機能固有の制御は、機能ドライバの中に隠蔽されるため、ホストドライバは最小限の情報のみで追加機能を実装可能となる。例えばファームウェアが管理する複数ページの拡張レジスタを有し、これら拡張レジスタのページ０に、特定のドライバを認識するための標準的な汎用情報(general information)フィールドを提供する。これによりホストシステムは、プラグ・アンド・プレイの実装が可能となる。また、マルチ機能カード/デバイスをサポートするために、個々の機能を指し示すことができるようにホストシステムが管理しておくことで、ホストソフトウエアの改変なしにマルチ機能カード/デバイスを使用可能にする。

（ＳＤメモリ又はＳＤＩＯホストコントローラの対応）
ＳＤメモリ用のホストコントローラにおいても、追加機能の制御を効率良く行える拡張レジスタをアクセスするための専用コマンドを定義する。５１２バイトの固定ブロック長の転送とすることにより、従来のＳＤメモリ用ホストコントローラからこの専用コマンドを発行できる。さらに、コマンドの引数として有効データ長の情報や、ライト時のマスク機能を持つことにより、リード・モディファイ・ライトを不要にすることが可能となる。

ＳＤＩＯカード対応のホストコントローラにおいては、ＳＤＩＯのアクセスコマンドからも、拡張レジスタをアクセスできるようにすることにより、小さいブロック長転送とマルチブロック転送に対応可能となるため、さらに最適化したドライバを作ることが可能になる。

データの転送用ポートとしてのデータポートをサポートすることで、拡張レジスタ空間の消費量が少ない実装が可能となる。また、データポートを用いることにより、拡張レジスタ以外のデバイスへのデータ転送も効率良く行うことが可能となる。複数ブロックによるバースト転送コマンドをサポートすることができる。データポートは、機能の実装時に拡張レジスタの任意のアドレスをデータポートとして定義できる。カードはアドレスを解読してデータポートか拡張レジスタかを判断する。

（リロケータブルアドレスによる拡張レジスタ定義）
カードベンダーにより、拡張レジスタ上の任意の位置に追加機能を制御するレジスタを割り当てることを可能とし、実装したレジスタのアドレス情報を汎用情報フィールドから提供することにより、レジスタ配置をリロケータブルとすることを可能としている。このため、従来標準化が必要であったアドレス配置は不要となり、メモリデバイスを製造し易くなる。再配置が可能であるため、レジスタを拡張しても容易に対応ができる。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本実施形態に係るメモリシステムを概略的に示している。

メモリシステムは、例えばＳＤカードのようなメモリデバイス１１と、ホスト機器２０により構成される。

メモリデバイス１１は、ホスト機器２０に接続されたときに電源供給を受けて動作し、ホスト機器２０からのアクセスに応じた処理を行う。このメモリデバイス１１は、コントローラ１１ａを有している。

コントローラ１１ａは、例えばホストインタフェース（Ｉ／Ｆ）１２、ＣＰＵ１３、ＲＯＭ（Read only Memory）１４、ＲＡＭ（Random Access Memory）１５、バッファ１６、メモリインターフェース（Ｉ／Ｆ）１７により構成されている。これらは、バスにより接続されている。メモリインターフェース１７には、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１８と、拡張機能部としてのＳＤＩＯ１９が接続されている。拡張機能部は、例えば無線ＬＡＮ装置などを適用することが可能である。

ホストインタフェース１２は、コントローラ１１ａとホスト機器２０との間のインターフェース処理を行う。

メモリインターフェース１７は、コントローラ１１ａとＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１８、又はＳＤＩＯ１９との間のインターフェース処理を行う。

ＣＰＵ１３は、メモリデバイス１１全体の動作を司るものである。このＣＰＵ１３を正制御するプログラムは、ＲＯＭ１４の中に格納されているファームウェア（制御プログラム等）を用いるかあるいは、ＲＡＭ１１５上にロードして所定の処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１３は、各種のテーブルや後述する拡張レジスタをＲＡＭ１８上に作成したり、ホスト機器２０からライト（書き込み）コマンド、リード（読み出し）コマンド、イレース（消去）コマンドを受けてＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１８上の領域をアクセスしたり、バッファ１６を介してデータ転送処理を制御したりする。

ＲＯＭ１４は、ＣＰＵ１３により使用される制御プログラムなどのファームウェアを格納する。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１３の作業エリアとして使用され、制御プログラムや各種のテーブルや後述する拡張レジスタを記憶する。

バッファ１６は、ホスト機器２０から送られてくるデータを、例えばＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１８へ書き込む際、一定量のデータ（例えば１ページ分）を一時的に記憶したり、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１８から読み出されたデータをホスト機器２０へ送り出す際、一定量のデータを一時的に記憶したりする。またバッファを介することにより、ＳＤバスインターフェースとバックエンドを非同期に制御することができる。

ＮＡＮＤ型フラッシュメモリ１８は、例えば積層ゲート構造のメモリセル、又はＭＯＮＯＳ構造のメモリセルにより構成されている。

ＳＤＩＯ１９は、例えばデジタルカメラやＰＨＳなどの周辺機器やインターフェースとしての機能を有している。例えば、ＳＤＩＯ１９として無線ＬＡＮ装置を適用することで、無線通信機能を有さないデジタルカメラでも外部サーバ、外部ＰＣ等との間で無線によるデータ通信を行うことが可能となる。

ホスト機器２０は、例えばデジタルカメラやＰＨＳなどが適用可能である。ホスト機器２０は、ホストコントローラ２１、ＣＰＵ２２、ＲＯＭ２３、ＲＡＭ２４、例えばハードディスク２５(ＳＳＤを含む)により構成されている。これらはバスにより接続されている。

ＣＰＵ２２は、ホスト全体を制御する。ＲＯＭ２３は、ＣＰＵ２２の動作に必要なファームウェアを記憶している。ＲＡＭ２４は、例えばＣＰＵ２２の作業領域として使用されるが、ＣＰＵ２２が実行可能なプログラムもここにロードされ実行される。ハードディスク２５は、各種データを保持する。ホストコントローラ２１は、メモリデバイス１１が接続された状態において、メモリデバイス１１とのインターフェース処理を行う。さらに、ＣＰＵ２２の指示に従って、後述する各種コマンドを発行する。

（ファームウェアの構成）
図２は、メモリデバイス１１のＲＯＭ１４に記憶されたファームウェアの機能構成の一例を示している。これらの機能はコントローラ１１ａを構成するＣＰＵ１３等の各ハードウェアとの組み合わせにより実現されるものである。ファームウェアは、例えばコマンド処理部１４ａ、フラッシュメモリ制御部１４ｂ、拡張レジスタ処理部１４ｃ、機能処理プログラム１４ｄにより構成されている。拡張レジスタ処理部１４ｃは、メモリデバイス１１が起動された際、ＲＡＭ１５内に拡張レジスタ３１を生成する。この拡張レジスタ３１は、仮想レジスタであり、拡張機能を定義可能とされている。

（拡張レジスタの構成）
図２に示すように、拡張レジスタ３１は、例えば８ページにより構成されている、１ページは、５１２バイトにより構成されている。５１２バイトの拡張レジスタをバイト単位にアクセスするため、最低９ビットのアドレスが必要となり、８ページアクセスするために、最低３ビットのアドレスが必要となる。合計１２ビットのアドレスにより、拡張レジスタの全空間がアクセス可能となる。５１２バイトは殆どのホストがサポート可能なアクセス単位であるが、５１２バイトに限定されず大きくしても良い。長いビット長のアドレスフィールドで構成される場合は、下位何ビットかがアクセス単位として使用され、残りの上位のビットは、複数ページのひとつを選択するために使用される。

５１２バイト単位とする理由は、多数のメモリカードホストコントローラが、１ブロック＝５１２バイトを単位としてリード／ライト転送を行う構成になっているためである。ＳＤＩＯ対応のホストコントローラであれば、１バイト単位のリード／ライトが可能であるが、全てのホストコントローラがこれをサポートしているわけではない。大多数のホストコントローラで拡張機能を制御できるようにするためには、５１２バイト単位のアクセスが行えると都合が良い。

８ページ（ページ０〜ページ７）の内、ページ０は、拡張機能のプラグ・アンド・プレイを行うために汎用情報フィールドを記録しておくための領域である。汎用情報フィールドの詳細については後述する。ページ１〜ページ７は、拡張機能を制御するためのレジスタが定義される。ページ０は位置が特定し易いために、汎用情報フィールドを記録しておく場所としては適切であるが、必ずしもページ０である必要はなく、特定のページ位置を汎用情報フィールドの記載する場所として定義することもできる。

拡張レジスタのリード／ライトは、以下に定義される専用のリード／ライトコマンドが用いられる。これらのコマンドは、拡張レジスタをリード／ライトする第１の動作モードと、データポートを構成する第２の動作モードを有している。

（拡張レジスタのリードコマンド（ＣＭＤ４８））
図３は、拡張レジスタのリードコマンド（ＣＭＤ４８）のフィールド構成の一例を示している。“Ｓ”は、コマンドのスタートビットを示し、“Ｔ”は転送方向を示すビットであり、“ｉｎｄｅｘ”は、コマンド番号を示している。“ＲＳ”（レジスタセレクト）は拡張レジスタ３１内のページを示し、“ＯＦＳ”は選択されたページ内におけるデータの位置（ページの先頭からのオフセット）を示している。３ビットの“ＲＳ”と、９ビットの“ＯＦＳ”で、５１２バイトの拡張レジスタ８ページ分の空間をバイト単位に指定することができる。具体的には、選択された拡張レジスタ内のリード開始位置が“ＲＳ”と“ＯＦＳ”により指定される。

“ＬＥＮ”はデータ長を示している。９ビットのＬＥＮフィールドにより、５１２バイトの拡張レジスタ内の読み出しに必要な有効なデータ長が指定される。

“ＣＲＣ７”は、巡回冗長検査（cyclic redundancy check）コードを示し、“Ｅ”は、コマンドのエンドビットを示している。“ｒｓｖ”は、予備のビットを示している。

（拡張レジスタのリードコマンド、第１の動作モード）
図４は、第１の動作モードによる拡張レジスタのリード動作の例を示している。

図４に示すように、メモリデバイス１１は、ホスト機器２０からコマンド（ＣＭＤ４８）を受け取ると、レスポンス（Ｒ１）をホスト機器２０に返し、その後、拡張レジスタ３１から５１２バイトのデータブロックを読み出す。

具他的には、コマンド（ＣＭＤ４８）の引数で、拡張レジスタのページと、ページ内の読み出すべきデータの位置が、“ＲＳ”と“ＯＦＳ”で指定され、データ長が“ＬＥＮ”で指定される。このようにして指定された拡張レジスタ内のデータが、５１２バイトのデータブロックの先頭にセットされ、読み出される。５１２バイトのデータブロックのうち、“ＬＥＮ”で指定されたデータ長を超えるデータは、無効データとなる。データブロックの最後にはＣＲＣコードが付加され、正しくデータが受け取れたかをチェックすることが可能とされている(無効データを含めてチェックを行う)。有効データが先頭から配置されているため、ホスト機器２０は、有効データを探すために、データシフトなどの操作を行う必要がない。

（拡張レジスタのリードコマンド、第２の動作モード）
図５は、第２の動作モードによるデータポートリードの動作の例を示している。

メモリデバイス１１は、このコマンド(ＣＭＤ４８)を受け取ると、レスポンス（Ｒ１）を返し、その後に５１２バイトのデータブロックを返す。

コマンドの引数“ＲＳ”，“ＯＦＳ”により、拡張レジスタの選択されたページ内の位置が指定される。図５ではレングスが１の場合のデータポート例が示されている。すなわち、データポートは、拡張レジスタマップ上において、１バイトのアドレスを占有するだけで良い。データポートであるかどうかをアドレスのデコードによって識別できれば良く、実際に１バイト幅のポートを通してデータが伝送される必要はないので、データ伝送性能には影響しない。このデータポートに割り当てられたデバイスから１ブロック（５１２バイト単位）のデータをリードすることができる。すなわち、１回当たり、１ブロック（５１２バイト単位）のデータをリードすることができる。この読み出されたデータは、例えばバッファ１６に保持され、ホスト機器２０によって読み出される。

続いて同じデータポートをリードすると、続きの５１２バイトのデータを読み出すことができる。データポートから読み出すデータを何処から取ってくるかは、拡張機能の仕様によって自由に定義ができる。データポート制御は、例えば、拡張レジスタ上に制御レジスタを定義して制御することができる。５１２バイトのデータブロックの最後にＣＲＣコードが付加され、正しくデータが受け取れたか否かがチェック可能とされている。

（拡張レジスタのライトコマンド（ＣＭＤ４９））
図６は、拡張レジスタのライトコマンドの一例を示している。ライトコマンド（ＣＭＤ４９）において、リードコマンド（ＣＭＤ４８）と同一部分には同一符号を付している。ライトコマンドとリードコマンドは、“ｉｎｄｅｘ”により区別される。３ビットの“ＲＳ”と、９ビットの“ＯＦＳ”により、拡張レジスタのページと選択されたページ内のデータの位置が指定される。９ビットの“ＬＥＮ”フィールドにより、５１２バイトの拡張レジスタに書き込むデータ長が指定される。したがって、５１２バイト内の任意のデータ長(バイト単位)のデータを拡張レジスタの任意のページと場所に書き込むことが可能である。

ライトコマンド（ＣＭＤ４９）は、コマンドの引数の中にマスクレジスタが設けられている。すなわち、“Ｍａｓｋ”は、８ビット長のマスクレジスタを示している。このマスクレジスタにより、１バイトのデータのライトにおいて、ビット単位のオペレーションが可能となり、特定のビットにのみデータを書き込むことが可能となる。このため、１バイト内のビットオペレーションであれば、リード・モディファイ・ライトを行う必要がない。マスクレジスタは、データ長が１バイトのとき、すなわち、“ＬＥＮ＝０”(レングス１)のとき有効となる。マスクレジスタ“Ｍａｓｋ”のデータが“１”のビットは、データが書き込まれ、マスクレジスタ“Ｍａｓｋ”のデータが“０”のビットは、既にセットされた値が保存される。

すなわち、図７（ａ）に示すようなデータを保持している拡張レジスタを仮定した場合において、マスクレジスタのデータが、図７（ｂ）に示すようである場合、ライトコマンドが実行されることにより、図７（c）に示すように、マスクレジスタのデータが“１”のビットはデータが書き込まれ、データが“０”のビットは、元のデータが保持される。このため、リード・モディファイ・ライトを行うことなく、所要のビットのみデータを書き換えることが可能となる。“ｘ”で示す部分が、新しいデータが書き込まれたビットを示す。

また、より長いマスクデータを別の手段によって供給できる場合、ＬＥＮ＞１でもマスクライトが可能であるが、図７に示す例では、コマンド引数にマスクデータを割り当てているため、８ビットマストとしている。

（拡張レジスタのライトコマンド、第１の動作モード）
図８は、第１の動作モードによる拡張レジスタのライト動作の例を示している。

メモリデバイス１１は、このコマンド（ＣＭＤ４９）を受け取ると、レスポンス（Ｒ１）を返し、その後、５１２バイトのデータブロックを受け取る。

メモリデバイス１１は、データブロックが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホスト機器２０に返す。その後、このコマンドの処理が終了するまでビジーを返し、ホスト機器２０が次のコマンドを発行できるタイミングを知らせる。データブロックは、バッファ１６に保持されている。

コマンド処理において、コマンドの引数“ＲＳ”、“ＯＦＳ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、“ＬＥＮ”によりデータ長が指定される。バッファ１６に保持されたデータブロックのうち、先頭から“ＬＥＮ”で指定した長さのデータが拡張レジスタに書き込まれる。“ＬＥＮ”で指定されたデータ長を超えるデータブロック中のデータは無効データとして破棄される。

有効データをデータブロックの先頭から配置することにより、ホストシステムは有効データをデータブロックの途中に配置する操作が不要となる。

（拡張レジスタのライトコマンド、第２の動作モード）
図９は、第２の動作モードによるライトデータポートの動作の例を示している。

メモリデバイス１１は、データブロックが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホストに返す。その後、このコマンド処理が終わるまでビジーを返し、ホスト機器２０が次のコマンドを発行できるタイミングを知らせる。データブロックは、バッファ１６に保持されている。

コマンド処理において、コマンドの引数“ＲＳ”、“ＯＦＳ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、データポートが指定される。データポートは、拡張レジスタマップ上において、１バイトのアドレスを占有するだけでよい。このデータポートに、バッファ１６に保持された１ブロック（５１２バイト単位）のデータをある割り当てたデバイスにライトすることができる。すなわち、１回当たり、１ブロックのデータをライトすることができる。

続いて同じデータポートをライトすると、続く５１２バイトのデータを割り当てたデバイスに書き込むことができる。データポートのデータを何処に渡すかは、拡張機能の仕様によって自由に定義ができる。データポート制御は、例えば、拡張レジスタ上に制御レジスタを定義して制御することができる。

（汎用情報フィールドの使用例）
図１０は、拡張レジスタ３１のページ０に示された汎用情報フィールドの例を示している。この汎用情報フィールドにより、ホスト機器２０が拡張機能を制御するドライバを特定できるようにすることにより、拡張機能を追加した場合において、ホストシステムが容易に拡張機能を使えることができ、プラグ・アンド・プレイを実現することができる。

図１０を参照して、標準のホストドライバが処理すべきシーケンス例を説明する。

（ストラクチャレビジョン）
ストラクチャレビジョンは、拡張レジスタ３１のページ０のフォーマットを定義するレビジョンである。汎用情報フィールドに新しい情報を追加した場合、ストラクチャレビジョンを更新することにより、どのバージョンの汎用情報フィールドを保持しているかを示す。以前のバージョンの機能ホストドライバは、新しいフィールドを無視する。

（データ長）
データ長は、ページ０に記録されている有効データ長を示している。

（拡張機能数（＝Ｎ））
拡張機能数は、デバイスが何個の拡張機能をサポートしているかを示している。ホストドライバは、起動時に、サポートしている機能数だけ繰り返し、各拡張機能用のドライバがインストールされているかどうかを調べる。

（デバイス１機能識別コード）
デバイス１機能識別コードに、コードが設定してある場合、標準ドライバを用いることができることを示す。ＯＳが標準ドライバをサポートしている場合、専用ドイバをインストールすることなく、このデバイスが使用できる。専用ドライバがインストールされている場合は、そちらの使用を優先する。非標準の機能の場合、このフィールドに“０”が設定される。この場合は、専用ドライバによってのみこの機能は制御される。

（デバイス１製造者識別情報、デバイス１機能識別情報）
デバイス１製造者識別情報、デバイス１機能識別情報は、それぞれ専用ドライバを特定するための情報であり、これらのフィールドには、例えばＡＳＣＩＩ文字列により製造者名や販売者名、又は拡張機能の識別情報が記載される。ホストドライバは、これらの情報をもとにデバイス１の専用ドライバがインストールされているかどうかを探す。

機能識別情報には、例えばＡＳＣＩＩ文字列によりデバイスの型番、レビジョンなどが記載される。

（次デバイスの先頭アドレス）
次デバイスの先頭アドレスは、次のデバイス情報が記載されているページ０内のアドレスを示している。ホストシステムがこのデバイスをサポートしていない場合、このデバイスは使用できないため、次のデバイスがチェックされる。これ以降のフィールドは可変長のため、この位置に定義している。

（デバイス１アドレスポインタ１〜Ｘ、レングスフィールド１〜Ｘ）
デバイス１アドレスポインタ１〜Ｘ、レングスフィールド１〜Ｘは、ひとつの機能に複数の拡張レジスタ領域を定義できることを示している。それぞれのアドレスとレングスを下記に列挙する。

（デバイス１アドレスポインタ１（開始アドレス）、レングス１）
デバイス１が使用する拡張レジスタの第１領域。拡張レジスタのページ１〜７の空間内の先頭アドレスと、使用する拡張レジスタ領域の大きさを示している。

すなわち、１つのデバイスに、１つ又は複数の拡張レジスタ領域を割り付けることができ、アドレスポインタは、ページ０以外の任意の拡張領域の場所（開始アドレス）を示している。レングスは、ポインタを先頭アドレスとした拡張レジスタを占有する大きさを示している。

（デバイス１アドレスポインタ２（開始アドレス）、レングス２）
デバイス１に割り当てられた拡張レジスタ内の第２領域の位置と領域の大きさを示している。これにより、例えば標準ドライバは、第１領域のみで制御するが、専用ドライバは、第１領域と第２領域を用いて効率良く制御することを可能にするなどの応用が可能となる。

（デバイス１アドレスポインタＸ（開始アドレス）、レングスＸ）
デバイス１に割り当てられた第Ｘ領域の位置と領域の大きさを示している。

このように、拡張レジスタ内に複数の領域を定義できる。各領域はオーバーラップしないように配置される。レングス情報によりオーバーラップがあるかどうかをチェックすることができる。

追加フィールドが必要になった場合、これ以降に追加定義していく。新しいフィールドが認識できないホストは、認識可能なフィールドまで読み出し、追加フィールドは無視する。上記の（次デバイスの先頭アドレス）フィールドによりスキップすることができる。

（リードコマンド（ＣＭＤ４８）の動作）
図１１は、上記リードコマンド（ＣＭＤ４８）に対応するメモリデバイス１１内のコントローラ１１ａの動作を示している。

リードコマンドを受けると、ＣＰＵ１３により、コマンドの引数“ＲＳ”、“ＯＦＳ”が解析され、リードコマンドがデータポートかどうか判別される（ＳＴ１１）。すなわち、拡張レジスタ内のページ“ＲＳ”と、ページ内におけるデータの位置が判別される。この結果、コマンドが拡張レジスタのリードであると判別された場合、第１の動作モードにより、拡張レジスタ３１の選択されたページの“ＯＦＳ”で示された位置からデータ長“ＬＥＮ”のデータが取得される（ＳＴ１２）。この取得されたデータは、バッファ１６にセットされる（ＳＴ１３）。

一方、ステップＳＴ１１において、リードコマンドがデータポートであると判別された場合、第２の動作モードにより、拡張レジスタ３１の選択されたページの“ＯＦＳ”で示された位置のデータポートを介して、例えばＳＤＩＯ１９の特定のファンクションから５１２バイトのデータが取得される（ＳＴ１４）。この取得されたデータは、バッファ１６にセットされる（ＳＴ１５）。

（ライトコマンド（ＣＭＤ４９）の動作）
図１２は、上記ライトコマンド（ＣＭＤ４９）に対応するメモリデバイス１１内のコントローラ１１ａの動作を示している。

ライトコマンドを受けると、ＣＰＵ１３（コマンド処理部１４ａ）により、コマンドの引数“ＲＳ”、“ＯＦＳ”が解析され、ライトコマンドがデータポートかどうか判別される（ＳＴ２１）。すなわち、拡張レジスタ内のページ“ＲＳ”と、ページ内におけるデータの位置が判別される。この結果、ライトコマンドがデータポート以外と判別された場合、コマンドの引数“ＬＥＮ＝０”（レングス１）であるかどうか、すなわち、マスクが有効かどうか判別される（ＳＴ２２）。この判別の結果、“ＬＥＮ＝０”ではないと判別された場合(レングスが１より大きい)、拡張レジスタ処理部１４ｃにより拡張レジスタのライト処理が行われる。すなわち、バッファ１６から“ＬＥＮ”により指定された長さのデータが取得される（ＳＴ２３）。この取得されたデータは、拡張レジスタの“ＲＳ”で選択されたページの“ＯＦＳ”で指定された位置にセットされる。

一方、上記ステップＳＴ２２において、“ＬＥＮ＝０”であり(レングスが１)、マスクが有効であると判別された場合、拡張レジスタ処理部１４ｃによりバッファ１６から１バイトのデータと、１バイトのマスクが取得される（ＳＴ２５）。この１バイトのデータと、１バイトのマスクにより、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すマスク動作が実行され、拡張レジスタの“ＲＳ”で選択されたページの“ＯＦＳ”で指定された位置のデータの一部が書き換えられる（ＳＴ２６）。

また、上記ステップ２１において、データポートであると判別された場合、バッファ１６から５１２バイトのデータが取得される（ＳＴ２７）。この取得されたデータは、拡張レジスタ３１の選択されたページの“ＯＦＳ”で示された位置のデータポートを介して、例えばＳＤＩＯ１９の特定のファンクションに転送される（ＳＴ２８）。

（ホストドライバ処理）
図１３は、ホスト機器２０の処理を示している。ホスト機器２０に、メモリデバイス１１が接続されると、メモリデバイス１１が起動され、メモリデバイス１１のＲＡＭ１５に拡張レジスタ３１が展開される。メモリデバイス１１は、ホストドライバによって先ず、リードコマンド（ＣＭ４８）を発行して、拡張レジスタ３１のページ０のデータを取得する（ＳＴ３１）。次に、取得したページ０のストラクチャレビジョンが確認され、どのバージョンの汎用情報フィールドを保持しているかが確認される（ＳＴ３２）。この後、サポート機能数Ｎと、デバイス情報の先頭アドレスが取得される（ＳＴ３３、ＳＴ３４）。

次いで、ホスト機器２０内に、取得した拡張機能に対応する専用機能ドライバがインストールされているかどうか検索される（ＳＴ３５、ＳＴ３６）。この結果、専用機能ドライバが無い場合、拡張レジスタのページ０に記載された機能識別コードが“０”であるかどかが判別される（ＳＴ３７）。この結果、機能識別コードが“０”である場合、この拡張機能はサポートされていないため、このデバイスは使用できないと認識され、次のデバイスに対するドライバの検索に移る（ＳＴ３４）。

また、ステップＳＴ３７の判別の結果、機能識別コードが“０”でない場合、ホスト機器２０にインストールされている標準機能ドライバが検索される（ＳＴ３８、ＳＴ３９）。この結果、標準機能ドライバが無い場合、この拡張機能はサポートされていないため、デバイスは使用できないと認識され、次のデバイスに対するドライバの検索に移る（ＳＴ３４）。

また、ステップＳＴ３５、ＳＴ３６の検索の結果、標準機能ドライバが有った場合、及びステップＳＴ３５、ＳＴ３６の検索の結果、専用機能ドライバが有った場合、ページ０に記載されたデバイスのアドレス及びレングス数が取得される（ＳＴ４０）。この動作がアドレス及びレングス数だけ実行される（ＳＴ４１）。

この後、検索された専用機能ドライバ、又は標準機能ドライバがホスト機器２０の例えばハードディスク２５からＲＡＭ２４にロードされ、ページ０に記載された１つ又は複数の拡張領域のアドレスポインタ（開始アドレス）が機能ドライバに渡され、その拡張機能が初期化される（ＳＴ４２）。上記アドレス、レングス情報は、前記ＲＡＭ２４にロードした機能ドライバを実行するときに渡される。標準機能ドライバと専用機能ドライバでは、受け渡しできるアドレス、レングス情報の数が異なる可能性があるが、ページ０に登録された順番に受け渡しできる数だけ受け渡される。したがって、最初に登録されたアドレス、レングス領域は、共通的な機能レジスタとして働き、後ろに登録されているアドレス、レングス領域は、オプション的な役割を果たすことができる。

初期化は機能ドライバが行う。すなわち、機能ドライバは、ホストドライバから渡された開始アドレスを基に、その機能に割り当てられた拡張レジスタをアクセスしてデバイスを初期化する。初期化においては、デバイスの消費電力を考慮する必要がある。ホストが供給可能な電力の範囲でデバイスを使う必要があるためである。デバイスが複数のパワーモードを持っている場合、ホストが供給可能なデバイスパワー以下のパワーモードを選択する必要がある。ホストシステムは、別な手段によってホストシステムが供給可能な電力を機能ドライバに伝えることで、パワーモードの選択が可能となる。

上記ステップＳＴ３４〜ＳＴ４３の動作が、サポート機能数Ｎに達するまで繰り返される（ＳＴ４３）。

尚、ページ０に例えば新たなフィールドが追加された場合、新しいフィールドの処理がステップＳＴ４０、ＳＴ４１の間に追加される。新しいフィールドを識別できないホストドライバは、そのフィールドをスキップするように構成される。

上記のように、ホスト機器２０は、拡張レジスタ３１のページ０の情報を取得し、この情報に基づき、ドライバを検索することにより、プラグ・アンド・プレイを実現することができる。また、従来のように拡張レジスタの固定位置を決める必要がなく、デバイスベンダーは任意の拡張レジスタ位置に機能を定義することができるため、機能拡張を容易に実装することができる。

図１４は、図１３の変形例を示すものであり、図１３と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。

図１４は、専用機能ドラバと、標準機能ドライバの検索処理が異なっている。すなわち、ステップＳＴ３４において、デバイス情報の先頭アドレスが取得された後、先ず、機能識別コードが“０”であるか否かが判別される（ＳＴ５１）。この結果、“０”でない場合、すなわち、標準機能である場合、専用ドライバを使用するかどうかが判別される（ＳＴ５３）。この結果、専用ドライバを使用しない場合、標準機能ドライバが検索される（ＳＴ５４、ＳＴ５５）。この検索の結果、標準機能ドライバが無い場合、及びステップＳＴ５３において、専用機能ドライバを使用すると判別された場合、専用機能ドライバが検索される（ＳＴ５２、ＳＴ５６）。この検索の結果、専用機能ドライバがあった場合、及びステップＳＴ５５において、標準機能ドライバが有った場合、前述したように、アドレス、レングス数が取得される（ＳＴ４０）。

上記動作によっても、図１３と同様に、プラグ・アンド・プレイを実現することができる。

尚、上記説明において、拡張機能用のドライバは、ホスト機器２０内にインストールされ、ホスト機器２０内を検索すると説明した。しかし、これに限定されるものではなく、拡張機能用のドライバは、メモリカード１１に格納されていてもよい。この場合、メモリカード１１も拡張機能用のドライバの検索対象とされる。

図３３は、カードにオプション設定があり、そのオプションによって機能ドライバが異なる場合、機能ドライバを特定するための情報を示している。図３３に示すように、機能特定コードは、オプションコードとファンクションコードの２種類の情報を示している。ファンクションコードは特定の標準化された機能仕様を示し、オプションの種類もこの機能仕様で定義される。オプションコードは、カードが機能ドライバに影響するオプションを実装しているかどうかを示す情報である。この例は、ＣＭＤ４８／４９をサポートしているかどうかの情報と、ＣＭＤ５２／５３をサポートしているかどうかの情報を示している。オプションコードが１バイトであるとすると、ＣＭＤ４８／４９を用いるドライバは、“０１ｈ”（“ｈ”は１６進数を示す）で表され、ＣＭＤ５２／５３を用いるドライバは、“０２ｈ”で表される。機能ドライバをホストシステムにインストールするとき、機能ドライバ実装コードとして登録される。二つのドライバがインストールされたホストシステムの場合、“０１ｈ”と“０２ｈ”のオプションコードを持っている。

ＣＭＤ４８／４９を用いるように設計されたカードは、オプションコードに“０１ｈ”が表示されている。ホストシステムは、オプションコードに基づきＣＭＤ４８／４９のドライバを選択する。また、ＣＭＤ５２／５３を用いるように設計されたカードは、オプションコードに“０２ｈ”が表示されている。ホストシステムは、オプションコードに基づきＣＭＤ５２／５３のドライバを選択することができる。

ここで重要なのは、ホストドライバは、オプション情報に関する知識が不要であり、汎用的なホストドライバが作れる点にある。オプション情報に関する知識は、機能ドライバがホストシステムにインストールされたときに与えられる。ホストドライバにオプション情報に関する知識は不要であるため、新しいカードをインストールした場合でも、ホストドライバを更新する必要がない。機能仕様は自由にオプションの内容を決めることができ、またこの方法により、ホストシステムにオプションの組み合わせに対応した複数の機能ドライバをインストールしておき、カードのサポート状況に応じて最適な機能ドライバを選択することができる。

（ＳＤＩＯにおける拡張レジスタアクセス）
図１５は、ＳＤＩＯにおける拡張レジスタアクセスを示している。

ＳＤメモリカードに対応するホストコントローラは、コマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９を用いて拡張レジスタをアクセスして、拡張機能を制御することができる。すなわち、固定長ブロック、シングルブロック転送をサポートしている。

これに対して、ＳＤＩＯカードに対応するホストコントローラでもコマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９を用いて拡張レジスタをアクセスできるようにするとともに、拡張レジスタをＳＤＩＯの各ファンクション領域にマッピングすることで、ＳＤＩＯコマンドＣＭＤ５２（ライトコマンド）、ＣＭＤ５３（データ転送コマンド）からもアクセスすることが可能となる。ＳＤＩＯコマンドを用いると、可変ブロック長、マルチブロック転送をサポートでき、ドライバの最適化を図ることができる。コマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９でアクセスする場合、上記ＳＤＩＯ空間上のマッピングに関係なく、拡張レジスタをアクセスすることができる。

具体的には、拡張レジスタをＳＤＩＯで使用する場合、拡張レジスタの各ページは、各ファンクション領域にマッピングされる。図１５に示す例の場合、拡張レジスタのページ０は、ファンクション領域６１のファンクション０にマッピングされ、ページ１、ページ２はファンクション１にマッピングされ、ページ３はファンクション２にマッピングされている。ファンクション０は、各ページの機能レジスタがＳＤＩＯマップのどこに配置されているかを示すアドレス情報を保持している。このため、このアドレス情報を用いることにより、コマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９を用いたドライバだけでなく、コマンドＣＭＤ５２、ＣＭＤ５３を用いたドライバにより、拡張レジスタの各ページをアクセスすることが可能である。

尚、ホスト機器２０は、拡張レジスタの第１ページに記載された汎用情報フィールドから、拡張機能に割り当てられた拡張レジスタの位置情報をドライバに渡す。これにより、拡張機能が任意の位置に配置されていても制御可能となる。

また、ホスト機器２０は、前述したプラグ・アンド・プレイにより、メモリデバイス１１とデータ転送が可能となった状態において、前記コマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９、ＣＭＤ５２、ＣＭＤ５３を用いて、拡張機能部としてのＳＤＩＯとデータ伝送が可能となる。

上記実施形態によれば、メモリデバイス１１のＲＡＭ１５内に複数ページの拡張レジスタ３１を設け、これら拡張レジスタ３１のページ０に、特定のドライバを認識するための標準的な汎用情報フィールドを設定している。このため、ホスト機器２０は、拡張レジスタ３１のページ０の汎用情報フィールドを参照してドライバを設定することにより、プラグ・アンド・プレイを実現することができる。

また、拡張レジスタをアクセスするための専用のコマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９を定義することにより、メモリ用のホストコントローラにおいても、追加機能を効率良く制御することができる。

しかも、データの転送は、５１２バイトの固定ブロック長の転送としているため、従来のメモリ用ホストコントローラから拡張レジスタをアクセスするための専用コマンドを発行できる。

さらに、コマンドの引数として有効データ長の情報や、ライト時のマスク機能を設定しているため、データの一部を書き換える際に、リード・モディファイ・ライトが不要であり、容易にデータの一部を書き換えることができる。

また、ＳＤＩＯカード対応のホストコントローラにおいては、データポートをサポートしているため、ある特定デバイスに対するデータ転送が行え、かつ拡張レジスタ空間の消費量を低減できる実装が可能となる。

また、データポートを用いることにより、ＳＤＩＯにおいて複数ブロックによるバースト転送コマンドをサポートすることができ、メモリ以外のデバイスのデータ転送を効率良く行うことができる。(本実施形態では記載されていなが、メモリにおいても複数ブロックによるバースト転送コマンドを定義すれば複数ブロック転送は可能になる。)
さらに、ＳＤＩＯカード対応のホストコントローラにおいては、ＳＤＩＯのアクセスコマンドを用いて、拡張レジスタをアクセスすることにより、小さいブロック長転送とマルチブロック転送とに対応可能となる。このため、さらに最適化したドライバを作ることが可能となる。

また、カードベンダーにより、拡張レジスタ上の任意の位置に追加機能を制御するレジスタを割り当てることを可能とし、実装したレジスタのアドレス情報をページ０の汎用情報フィールドから提供している。このため、定義された機能レジスタをリロケータブルに配置することが可能である。このため、従来標準化が必要であったアドレス割り当てを決める作業が不要であり、デバイスの製造を容易化できる。

尚、拡張レジスタは、複数ページに限定されるものではなく、１ページとし、１ページ内で、上記ページ０とページ１〜７に対応する領域を設定することも可能である。

（レビジョン確認による使用可能な機能の決定）
上記各機能は、その機能で定義した拡張レジスタ・セットにレビジョンを示すレジスタを具備する。また、機能ドライバは対応するレビジョンをドライバ自身が知っている。ある機能をレビジョンアップで拡張する場合、従来の機能と互換性を維持しつつ機能を拡張することにより互換性を維持することができる。リムーバブルカードを用いる場合、カードの機能レビジョンと、ホストシステムにインストールされている機能ドライバのレビジョンの組み合わせによって使用可能な機能が決定される。

図１６は、レビジョン管理の例を示している。図１６は、カードと機能ドライバのレビジョンに応じて、利用可能な機能の例を示している。例えば３つのレビジョン（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）がある場合を説明する。この場合、ＣはＢの機能を包含し、ＢはＡの機能を包含するような拡張が行われている。レビジョン管理は、機能ドライバによって行われる。機能ドライバ自身は自分のレビジョンを知っている。利用可能な機能は、図１６に示すような組み合わせで決定される。全ての機能ドライバレビジョンで、レビジョンＡの機能は使用可能であり、レビジョンＢの機能を使うためには、機能ドライバレビジョンがＢ以上である必要がある。

（第２の実施形態）
図１７、図１８は、第２の実施形態に係るリードコマンドＣＭＤ４８、及びライトコマンドＣＭＤ４９のフィールド構成の一例を示している。尚、図１７、図１８において、図３、図６と同一部分には同一符号を付し、説明は省略する。

図１７、図１８に示すＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９は、図３、図６に示すＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９において、“ＲＳ”と“ＯＦＳ”の１２ビットで構成していたアドレスフィールドを “ＦＮＯ”、“Ａｄｄｒ”により構成される２０ビットに拡張し、ＳＤＩＯとの親和性・互換性を考慮している。

“ＭＩＯ”フィールドは、メモリ空間と、ＳＤＩＯ空間を分離するビットであり、相互に独立して拡張レジスタを定義できる。このため、拡張レジスタを定義するときに双方の干渉を防ぐことができる。“ＭＩＯ”＝０のとき、メモリ用の拡張レジスタをアクセスでき、“ＭＩＯ”＝１のとき、ＳＤＩＯ用の拡張レジスタをアクセスできる。

“ＦＮＯ／ＦＩＤ”フィールドは、“ＭＩＯ”フィールドの値により、“ＦＮＯ”と“ＦＩＤ”の一方に設定される。“ＭＩＯ”＝１の場合“ＦＮＯ”は、機能番号を示す３ビットのフィールドであり、“ＭＩＯ”＝０の場合“ＦＩＤ”は、機能識別情報を示す４ビットのフィールドである。ビット数が異なるため別なシンボルで表記している。前記汎用情報フィールを読む場合は、“ＦＮＯ／ＦＩＤ”＝０を設定する。ホストドライバは、このフィールドを０にセットしておけば良い。“ＦＩＤ”は、メモリ空間では使用しないが、“ＦＮＯ”はＳＤＩＯ空間において８個の機能空間を区別するために使用される。

すなわち、“ＦＮＯ／ＦＩＤ”（４ビット）は、“ＭＩＯ”＝１のとき、ビット３８〜３６は、“ＦＮＯ”を示し、ビット３５は、常に“０”とされる。

また、“ＦＮＯ／ＦＩＤ”は、“ＭＩＯ”＝０のとき、ビット３８〜３６は、“ＦＩＤ”を示す。“ＦＩＤ”は、メモリ空間を増加せず、機能を識別するために使用される。

（メモリ空間を“ＦＩＤ”によって増やしても良く、これは制約ではない。）
カードに機能を実装するとき、“ＦＩＤ/ＦＮＯ”にユニークな値が割り当てられ、後述するように、汎用情報のフィールド定義に表示される。このため、機能ドライバがデータポートへのコマンド発行時、引数に“ＦＩＤ/ＦＮＯ”を設定することにより、カードは、コマンドが指定した機能に対するコマンドであることが確認できる。したがって、間違ったデータポートの指定により、誤書き込みによるデータ破壊、誤動作などを防止でき、安全性が担保される。

また、ホストはアドレス情報から機能を特定しようとするとアドレス情報をデコードしなければならないが、“ＦＩＤ/ＦＮＯ”だけでも機能識別が可能となる。したがって、ホストドライバの制御を簡素化できる。すなわち、同じコマンドが複数の機能により混在して使用されるため、ホストおよびカードにおいて、各機能を識別することが可能なように、“ＦＩＤ/ＦＮＯ”が設定されている。

“Ａｄｄｒ”フィールド（１７ビット）は、アドレスであり、１２８ＫＢの空間をアクセスできる。“Ａｄｄｒ”の上位８ビットは、ページ番号として用いられ、８ビットにより０〜７ページのうちの１ページが選択される。下位９ビットで選択されたページ内の５１２バイトのブロックがアクセスされる。すなわち、“ＭＩＯ”、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）、“Ａｄｄｒ”を用いることにより、拡張レジスタの位置が指定される。

図１７に示す“Ｌｅｎ”フィールド（８ビット）は、有効データ長を示している。

また、図１８に示すライトコマンド（ＣＭＤ４９）において、“ＭＷ”は、マスクライトモードを指定するビットである。“ＭＷ”＝０のとき、マスクがディスエーブルとされ、“ＭＷ”＝１のとき、マスクがイネーブルとされる。

また、“Ｌｅｎ／Ｍａｓｋ”フィールドは、マスクがディスエーブル（“ＭＷ”＝０）のとき、データ長が１６−０８ビットの９ビットに設定される。また、マスクがイネーブル（“ＭＷ”＝１）のとき、データ長は１に設定され、１６−０８ビットのうちの下位８ビットにより書き込み動作が上述したように制御される。すなわち、８ビットの各ビットは、“１”のとき、レジスタのデータが書き込まれ、“０”のとき、レジスタのビットは変化されず、既にセットされた値が保存される。

第２の実施形態では、ＳＤＩＯコマンドＣＭＤ５２、ＣＭＤ５３がアクセス可能な空間と、ＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９がアクセス可能なＳＤＩＯ空間を一致させることができる。すなわち、どちらのコマンドを用いても同じ拡張レジスタ・セットをアクセスすることが可能になる。

（拡張レジスタのリードコマンド、第１の動作モード）
図１９は、拡張レジスタのリードコマンド（ＣＭＤ４８）の第１の動作モードによる拡張レジスタのリード動作の例を示している。

図１９に示すように、メモリデバイス１１は、ホスト機器２０からコマンド（ＣＭＤ４８）を受け取ると、レスポンス（Ｒ１）をホスト機器２０に返し、その後、拡張レジスタ３１から５１２バイトのデータブロックを読み出す。

具体的には、コマンド（ＣＭＤ４８）の引数としての“ＦＮＯ”（ＭＩＯ＝１）、“Ａｄｄｒ”により、ページ内の読み出すべきデータの位置が指定され、読み出すべき有効データ長が“Ｌｅｎ”で指定される。このようにして指定された拡張レジスタ内のデータが、５１２バイトのデータブロックの先頭にセットされ、読み出される。５１２バイトのデータブロックのうち、“Ｌｅｎ”で指定されたデータ長を超えるデータは、無効データとなる。データブロックの最後にはＣＲＣコードが付加され、正しくデータが受け取れたかをチェックすることが可能とされている(無効データを含めてチェックを行う)。

図２０は、第２の動作モードによるデータポートリードの動作の例を示している。

メモリデバイス１１は、コマンドの引数の“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が割り当てられた拡張レジスタ・セットに一致するかどうかを検証する。拡張レジスタ・セットは、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と“Ａｄｄｒ”によって特定される。これらが一致している場合、コマンドの引数“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタの選択されたページ内の位置が指定される。データポートは、拡張レジスタマップ上において、１バイトのアドレスを占有するだけで良い。データポートであるかどうかはアドレスのデコードによって識別すれば良く、実際に１バイト幅のポートを通してデータが伝送される必要はないので、データ伝送性能には影響しない。このデータポートに割り当てられたデバイスから１ブロック（５１２バイト単位）のデータをリードすることができる。すなわち、１回当たり、１ブロック（５１２バイト単位）のデータをリードすることができる。この読み出されたデータは、例えばバッファ１６に保持され、ホスト機器２０によって読み出される。

また、上記検証の結果、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が機能に割り当てられた値と不一致である場合、データ転送動作は実行されず、データブロックは転送されない。

（拡張レジスタのライトコマンド、第１の動作モード）
図２１は、拡張レジスタのライトコマンドの一例を示している。

ライトコマンド（ＣＭＤ４９）において、リードコマンド（ＣＭＤ４８）と同一部分には同一符号を付している。ライトコマンドとリードコマンドは、“ｉｎｄｅｘ”により区別される。“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と１７ビットの“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタのページと選択されたページ内のデータの位置が指定される。さらに、９ビットの“Ｌｅｎ”フィールドにより、５１２バイトの拡張レジスタに書き込むデータ長が指定される。したがって、５１２バイト内の任意のデータ長(バイト単位)のデータを拡張レジスタの任意のページと場所に書き込むことが可能である。

ライトコマンド（ＣＭＤ４９）は、上記のように、コマンドの引数の中にマスクレジスタが設けられている。すなわち、“Ｍａｓｋ”は、８ビット長のマスクレジスタを示している。このマスクレジスタにより、１バイトのデータのライトにおいて、ビット単位のオペレーションが可能となり、特定のビットにのみデータを書き込むことが可能となる。このため、１バイト内のビットオペレーションであれば、リード・モディファイ・ライトを行う必要がない。マスクレジスタは、データ長が１バイトのとき、すなわち、“Ｍａｓｋ”の上位１ビットが“１”のとき有効となる。

（拡張レジスタのライトコマンド、第２の動作モード）
図２２は、第２の動作モードによるライトデータポートの動作の例を示している。

メモリデバイス１１は、このコマンド（ＣＭＤ４９）を受け取ると、レスポンス（Ｒ１）を返す。その後、メモリデバイス１１は、コマンドの引数の“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が拡張レジスタ・セットに一致するかどうかを検証する。拡張レジスタ・セットは、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と“Ａｄｄｒ”によって特定される。これらが一致している場合、コマンドの引数“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタの選択されたページ内の位置を指定し、５１２バイトのデータブロックを受け取る。

次いで、メモリデバイス１１は、データブロックが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホストに返す。その後、このコマンド処理が終わるまでビジーを返し、ホスト機器２０が次のコマンドを発行できるタイミングを知らせる。データブロックは、バッファ１６に保持されている。

コマンド処理において、コマンドの引数“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、データポートが指定される。データポートは、拡張レジスタマップ上において、１バイトのアドレスを占有するだけでよい。このデータポートに、バッファ１６に保持された１ブロック（５１２バイト単位）のデータをある割り当てたデバイスにライトすることができる。すなわち、１回当たり、１ブロックのデータをライトすることができる。

また、上記検証の結果、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が機能に割り当てられた値と不一致である場合、データ転送動作は実行されず、データブロックは破棄される。

（汎用情報フィールドの使用例）
図２３は、第２の実施形態に係るＦＩＤの指定に関する例を示した図である。汎用情報フィールドの意味は、図１０と同じである。異なる点は、拡張アドレス、長さフィールドのフォーマットで、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”の値を設定するために４ビットフィールドが確保されていることにある。各機能毎にユニークな“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が設定される。カードに実装された各機能は自分の“ＦＩＤ／ＦＮＯ”を認識している。

（リードコマンド（ＣＭＤ４８）の動作）
図２４は、図１９、図２０に示すリードコマンド（ＣＭＤ４８）に対応するメモリデバイス１１内のコントローラ１１ａの動作を示している。

リードコマンドを受けると、ＣＰＵ１３により、コマンドの引数“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が割り当てられた拡張レジスタ・セットに一致するかどうかが検証される（ＳＴ５１）。拡張レジスタ・セットは、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と“Ａｄｄｒ”によって特定される。検証の結果、両者が一致している場合、コマンドの引数の“Ａｄｄｒ”が解析され、リードコマンドがデータポートかどうか判別される（ＳＴ５２）。すなわち、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と“Ａｄｄｒ”でデータポートとして定義されたアドレスであるかどうかが判別される。

この結果、アドレスがデータポートとしてのアドレスではなく、コマンドが拡張レジスタのリードであると判別された場合、第１の動作モードにより、位置“Ａｄｄｒ”に基づき、拡張レジスタ３１の選択されたページからデータ長“Ｌｅｎ”のデータが取得される（ＳＴ５３）。この取得されたデータ長“Ｌｅｎ”のデータは、バッファ１６の５１２バイトのデータブロックにセットされる（ＳＴ５４）。

一方、ステップＳＴ５２において、リードコマンドがデータポートであると判別された場合、第２の動作モードにより、拡張レジスタ３１の選択されたページの予め設定された位置のデータポートを介して、例えばＳＤＩＯ１９の特定の機能（ファンクション）から５１２バイトのデータが取得される（ＳＴ５５）。この取得されたデータは、バッファ１６の５１２バイトのデータブロックにセットされる（ＳＴ５６）。

上記ステップＳＴ５１の判別の結果、データポートのコマンドでは無い場合、処理が終了される。

（ライトコマンド（ＣＭＤ４９）の動作）
図２５は、上記ライトコマンド（ＣＭＤ４９）に対応するメモリデバイス１１内のコントローラ１１ａの動作を示している。

ライトコマンドを受けると、ＣＰＵ１３（コマンド処理部１４ａ）により、コマンドの引数“ＦＩＤ／ＦＮＯ”が割り当てられた拡張レジスタ・セットに一致するかどうか検証する（ＳＴ６１）。拡張レジスタ・セットは、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と“Ａｄｄｒ”によって特定される。検証の結果、両者が一致している場合、コマンドの引数“Ａｄｄｒ”が解析され、ライトコマンドがデータポートかどうか判別される（ＳＴ６２）。すなわち、“ＦＮＯ”（“ＭＩＯ”＝１）と“Ａｄｄｒ”で予め設定されたデータポートの位置かどうかが判別される。

この結果、ライトコマンドがデータポート以外と判別された場合、コマンドの引数“ＭＷ”が“１”かどうか、すなわち、マスクライトかどうかが判別される（ＳＴ６３）。

この判別の結果、マスクライトではないと判別された場合、拡張レジスタ処理部１４ｃにより拡張レジスタのライト処理が行われる。すなわち、バッファ１６のデータブロックから“Ｌｅｎ”により指定された長さのデータが取得される（ＳＴ６４）。この取得されたデータは、“Ａｄｄｒ”に基づき、拡張レジスタの選択されたページの指定された位置にセットされる（ＳＴ６５）。

一方、上記ステップＳＴ６３において、“ＭＷ”＝“１”であり、マスクライトであると判別された場合、拡張レジスタ処理部１４ｃによりバッファ１６のデータブロックから１バイトのデータが取得されるとともに、引数から１バイトのマスクが取得される（ＳＴ６６）。

次いで、１バイトのデータと、１バイトのマスクにより、図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示すマスク動作が実行され、“Ａｄｄｒ”で指定された拡張レジスタの所定のページ、所定の位置に１バイトのマスク動作が実行されたデータがセットされる（ＳＴ６７）。

また、上記ステップＳＴ６２において、ライトコマンドがデータポートであると判別された場合、バッファ１６のデータブロックから５１２バイトのデータが取得される（ＳＴ６８）。この取得されたデータは、拡張レジスタ３１の指定されたページの位置のデータポートを介して、例えばＳＤＩＯ１９の特定の機能に送られる（ＳＴ６９）。

上記ステップＳＴ６１の判別の結果、データポートのコマンドでは無い場合、処理が終了される。

（ＣＭＤ５８、ＣＭＤ５９）
図２６、図２７は、データの転送効率を良くするためのマルチブロック転送コマンドを示すものであり、図２６は、ＣＭＤ５８（Multi-Block Read）、図２７は、ＣＭＤ５９（Multi-Block Write）を示している。

ＣＭＤ５８、ＣＭＤ５９の引数は、ＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９と類似しているが一部定義が異なる。また、ＣＭＤ５８には、ＣＭＤ４８の引数“Ｌｅｎ”がなく、ＣＭＤ５９には、ＣＭＤ４９の引数“ＭＷ”及び“Ｌｅｎ／Ｍａｓｋ”がない。これは、マルチブロック転送がデータポートに対する転送を想定しているためである。ＣＭＤ５８、ＣＭＤ５９はオプションコマンドであり、データポートは、複数のシングルブロック転送コマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９で代替できるようになっている。

マルチブロック転送は、データポートを経由したデータ転送を想定している。したがって、このコマンドのアドレスが、拡張レジスタ空間の中のデータポートとして定義されたアドレスと一致した場合のみ、このコマンドが有効になる。このため、このコマンドが通常の拡張レジスタに対して実行された場合、エラーとなりデータ転送は実行されない。

“ＦＩＤ／ＦＮＯ”フィールド（４ビット）には、発行されたコマンドがどの機能で用いるコマンドであるかを識別するためのコードが設定される。このため、“ＦＩＤ”フィールドを用いることにより、この値で機能を識別することができ、実装が容易になる。アドレス“Ａｄｄｒ”フィールドでもファンクションは識別可能である。しかし、カードによって割り当てられるアドレスが異なるため、ホストドライバがアドレスから機能を特定することは管理がし難いという問題がある。このため、ホストドライバは、“ＦＩＤ”フィールドの値に基づき、機能毎にホストシステムに実装されているデータバッファなどを切り替え制御に用いることができる。

ＣＭＤ５８／５９の引数には、データ長を指定する“Ｌｅｎ”フィールドがない。この理由は、長いデータ伝送は、長いブロック数を指定する必要があり、この情報はリード／ライトコマンドの引数には指定しきれないためである。したがって、ＣＭＤ５８／５９を発行する前にデータ転送に必要なブロック数を指定しておく必要がある。このため、例えば拡張レジスタにブロック数を設定するレジスタ定義し、ＣＭＤ４９で設定する方法や、ブロック数を設定するコマンド（ＣＭＤ２３）を、ＣＭＤ５８／５９を発行する直前に発行する、などの方法が用いられる。

拡張レジスタにデータを設定する場合、各機能で独立して設定することができ、他の機能から影響されない。共通のブロック数コマンド（ＣＭＤ２３）を用いる場合、メモリマルチブロックコマンドに対するブロック数の設定と区別が必要である。このため、各ＣＭＤ５８／５９の直前に発行する必要があり、ホストドライバは、ＣＭＤ２３の直後に他のコマンドが発行されないように順番を管理する必要がある。

ホストは、複数機能カード／デバイスのひとつの機能を特定するためには、初期化で得られるカード固有アドレス（ＲＣＡ:Relative Card Address）やデバイスＩＤ、前記“ＭＩＯ”と前記“ＦＩＤ／ＦＮＯ”情報が必要である。

図２８は、第２の実施形態に係る汎用情報フィールドの表示位置を示している。図２８（ａ）に示すメモリ空間では、拡張レジスタのページ０に配置され、図２８（ｂ）に示すＳＤＩＯ空間では、従来のレジスタとコンフリクトしない特定の位置に配置される。例えば図２８（ｂ）において、ＳＤＩＯ用汎用情報は、機能（ファンクション）０の“００８ＦＦｈ”−“００８００ｈ”（５１２バイト）（“ｈ”は１６進数を示す）０に配置されている。

図２９は、第２の実施形態に係るメモリ空間とＳＤＩＯ空間の対応関係の一例を示している。図２９において、図１５と同一部分には同一符号を付している。

メモリ拡張レジスタは、ＣＭＤ４８／４９によりアクセスが可能である。具体的には、５１２バイトの固定ブロック長で、シングルブロック転送が行われる。さらにデータポートの場合、ＣＭＤ５８／５９でマルチブロック転送を行うことができる。ＳＤＩＯ拡張レジスタは、ＣＭＤ４８／４９だけでなく、ＣＭＤ５２／５３によってもアクセスが可能である。ＣＭＤ５３は可変長コマンドのため、データポートでなくてもＳＤＩＯ拡張レジスタのアクセスに用いることができる。

（機能ドライバインストール）
ＳＤＩＯ機能（ＣＭＤ５２／５３）が使用可能かどうかは、ホストシステムがサポートする機能によって決まる。ＳＤＩＯをサポートしないホストは、ＣＭＤ４８／４９、ＣＭＤ５８／５９を用いた機能ドライバをインストールする。ＳＤＩＯをサポートするホストシステムは、さらにＣＭＤ５２／５３を用いた機能ドライバもインストールすることが可能となる。

尚、ＣＭＤ５３は、例えば可変ブロック長、及び複数ブロック転送をサポートするリード又はライトが可能なコマンドであり、ＣＭＤ５２は、例えばデータを持たず、引数とレスポンスで１バイトのデータのリード、ライトを可能とするコマンドである。

ＣＭＤ４８／４９のＳＤＩＯ拡張レジスタ空間は、ＣＭＤ５２／５３の空間と等価である。ＣＭＤ５３が可変ブロック長とマルチブロック転送をサポートするため、データ転送は最適化されたＳＤＩＯドライバを使用することにより一層効率的に実行される。

ＣＩＳ（Card Information Structure）を参照することなく、ＣＭＤ４８／４９をサポートするホストが、その情報を参照するように、ＳＤＩＯの汎用情報は、前記した機能０の特定の位置から見られる。

（機能ドライバの選択）
ＳＤＩＯ対応カードに関して、ＣＭＤ５２／５３を用いた機能ドライバがインストールされている場合、その機能ドライバが使用され、インストールされていない場合、ＣＭＤ４８／４９、ＣＭＤ５８／５９を用いた機能ドライバが使用される。

ＳＤＩＯ非対応カードに関して、ＣＭＤ４８／４９、ＣＭＤ５８／５９を用いた機能ドライバが使用される。

（ＳＤＩＯの初期化動作）
図３０は、コンボカードにおけるＳＤＩＯの初期化動作を概略的に示している。

従来、ＳＤＩＯの初期化シーケンスは、最初にＳＤＩＯ初期化コマンド（ＣＭＤ５）を実行しないとＳＤＩＯ機能が有効にならないという定義になっている。このため、コンボカードでメモリを使用している場合でも、ＳＤＩＯを使用する時点で再初期化が必要になるため、ホストにとって使いにくい仕様となっていた。

通常、Ｉ／Ｏ機能は、その機能を使う直前に初期化するのがシステムリソースを無駄にしないためや、消費電力を無駄に消費しないために好ましい。機能が初期化されるタイミングとしては、機能を用いるアプリケーションが起動したタイミングで行うのが良い。

また、再初期化では、カード固有アドレス（ＲＣＡ）の変更が行われるため、メモリのアクセス方法にも影響を与えてしまう。メモリ制御に影響を与えず、ＳＤＩＯ機能を有効にするため、メモリ初期化シーケンスを基本として、ＳＤＩＯ機能は後で追加できることが望ましい。

そのため、図３０に示すように、メモリデバイス１１が起動され、初期化されると（ＳＴ７１）、コマンド（ＣＭＤ３）が発行され、カード固有アドレス（ＲＣＡ）が取得される（ＳＴ７２）。この後、コマンド（ＣＭＤ７）が発行され（ＳＴ７３）、メモリデバイス１１が転送状態、すなわち、メモリが使用可能な状態に設定される（ＳＴ７４）。この状態にいて、ＳＤＩＯの初期化コマンド（ＣＭＤ５）が発行される（ＳＴ７５）。これにより、ＳＤＩＯが初期化され、ＣＭＤ５２とＣＭＤ５３の受付が可能とされる（ＳＴ７６）。

尚、カード固有アドレス（ＲＣＡ）はメモリの初期化で取得した値を維持する。これは初期化方法の追加であり、従来のＳＤＩＯ初期化シーケンスでも初期化は可能であり互換性がある。

上記構成によれば、機能を用いるアプリケーションが起動したタイミングにおいて、機能が初期化されるため、メモリ制御に影響を与えることなく、各機能を初期化することができる。

（機能ドライバインターフェース）
従来、ＳＤＩＯは、共通レジスタに必要な制御ビットを割り当てて制御していた。これを行うためハードウェアを実装する必要がある。専用の機能ドライバで機能を制御する場合、実装は自由に行うことができる。このため、必ずしも共通レジスタで制御を行う必要はない。従来共通レジスタで行っていた制御を機能ドライバのＡＰＩ（Application Program Interface）として定義すれば、制御をソフトウエア化することができる。ＡＰＩレベルを標準化することにより、ハードウェアによる標準化は不要であり、実装を容易化することができる。

ＡＰＩの例を以下に示す。

(1) Initialize Function
機能を初期化するために、ホストドライバから呼び出す。

(2) Abort/Reset Function
機能のアボート、又はリセット。

(3) Get Function Information
機能レビジョンの読み出し。

機能情報の読み出し(サポート情報など)。

割り込み情報の読み出し (ポーリング)。

(4) Power Consumption Control
機能が実装しているパワーモード情報。

(5) Power Off Notification
電源を切っても良いタイミングを通知する。

(6) Application Interface
アプリケーションとの間の制御インターフェース。

特に、複数機能が実装されているカードにおいて、カードの電源を切る場合、各機能が電源を停止できる状態としてから、ホストはカード電源を切る必要がある。Power Off Notificationはこの制御に用いられるＡＰＩである。

図３１は、メモリデバイス１１としてのＳＤカードとホスト機器２０の機能インターフェースの関係を概略的に示している。

ホスト機器２０は、ホストコントローラ２１、ホストドライバ７１、ファイルシステム７２、メモリアプリケーション７３、機能ドライバ７４、機能アプリケーション７５により構成されている。また、メモリデバイス１１としてのＳＤカードは、拡張レジスタ３１、例えばＳＤＩＯからなる機能ハードウェア１９を含んでいる。

ホスト機器２０において、ホストドライバ７１は、機能ドライバ７４を見つけ、ロードする機能がサポートしている。すなわち、ホストドライバ７１は、拡張レジスタの汎用情報フィールドを参照して、機能ドライバ７４を検出し、その機能ドライバを実行することにより、拡張機能を使用することができる。また、拡張機能レジスタ３１を制御する機能ドライバ７４と機能アプリケーション７４との間は、機能仕様により定義されたＡＰＩによりコミュニケートされる。

ＳＤカードは、標準化のため、機能仕様により定義された拡張機能レジスタ３１と、ホストドライバ７１が機能ドライバ７４を見つけてロードすることができるように、上述した汎用情報フィールドを有している。

ホストコントローラ２１とメモリデバイス１１は、上述したコマンドＣＭＤ４８／４９等を用いてコミュニケートされる。

上記構成によれば、従来共通レジスタで行っていた制御を機能ドライバのＡＰＩとして定義することにより、制御をソフトウエア化することができる。また、ＡＰＩレベルを標準化することにより、ハードウェアによる標準化が不要であり、実装を容易化することができる。

また、ホストドライバ７１は、拡張レジスタの汎用情報フィールドを参照して、機能ドライバ７４を検出し、その機能ドライバを実行することにより、拡張機能を使用することができる。したがって、ホスト機器２０は、容易に拡張機能を使用することが可能である。

（“ＦＩＤ”によるデータバッファの制御）
メモリデバイス１１は、アドレス情報を識別することにより、どの機能に対するコマンドであるかを判別することが可能ではある。しかし、アドレス範囲は機能によって異なるため、ホスト機器２０はアドレスから機能を識別するのが難しい。

このため、上述したように、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”を用いることにより、ホスト機器２０は簡単に機能を識別することが可能である。

また、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”を用いることにより、例えばホスト機器２０の複数のバッファを制御することが可能である。

図３２に示すように、ホスト機器２０は、メモリデバイス１１としてのＳＤカードの複数の機能に対してデータ転送を行う場合、各機能に対応して独立したバッファ８１、８２を持っている。これらバッファ８１、８２は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）８３を介してホストコントローラ２１に接続されている。このマルチプレクサ８３を“ＦＩＤ／ＦＮＯ”により制御することにより、各機能に対応したバッファ８１、８２を選択することができる。

すなわち、ホスト機器２０は、ＣＭＤ５８／５９に設定した“ＦＩＤ／ＦＮＯ”に応じて、対応するバッファ８１、８２をマルチプレクサ８３により選択することができる。

ホストコントローラ２１から例えばリードコマンドＣＭＤ５８が発行された場合、メモリデバイス１１の対応する機能の拡張レジスタから読み出されたデータは、ホストコントローラ２１を介してマルチプレクサ８３に供給される。マルチプレクサ８３は、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”に基づき、受け取ったデータをバッファ８１、８２のうちの一方に供給する。

また、ホストコントローラ２１から例えばライトデータコマンドＣＭＤ５９が発行された場合、マルチプレクサ８３は、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”に基づき、バッファ８１、８２のうちの一方から選択されたデータをホストコントローラ２１に供給し、ホストコントローラ２１は、メモリデバイス１１にデータを転送する。メモリデバイス１１は、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”に基づき、対応する機能の拡張レジスタにデータを供給する。

このように、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”を用いて、マルチプレクサ８３を制御することにより、各機能に対応したバッファ８２、８３を確実に選択することが可能である。

（第３の実施形態）
上記のように、拡張レジスタをメモリデバイスとしてのＳＤカードの内部に設け、ホスト機器から供給されるコマンドＣＭＤ４８、ＣＭＤ４９、ＣＭＤ５８、ＣＭＤ５９によって拡張レジスタにデータを書き込んだり、拡張レジスタからデータを読み出したりすることが可能されている。

第３の実施形態では、ホスト機器２０から拡張機能部１９に必要なコマンドや、メッセージを転送したり、拡張機能部１９からのレスポンスをホスト機器２０に転送したりする具体的な方法について説明する。

第３の実施形態は、拡張機能の動作に必要なコマンドとレスポンスを定義するとともに、これらコマンドとレスポンスを受け渡す場所を定めている。さらに、ホスト機器２０と拡張機能部１９との間で、長いデータを転送する場合、必要に応じて例えばコマンドペイロードと称するデータを追加し、データを転送する方法を定義する。

図３４は、第３の実施形態を示すものであり、ホスト機器２０とメモリデバイス１１としてのＳＤカードとの関係を、ファームウェアレベルで概略的に示している。図３４において、図１と同一部分には、同一符号を付している。

ホスト機器２０は、拡張機能アプリケーションを２０−１、カードコマンド発行部２０−１を有している。

メモリデバイス１１は、コントローラ１１ａ、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、拡張機能部１９を有している。コントローラ１１ａは、カードコマンド制御部１１−１、拡張レジスタ３１、メモリ制御部１１−２を有している。

ホスト機器２０からメモリデバイス１１の拡張機能部１９にコマンドやメッセージなどのデータを送受信する場合、カードコマンド発行部２０−２は、ＣＭＤ４８／４９／５８／５９のいずれかと、コマンドヘッダ２０ａ、レスポンスヘッダ２０ｃ、及び必要に応じてコマンドペイロード２０ｂ、レスポンスペイロード２０ｄを発行する。

すなわち、ホスト機器２０からメモリデバイス１１にデータを転送する場合、コマンドヘッダ２０ａと、必要に応じてコマンドペイロード２０ｂが用いられる。コマンドヘッダ２０ａは、ＣＭＤ４９によりメモリデバイス１１に供給され、コマンドペイロード２０ｂは、ＣＭＤ５９によりメモリデバイス１１に供給される。

一方、ホスト機器２０により、メモリデバイス１１の拡張機能からのレスポンスを受け取る場合、レスポンスヘッダ２０ｃと、必要に応じてレスポンスペイロード２０ｄが用いられる。レスポンスヘッダ２０ｃは、ＣＭＤ４８を用いて受け取られ、レスポンスペイロード２０ｄは、ＣＭＤ５８（Multi-Block Read）を用いて受け取られる。

（コマンドＣＭＤ５８、５９）
図３５は、リードコマンドとしてのＣＭＤ５８を示し、図３６は、ライトコマンドとしてのＣＭＤ５９を示している。図３４、図３５において、ＣＭＤ５８／５９の引数は、図２６、図２７と類似する。このため、図２６、図２７と異なる部分についてのみ説明する。

図２６、図２７に示す例の場合、長いデータを転送する際、ＣＭＤ５８／５９を発行する直前において、ブロック数を設定するＣＭＤ２３を発行した。

これに対して、第３の実施形態において、ＣＭＤ５８／５９は、ＣＭＤ２３を用いることなく、長いデータを転送可能としている。

図３５、図３６において、図２６、図２７と異なる部分は、引数“ＢＵＳ” (Block Unit Select)と“ＢＵＣ”(Block Unit Count)である。“ＦＮＯ”は、“ＦＩＤ／ＦＮＯ”と実質的に同一であり、“ＭＩＯ”により選択されたメモリ空間、又はＳＤＩＯ区間における機能空間を区別するために使用される。

“ＢＵＳ”は、ブロックユニットのサイズを指定するフィールドである。“ＢＵＳ”＝“０”の場合、ブロックユニットサイズは、５１２バイトであり、“ＢＵＳ”＝“１”の場合、ブロックユニットサイズは、３２Ｋバイトである。３２Ｋバイトは、６４ブロックデータ（６４×５１２バイト）が１ブロックユニットとして扱われることを示している。

“ＢＵＣ”は、ブロックユニット数を指定するフィールドである。このフィールドで指定するブロックユニットサイズは、“ＢＵＳ”で指定されたブロックユニットサイズによって計算して転送するデータの合計のサイズを計算する。ただし、データ転送時のデータサイズの単位となるブロックはＢＵＳに関らず、５１２バイト固定である。

また、後述するように、“ＡＤＤＲ”（アドレスフィールド）において指定されたアドレスにより、拡張レジスタのポートが指定される。

（コマンドの送受信パターン）
図３７は、ホスト機器２０とメモリデバイス１１との間において送受信されるコマンドのパターンを示している。コマンドの送受信パターンとして、例えば３つのタイプがある。

図３７（ａ）に示すタイプ１は、ＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信し、ＣＭＤ４８によりメモリデバイス１１からのレスポンスヘッダをホスト機器２０で受信する場合を示している。

このタイプ１のパターンは、短いデータの送受信に適している。

図３７（ｂ）に示すタイプ２は、ＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信し、この後、ＣＭＤ５９によりコマンドペイロード２０ｂをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信する。この後、ＣＭＤ４８によりメモリデバイス１１からのレスポンスヘッダ２０ｃをホスト機器２０で受信する場合を示している。

コマンドヘッダ２０ａの送信とコマンドペイロード２０ｂの送信の順番は、この限りではなく、先ず、コマンドペイロード２０ｂを送信し、次いで、コマンドヘッダ２０ａを送信してもよい。

このタイプ２のパターンは、５１２バイトより長いデータを拡張機能に送信する場合に適している。

図３７（ｃ）に示すタイプ３は、ＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信し、この後、ＣＭＤ４８によりメモリデバイス１１からのレスポンスヘッダ２０ｃをホスト機器２０で受信し、次いで、ＣＭＤ５８によりメモリデバイス１１からのレスポンスペイロード２０ｄをホスト機器２０で受信する場合を示している。

ここで、レスポンスドヘッダ２０ｃの受信とレスポンスペイロード２０ｄの受信の順番は、この限りではなく、先ず、レスポンスペイロード２０ｄを受信し、次いで、レスポンスヘッダ２０ｃを受信してもよい。

このタイプ３のパターンは、５１２バイトより長いデータを拡張機能から受信する場合に適している。

コマンドペイロード２０ｂやレスポンスペイロード２０ｄを必要とするかどうかは、後述するように、コマンドヘッダ２０ａにより指定される。

図３８は、コマンドヘッダ２０ａ、コマンドペイロード２０ｂ、レスポンスヘッダ２０ｃ、レスポンスペイロード２０ｄのデータ構造の例を示している。

コマンドヘッダ２０ａは、５１２バイトにより構成され、例えば“オペレーションコード（ＯＰコード）”、“ｒｓｖ”、“アーギュメント長”、“ペイロード長”、“アーギュメント”、“パディング”を含んでいる。コマンドヘッダ２０ａのデータ構造は、後述するように、“ＯＰコード”の内容により、“アーギュメント”の内容が変更される。

“ＯＰコード”は、拡張機能を動作させるためのコマンドのコードを示している。さらに、後述するように、コマンドペイロード２０ｂやレスポンスペイロード２０ｄを必要とするかどうかは、“ＯＰコード”内において指定される。

“アーギュメント長”は、“アーギュメント”のデータ長を示し、“ペイロード長”は、ペイロードのデータ長を示している。

“パディング”は、コマンドヘッダの長さを機器のデータ転送処理単位（５１２バイト）に揃えるためのデータであり、データそのものに意味はない。コマンドペイロード２０ｂ、レスポンスヘッダ２０ｃ、レスポンスペイロード２０ｄの“パディング”も、コマンドヘッダ２０ａの“パディング”と同様である。

コマンドペイロード２０ｂは、５１２バイト×Ｎ（Ｎは、１以上の自然数）のデータ長を有し、このデータ長は、コマンドヘッダ２０ａのペイロード長により管理される。コマンドペイロード２０ｂは、例えば実データとしての“コマンドペイロード”と“パディング”とにより構成されている。“コマンドペイロード”の内容は、“ＯＰコード”に応じて変わるものである。

例えば“ＯＰコード”が拡張処理部１９を介してＮＡＮＤフラッシュメモリ１８にデータを書き込む処理を指示する場合、コマンドペイロードは、書き込みデータである。

また、拡張処理部１９が認証処理機能を有する場合において、“ＯＰコード”が暗号化キーブロックのデータを書き込む指示である場合、“コマンドペイロード”は、暗号化キーブロックのデータとなる。

レスポンスヘッダ２０ｃは、５１２バイトにより構成されている。レスポンスヘッダ２０ｃは、例えば“レスポンスコード”、“レスポンスデータ長”、“レスポンスデータ”、“パディング”を含んでいる。

レスポンスペイロード２０ｄは、“レスポンスペイロード”と“パディング”により構成されている。“レスポンスペイロード”の内容は、レスポンスの内容に従って変化する。レスポンスが、拡張機能を介してＮＡＮＤフラッシュメモリのデータを読み出した結果である場合、“レスポンスペイロード”の内容は、読み出しデータである。

（コマンドヘッダ、ペイロード、及びレスポンスヘッダの例）
図３９、図４０は、コマンドヘッダ、ペイロード、及びレスポンスヘッダの例を示している。

図３９は、拡張機能がメモリデバイス１１の認証処理で使用される暗号化キーを処理する機能を有する場合の例を示している。

メモリデバイス１１の認証処理で使用される暗号化キーブロック（Encrypted Key Block: ＥＫＢ）と称するデータをメモリデバイス１１に書き込む場合において、ＥＫＢをメモリデバイスに書き込むため、“Write EKB”と称するコマンドを送信する例を示している。

図３９（ａ）は、この場合のコマンドヘッダ２０ａの一例を示すものである。

“OP Code”（ＯＰコード）は“８０ｈ”であり、“Write EKB”コマンドを示している。

“Reserved”は、将来の拡張目的や機器がデータ処理し易いように、データの位置調整のために設定されている。

“Argument Length”は、このコマンドのアーギュメントの長さを示し、この例では“０４ｈ”が設定されている。

“Payload Length”は、ペイロードの長さを示し、“Ｎ”が設定されている。

“Block Number”から“Padding data”まではアーギュメントとして扱われる。“Block Number”は記録するＥＫＢの番号を示し、“ｎ”は、複数のＥＫＢのうちの１つを区別するための識別番号である。

“Reserved”及び“Padding Data”は、前述した通りである。

図３９（ｂ）は、この例におけるコマンドペイロード２０ｂの一例を示している。“Write EKB”の場合、“マンドペイロード”として、ＥＫＢデータそのものを転送する。コマンドペイロード２０ｂの長さは、前述したコマンドヘッダ２０ａの“Payload Length”で規定される。メモリデバイス１１は、コマンドペイロード２０ｂを受け取る前に、コマンドヘッダａにより“ペイロード長”が通知されることにより、記録のための事前準備を行うことができる。

図３９（ｃ）は、この例におけるレスポンスヘッダ２０ｃの一例を示している。“Write EKB”の場合、レスポンスヘッダ２０ｃは、“Response Code”と“Padding Data”により構成される。“Response Code”には、ＥＫＢデータの書き込み処理結果が示される。例えば書き込みが成功した場合、“Response Code”として“００ｈ”が設定される。

図４０は、拡張機能がメモリデバイス１１の認証処理で使用されるＥＫＢデータをメモリデバイスから読み出す場合に使用する“Read EKB”と称するコマンドを送信する例を示している。

図４０（ａ）は、この場合のコマンドヘッダ２０ａの一例を示すものである。“OP Code”、“Reserved”、“Argument Length”、“Payload Length”の意味は、図３９に示す“Write EKB”と同様である。

“OP Code”は“８１ｈ”であり、“Read EKB”コマンドを示している。

“Argument Length”は、この例の場合、“０Ｃｈ”に設定されている。

“Payload Length”は、“Ｎ”が設定されている。

“Block Number”から“Padding data”まではアーギュメントとして扱われる。“Block Number”は、記録されたＥＫＢの番号“ｎ”を示している。

“EKB Offset”は、読み出すＥＫＢの読み出し開始アドレスを示している。

“EKB Length”は、読み出すＥＫＢの長さを示している。

図４０（ｂ）は、この例におけるレスポンスペイロード２０ｂの一例を示している。“Read EKB”の場合、レスポンスペイロード２０ｂは、コマンドヘッダ２０ａで指定された“Block Number”、“EKB Offset”、“EKB Length”に基づき、拡張機能部１９から読み出されたＥＫＢデータをホスト機器２０に転送する。このため、“レスポンスペイロード”は、ＥＫＢデータそのものである。

レスポンスヘッダ２０ｃは、“Read EKB”の場合の“レスポンスヘッダ”は、“Response Code”と“Padding Data”により構成される。“Response Code”には読み出し処理の結果が示される。例えば読み出し処理が成功した場合、“００ｈ”が設定される。

この例において、“Response Data”は使用されなかったが、ＥＫＢデータを転送するとき、ＥＫＢデータのダイジェストデータを“Response Data”に記録してデータ転送することもできる。このダイジェストデータは、例えば暗号のハッシュ関数SHA1等を利用することが可能であり、メモリのデータ転送と計算処理の値を分けてメモリデバイス１１からホスト機器２０に転送することが可能である。

図４１は、コマンドヘッダ２０ａの“OP Code”の一例を示している。

“OP Code”は、拡張機能の処理コマンドを１から順番に割り振ることも可能である。また“OP Code”内にコマンドペイロード２０ｂや、レスポンスペイロード２０ｄの有無を示すビットを割り当てることも可能である。

図４１において、“OP Code”の６ビット目は、例えば“コマンドペイロードビット”と呼ばれ、コマンドペイロードを必要とするかどうかを示すビットである。“コマンドペイロードビット”が“１”である場合、このコマンドはコマンドペイロードを送ることを示す。

また、“コマンドペイロードビット”が“０”である場合、このコマンドはコマンドペイロードを送らず、コマンドヘッダのみ、コマンド処理を実行することを示す。

“OP Code”の５ビット目は、“レスポンスペイロードビット”と呼ばれ、レスポンスペイロードを必要とするかどうかを示すビットである。“レスポンスペイロードビット”が“１”である場合、このコマンドはレスポンスペイロードをメモリデバイスが送信することを示す。

また、“レスポンスペイロードビット”が“０”である場合、メモリデバイスはレスポンスペイロードを送信せず、コマンド処理の実行結果として、レスポンスヘッダのみ送信することを示す。

図４２は、第３の実施形態に適用される拡張レジスタ３１のマップの一例を示している。このマップにおいて、オフセットは、拡張レジスタの先頭アドレスからの相対アドレスを示しており、このオフセットは、ＣＭＤ５８、ＣＭＤ５９の“ＡＤＤＲ”フィールドにより指定される。

オフセット“４”は、“拡張レジスタステータス”と称するレジスタを示している。この“拡張レジスタステータス”は、拡張レジスタがアイドル状態であるか、送信状態であるか、受信状態であるかを示す読み出し専用のレジスタである。

オフセット“８”は、“拡張レジスタオペレーション”と称するレジスタを示している。この拡張レジスタオペレーション”は、ＣＭＤ５８、ＣＭＤ５９により使用される書き込み、又は読み出し可能なレジスタである。このレジスタは、リセット可能とされている。

オフセット“１２”は、“拡張コマンドポート”と称するレジスタであり、拡張コマンドの書き込み専用ポートである。

オフセット“１３”は、“拡張コマンドペイロードポート”と称するレジスタであり、コマンドペイロードの書き込み専用ポートである。

オフセット“１４”は、“拡張レスポンスペイロードポート”と称するレジスタであり、拡張レスポンスペイロードの読み出し専用ポートである。

オフセット“１５”は、“拡張レスポンスポート”と称するレジスタであり、拡張レスポンスの読み出し専用ポートである。

（トランザクションデータ（タイプ１））
図４３は、図３７（ａ）に示すＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信し、ＣＭＤ４８によりメモリデバイス１１からのレスポンスヘッダをホスト機器２０で受信するタイプ１の場合のトランザクションデータを示している。

ホスト機器２０よりＣＭＤ４９が発行されてコマンドヘッダ２０ａが転送されると、図１８に示すＣＭＤ４９の“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、“拡張コマンドポート”が指定される。この“拡張コマンドポート”を介して、拡張機能部１９にＯＰコード等が転送される。

また、ホスト機器２０よりＣＭＤ４８が発行されると、図１７に示すＣＭＤ４９の“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、“拡張レスポンスポート”が指定される。この“拡張レスポンスポート”を介して、拡張機能部１９からレスポンスヘッダ２０ｃが読み出され、ホスト機器２０に転送される。

図４４は、トランザクションデータ（タイプ１）のタイミングチャートを示している。

図４４に示すように、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４９を受け取ると、レスポンスＲ１を返し、その後、５１２バイトのデータブロックとしてのコマンドヘッダ２０ａを受け取る。

メモリデバイス１１は、コマンドヘッダ２０ａが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホスト機器２０に返す。その後、コマンドヘッダ２０ａに記載されたコマンド処理が終わるまでビジーを返し、ホスト機器２０が次のコマンドを発行できるタイミングを知らせる。コマンドヘッダ２０ａは、バッファ１６に保持されている。

コマンド処理において、ＣＭＤ４９の引数“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、データポートとしての“拡張コマンドポート”が指定される。この“拡張コマンドポート”を介してバッファ１６に保持された１ブロック（５１２バイト）のコマンドヘッダが拡張機能部１９の割り当てられたデバイスに書き込まれる。

この後、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４８を受け取ると、レスポンスＲ１を返す。

コマンド処理において、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４９の引数“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置を指定し、データポートとしての“拡張レスポンスポート”が指定される。この“拡張レスポンスポート”を介して拡張機能部１９の割り当てられたデバイスから、５１２バイトのデータブロックとしてのレスポンスヘッダ２０ｃが読み出される。この読み出されたレスポンスヘッダ２０ｃは、ホスト機器２０に転送される。

（トランザクションデータ（タイプ２））
図４５は、図３７（ｂ）に示すＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信した後、ＣＭＤ５９によりコマンドペイロード２０ｂを送信し、ＣＭＤ４８によりメモリデバイス１１からレスポンスヘッダを読み出し、ホスト機器２０で受信するタイプ１の場合のトランザクションデータを示している。

タイプ１と同様に、ホスト機器２０よりＣＭＤ４９が発行されてコマンドヘッダ２０ａが転送されると、ＣＭＤ４９の“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、“拡張コマンドポート”が指定される。この“拡張コマンドポート”を介して、拡張機能部１９にＯＰコード等が転送される。

次いで、ホスト機器２０よりＣＭＤ５９が発行されてコマンドペイロード２０ｂがメモリデバイス１１に転送され、拡張レジスタの“拡張コマンドペイロードポート”を介して、拡張機能部１９に複数のペイロードブロックが転送される。

この後、ホスト機器２０よりＣＭＤ４８が発行されると、拡張レジスタの“拡張レスポンスポート”を介して、拡張機能部１９からレスポンスヘッダ２０ｃが読み出され、ホスト機器２０に転送される。

図４６は、トランザクションデータ（タイプ２）のタイミングチャートを示している。

図４６に示すように、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４９を受け取ると、レスポンスＲ１を返し、その後、５１２バイトのコマンドヘッダ２０ａを受け取る。

メモリデバイス１１は、コマンドヘッダ２０ａが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホスト機器２０に返す。その後、コマンドヘッダ２０ａに記載されたコマンド処理が終わるまでビジーを返し、ホスト機器２０が次のコマンドを発行できるタイミングを知らせる。コマンドヘッダ２０ａは、バッファ１６に保持されている。コマンド処理は、トランザクションデータ（タイプ１）と同様であるため、説明は省略する。

次いで、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ５９を受け取ると、レスポンスＲ１を返す。

コマンド処理において、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ５９の引数“ＡＤＤＲ”により、拡張レジスタ内のページと位置を指定し、データポートとしての“拡張コマンドペイロードポート”が指定される。この“拡張コマンドペイロードポート”を介して拡張機能部１９の割り当てられたデバイスに、コマンドペイロード２０ｂを構成する５１２バイトのデータブロックとしてのレスポンスヘッダ２０ｃが書き込まれる。

具体的には、メモリデバイス１１は、先ず、ＣＭＤ５９の“ＢＵＳ”に指定されたサイズ（５１２バイト／３２ｋバイト）の１ブロックのデータを受け取る。次いで、メモリデバイス１１は、５１２バイトのデータが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホスト機器２０に返し、データの受信処理が終わるまでビジーを出力する。

この後、ＣＭＤ５９の“ＢＵＣ”に指定されたブロック数のデータの受信が完了するまで、上記動作が繰り返される。

尚、コマンドペイロード２０ｂによりメモリデバイス１１に送られたデータは、バッファ１６に保持される。このため、メモリデバイス１１は、ホスト機器２０の制御無しで、バッファ１６に保持されたデータを、１ブロック単位で拡張機能部１９に転送することが可能であり、所謂ＤＭＡ（Direct Memory Access）転送が可能となる。

この後、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４８を受け取ると、レスポンスＲ１を返し、その後、ホスト機器２０は、５１２バイトのデータブロックとしてのレスポンスヘッダ２０ｃを“拡張レスポンスポート”を介して受け取る。コマンド処理は、トランザクションデータ（タイプ１）と同様であるため、説明は省略する。

（トランザクションデータ（タイプ３））
図４７は、図３７（ｃ）に示すＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをホスト機器２０からメモリデバイス１１に送信した後、ＣＭＤ４８によりメモリデバイス１１からレスポンスヘッダを読み出し、ホスト機器２０で受信し、次いで、ＣＭＤ５８によりレスポンスペイロード２０ｂを受信するタイプ３の場合のトランザクションデータを示している。

トランザクションデータ（タイプ１）、（タイプ２）と同様に、ホスト機器２０よりＣＭＤ４９が発行されてコマンドヘッダ２０ａが転送されると、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４９の“Ａｄｄｒ”により、拡張レジスタ内のページと位置が指定され、“拡張コマンドポート”を指定する。この“拡張コマンドポート”を介して、拡張機能部１９にコマンドヘッダ２０ａが転送される。

次いで、ホスト機器２０よりＣＭＤ５８が発行されると、拡張レジスタの“拡張レスポンスペイロードポート”を介して、拡張機能からレスポンスペイロード２０ｄが読み出され、ホスト機器２０に転送される。

この後、ホスト機器２０よりＣＭＤ４８が発行されると、拡張レジスタの“拡張レスポンスポート”を介して、拡張機能からレスポンスヘッダ２０ｃが読み出され、ホスト機器２０に転送される。

図４８は、トランザクションデータ（タイプ３）のタイミングチャートを示している。

図４８に示すように、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４９を受け取ると、レスポンスＲ１を返し、その後、５１２バイトのコマンドヘッダ２０ａを受け取る。

次いで、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ５８を受け取ると、レスポンスＲ１を返し、その後、レスポンスペイロード２０ｄを構成する５１２バイトのデータを受け取る。

コマンド処理において、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ５８の“ＡＤＤＲ”に基づき、“拡張レスポンスペイロードポート”を指定し、この拡張レスポンスペイロードポート”を介して、拡張機能部１９からＣＭＤ５８の“ＢＵＳ”に指定されたサイズ（５１２バイト／３２ｋバイト）の１ブロックのデータを受け取る。この受け取ったデータはホスト機器２０に転送される。次いで、メモリデバイス１１は、５１２バイトのデータが正しく受け取れたかどうかを示すＣＲＣコードをホスト機器２０に送る。

この後、ＣＭＤ５８の“ＢＵＣ”に指定されたブロック数のデータの受信が完了するまで、上記動作が繰り返される。

尚、トランザクションデータ（タイプ２）において、コマンドヘッダ２０ａは、マンドペイロード２０ｂより先に転送したが、コマンドペイロード２０ｂを転送した後、コマンドヘッダ２０を転送してもよい。

また、トランザクションデータ（タイプ３）において、レスポンスヘッダ２０ｃは、レスポンスペイロード２０ｄの後に転送したが、レスポンスヘッダ２０ｃを転送した後、レスポンスペイロード２０ｄを転送してもよい。

上記第３の実施形態によれば、ホスト機器２０とメモリデバイス１１の拡張機能部１９との間のデータの送受信を、ＣＭＤ４８／４９／５８／５９と、コマンドヘッダ及びレスポンスヘッダと、コマンドペイロード及びレスポンスペイロードとに分けている。このため、コマンド処理の後、コマンドヘッダ２０ａに基づき、次のコマンドペイロード２０ｂにより転送されるデータを拡張機能部１９への転送するための準備を行うことができる。このため、コマンドペイロードにより送られてきたデータを効率的に拡張機能部１９に転送することが可能である。したがって、例えばコマンドペイロードにより送られて来たデータは、ＤＭＡにより転送することができる。

また、レスポンスをレスポンスヘッダ２０ｃとレスポンスペイロード２０ｄに分けている。このため、コマンド処理の後、レスポンスヘッダ２０ｃに基づき、レスポンスの準備をした後、拡張機能部１９から送られたデータをレスポンスペイロード２０ｄとして効率的にホスト機器２０に転送することが可能となる。

また、ホスト機器２０は、ＣＭＤ４９により、拡張機能部１９の動作を指示するＯＰコードとアーギュメントを含むコマンドヘッダ２０ａを拡張レジスタの拡張コマンドポートを介して拡張機能部１９に転送した後、ＣＭＤ４８により、拡張レジスタの拡張レスポンスポートを介して拡張機能部１９から供給されるレスポンスコードとレスポンスデータを含むレスポンスヘッダ２０ｃを受けている。このため、拡張機能部１９に必要なコマンドや、メッセージを転送したり、拡張機能部１９からのレスポンスをホスト機器２０に転送したりすることが可能である。

また、長いデータを拡張レジスタに転送する場合、ＣＭＤ５９により複数のブロックにより構成されたコマンドペイロード２０ｂを拡張レジスタの拡張コマンドペイロードポートを介して拡張機能部１９に転送することができ、ＣＭＤ５８により複数のブロックにより構成された長いデータを含むレスポンスペイロードを拡張レジスタの拡張レスポンスペイロードポートを介して読み出すことができる。したがって、長いデータを拡張機能部１９に対して書き込み、読み出すことが可能である。

しかも、ＣＭＤ５８／５９は、引数としてブロックのサイズを指定する“ＢＵＳ”と、ブロック数を指定する“ＢＵＣ”を有している。したがって、ブロック数を指定するＣＭＤ２３を用いる必要がないため、長いデータを容易に転送することが可能である。

（第４の実施形態）
第１乃至第３の実施形態において、メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４８／４９を受けるとレスポンスＲ１をホスト機器２０に返す。

しかし、メモリデバイス１１内部の拡張機能部１９は、コマンドに対する処理の完了や、エラーなどのイベントをホスト機器２０に通知する手段がなかった。拡張レジスタを介してこれらのイベントを表示することは可能であるが、ホスト機器２０はイベントが起こったかどうかをポーリングする必要があり非効率であった。

そこで、第４の実施形態は、拡張レジスタをアクセスするコマンドを含む全てのコマンドに対して返信されるレスポンＲ１に、拡張レジスタのイベントを通知するフラグを設け、ホスト機器２０が拡張レジスタをアクセスすることなく、ホスト機器２０にイベントを通知可能とする。

図４９は、レスポンスＲ１のデータ構造の一例を示している。レスポンスＲ１は、例えば３２ビットにより構成されている。このうち、例えば第１８ビットが拡張機能のイベントを示すフラグＥＦ＿ＥＶＥＮＴ（Extension Function Event）に設定されている。

メモリカード１１内の例えば複数の拡張機能のうちの少なくとも１つにイベントが発生すると、フラグＥＦ＿ＥＶＥＮＴが“１”に設定される。このフラグＥＦ＿ＥＶＥＮＴのビットは、以降のレスポンスにおいて、“０”に戻してもよいし、次に説明するフラグが読まれたとき、“０”に戻してもよい。

図５０は、例えば拡張レジスタ内に設けられた拡張機能イベントフラグ（Extension Function Event Flag）の一例を示している。

この拡張機能イベントフラグは、例えば１７ビットにより構成されており、各ビットに対応して拡張機能の番号が対応されている。

拡張機能において、イベントが発生した場合、該当する拡張機能の番号のビットが“１”に設定される。イベントの種別は各拡張機能の拡張レジスタ内で通知できるように定義しても良い。このビットは、このビットの値が読み出された時点で“０”に戻っても良いし、各拡張機能に“０”に戻るタイミングを定義しても良い。

図５１は、ホスト機器２０にアプリケーションと、拡張機能アプリケーション１、拡張機能アプリケーション２、及びこれらに対応したファイルシステム、拡張機能ドライバ１、及び拡張機能ドライバ２が設けられている場合の例を示している。このような構成のホスト機器２０により、メモリデバイス１１をアクセスする場合の動作について説明する。

図５２は、上記構成のホスト機器２０により、メモリデバイス１１をアクセスする場合の動作のシーケンスチャートの例を示している。

先ず、ホスト機器２０のアプリケーション、又はファイルシステムから書き込み、又は読み出し要求が発生すると（Ｓ８１）、カードドライバ、又はホストコントローラからＣＭＤＸＸが発生される（Ｓ８２）。このＣＭＤＸＸは、ＣＭＤ４８／４９／５８／５９のいずれかである。

メモリデバイス１１は、ＣＭＤＸＸを受けるとレスポンスＲ１をホスト機器２０に返す（Ｓ８３）。

このレスポンスＲ１に含まれるフラグＥＦ＿ＥＶＥＮＴが“１”に設定されている場合、カードドライバ、又はホストコントローラは、ＣＭＤ４８を発行し（Ｓ８５）、拡張レジスタの拡張機能イベントフラグを読み出す（Ｓ８６）。

カードドライバ、又はホストコントローラは、拡張機能イベントフラグを解析し、例えば拡張機能ドライバ１にイベントが発生したことを検出すると、割り込み、又はカードドライバのポーリングにより、拡張機能ドライバ１に通知する（Ｓ８７）。

この後、機能拡張ドライバ１は、カードドラバ、又はホストコントローラに対してイベントの内容を読み出すためＣＭＤ４８を発行し（Ｓ８８）、カードドラバ、又はホストコントローラは、メモリデバイス１１にＣＭＤ４８を発行する（Ｓ８９）。

メモリデバイス１１は、ＣＭＤ４８を受けると、レスポンスＲ１をホスト機器２０に返す（Ｓ９０）。

この後、コマンド処理により、拡張機能部からイベントの内容がホスト機器２０に転送される（Ｓ９１）。このイベントの内容は、さらに機能拡張ドライバ１に転送される（Ｓ９２）。

上記第４の実施形態によれば、ＣＭＤ４８／４９／５８／５９のレスポンスＲ１に拡張機能のいずれかにイベントが発生したことを示すフラグＥＦ＿Ｅｖｅｎｔを設けている。このため、ホスト機器２０は、レスポンスＲ１を受けることにより、拡張機能のいずれかにイベントが発生したことを知ることができる。したがって、ポーリングにより、イベントの発生を検出する必要がないため、効率良くイベントを検出することが可能である。

また、拡張レジスタ内に拡張機能イベントフラグを設け、この拡張機能イベントフラグにより、拡張機能部１９の何れの機能によりイベントが発生したこと特定可能としている。このため、ホスト機器２０は、フラグＥＦ＿Ｅｖｅｎｔによりイベントの発生が検出された場合、拡張機能イベントフラグを読み出すことにより、イベントが発生した拡張機能を容易に特定することができる。

（第５の実施形態）
第１乃至第４の実施形態は、ホスト機器２０によりメモリデバイス１１の拡張機能をアクセスする場合について説明した。

これに対して、第５の実施形態は、ホスト機器２０とメモリデバイス１１との間に変換機器を設け、この変換機器を介してメモリデバイス１１の拡張機能をアクセスする場合について説明する。具体的には、例えばパーソナルコンピュータとしてのホスト機器２０にメモリデバイス１１を接続するためのアダプタが接続される場合がある。第５の実施形態は、このようなアダプタが接続された場合においても、ホスト機器２０とメモリデバイス１１の拡張機能部１９とのデータ転送を可能とするものである。

図５３は、ホスト機器２０とメモリデバイス１１との間に、例えばUniversal Serial Bus（ＵＳＢ）タイプの接続機器としてのアダプタ１００が接続されている場合の例を概略的に示している。

アダプタ１００は、変換器１０１を有している。変換器１０１は、コマンド分割部１０２、レスポンス結合部１０３、及びコマンド発行部１０４を有している。

図５４、図５５は、図５３で示す例の処理動作を示している。図５４は、データの書き込み動作の例を示し、図５５は、データの読み出し動作の例を示している。

ＵＳＢタイプのアダプタ１００を用いてメモリデバイス１１がホスト機器２０に接続される場合、データをホスト機器２０からアダプタ１００に対して、先ずCommand Block Wrapper (ＣＢＷ) と呼ばれるメッセージを送り、データの送信もしくは受信を行う。最後にCommand Status Wrapper （ＣＳＷ）と呼ばれるメッセージをアダプタ１００からホスト機器２０へ送信してデータの送受信を制御する。ＣＢＷにおいて、データの送受信の方向、送受信のデータの長さを指定できる。

ホスト機器２０は、メモリデバイス１１の拡張機能部１９に長いデータを転送する場合、前述したコマンドヘッダ２０ａ、及びコマンドペイロード２０ｂを使用し、拡張機能部１９からホスト機器２０に長いデータを転送する場合、レスポンスヘッダ２０ｃ、及びレスポンスペイロード２０ｄが使用される。

図５４に示すように、データの書き込み時、ホスト機器２０はＣＢＷを変換器１０１へ送る（Ｓ１０１）。変換器１０１は、ＣＳＷを解析し、この後にデータが書き込まれることを、送られてくるデータの長さと共に知ることができる（Ｓ１０２）。この時、データの長さに基づきコマンドペイロードが含まれるかどうかを判断できる。

変換器１０１は、ホスト機器２０から転送されたコマンドヘッダ２０ａ、コマンドペイロード２０ｂを受けると（Ｓ１０３）、コマンド分割部１０２により、コマンドヘッダ２０ａ、コマンドペイロード２０ｂを分離する。すなわち、コマンド分割部１０２は、転送されたデータのうち、最初の５１２バイトをコマンドヘッダ２０ａとみなし、これ以降のデータをコマンドペイロード２０ｂとみなして、これらを分割する。長さが５１２バイトを超えない場合、変換器１０１はコマンドペイロードが無いものとして処理する。

コマンド発行部１０４は、コマンド分割部１０２から供給されたコマンドヘッダ２０ａに対してＣＭＤ４９を発行し（Ｓ１０４）、メモリデバイス１１からレスポンスＲ１を受けた後（Ｓ１０５）、ＣＭＤ４９によりコマンドヘッダ２０ａをメモリデバイス１１に転送する（Ｓ１０６）。メモリデバイス１１の内部動作（Ｓ１０７）は、上述した通りである。

また、コマンド発行部１０４は、コマンド分割部１０２から供給されたコマンドペイロード２０ｂに対してＣＭＤ５９を発行し（Ｓ１０８）、メモリデバイス１１からレスポンスＲ１を受けた後（Ｓ１０９）、コマンドペイロード２０ｂをメモリデバイス１１に転送する（Ｓ１１０）。メモリデバイス１１は、コマンドペイロードを処理する（Ｓ１１１）。

ＣＭＤ５９の発行時、コマンドペイロードの長さと等しいかそれ以上の長さになるように“ＢＵＳ”、“ＢＵＣ”を設定する。コマンドペイロードの長さ以上に“ＢＵＳ”、“ＢＵＣ”を設定した場合、コマンドペイロードを送信した後、“ＢＵＳ”、“ＢＵＣ”で設定した長さの任意のデータを続けて送信しても良いし、送信を中止するコマンドを発行して次の作業に進んでも良い。

変換器１０１は、データをメモリデバイス１１に送信した後、ＣＳＷをホスト機器２０に送信する（Ｓ１１２）。これによりホスト機器２０は、変換器１０１の処理が終了したことを知ることができる。

一方、図５５に示すように、メモリデバイス１１から長いデータを読み出す場合、ホスト機器２０から変換機１０１へＣＢＷが送られる（Ｓ１２１）。変換器１０１は、ＣＢＷを解析し、この後にデータ読み出しが行われることを、読み出すデータの長さと共に知ることができる（Ｓ１２２）。この時、データの長さからレスポンスペイロードが必要かどうか判断できる。もし指定されたデータの長さが５１２バイトを超えていた場合、レスポンスペイロードの読み出しが必要であると判断する。

変換器１０１のコマンド発行部１０４は、レスポンスペイロードの読み出しが必要な場合、ＣＭＤ５８を発行する（Ｓ１２３）。ＣＭＤ５８発行時、レスポンスペイロードの長さと等しいかそれ以上の長さになるように“ＢＵＳ”、“ＢＵＣ”を設定する。レスポンスペイロードの長さ以上に“ＢＵＳ”、“ＢＵＣ”を設定した場合、レスポンスペイロードを受け終わった後、“ＢＵＳ”、“ＢＵＣ”で設定した長さになる任意のデータを続けて読み出しても良いし、送信を中止するコマンドを発行して次の作業に進んでも良い。

メモリデバイス１１からレスポンスＲ１を受けた後（Ｓ１２４）、コマンド発行部１０４は、メモリデバイス１１から受け取ったブロックをレスポンス結合部１０３に供給する（Ｓ１２５）。

この後、コマンド発行部１０４は、ＣＭＤ４８を発行する（Ｓ１２６）。コマンド発行部１０４は、メモリデバイス１１からレスポンスＲ１を受けた後（Ｓ１２７）、メモリデバイス１１から供給された５１２バイトのデータをレスポンスヘッダ２０ｃとしてレスポンス結合部１０３に供給する（Ｓ１２８）。

レスポンス結合部１０３は、レスポンスヘッダ２０ｃと、複数のブロックにより構成されたレスポンスペイロード２０ｄを結合してホスト機器２０に転送する（Ｓ１２９）。

最後に変換器１０１はＣＳＷをホスト機器２０に送信する（Ｓ１３０）。ホスト機器は、これにより変換器１０１が処理を終了したことを知ることができる。

コマンド分割部１０２、及びレスポンス結合部１０３は、処理を行うのに十分なサイズの作業領域を持っていない場合、コマンド発行部１０４、及びホスト機器２０へそれまで作業領域に蓄積されたデータをその都度それぞれに送り出して逐次処理することも可能である。

尚、上記説明は、長いデータを転送する場合であったが、コマンドペイロード２０ｂ、及びレスポンスペイロード２０ｄを使用しないデータ転送の場合、変換器１０１のコマンド分割部１０２は、単にコマンドヘッダ２０ａを出力し、レスポンス結合部１０３は、単にレスポンスヘッダ２０ｃを出力する。

また、メモリデバイス１１は、必要なデータを送った後にタイムアウトする（例えば250msec）。この後、レスポンスペイロードが送り終わったことをレスポンスＲ１のイベントを用いて示しても良い。

図５６は、第５の実施形態の変形例を示すものであり、アダプタの他の例を示している。

図５６において、アダプタ１１０は、ホスト機器２０に対してメモリデバイス１１と例えばハードディスク１１３を接続可能としている。

アダプタ１１０は、分配器１１１と、変換器１０１、及びブリッジ回路１１２を有している。分配器１１１の第１の端子は、ＵＳＢを介してホスト機器２０に接続されている。分配器１１１の第２の端子は、変換器１０１を介してメモリデバイス１１に接続されている。変換器１０１の構成は、上述した通りである。分配器１１１の第３の端子は、ブリッジ回路１１２、ＳＡＴＡ（serial ATA）ケーブル１１４を介してハードディスク１１３に接続されている。ブリッジ回路１１２は、例えば図示せぬメモリインターフェースモジュールと、メモリ制御モジュールなどを含んでいる。

このような構成の場合においても、変換器１０１を用いることにより、ホスト機器２０とメモリデバイス１１の拡張機能部１９との間でデータを転送することが可能である。

上記第５の実施形態によれば、ホスト機器２０とメモリデバイス１１との間にアダプタ１００が設けられている場合においても、アダプタ１００に変換器１０１を設けることにより、ホスト機器２０とメモリデバイス１１の拡張機能部１９との間でデータを転送することが可能である。

尚、上記実施形態において、拡張機能の一例としては、コントローラに実装されるセキュリティ機能や、メモリ、例えばＮＡＮＤフラッシュメモリに実装されるセキュリティ機能がある。

コントローラに実装されるセキュリティ機能とは、例えば鍵情報及びコントローラ固有の識別情報等をコントローラに格納し、これらの情報を基にホスト機器との間でセキュアな通信チャンネルを構成するための機能等である。

また、メモリに実装されるセキュリティ機能とは、例えば鍵情報、メモリ固有の識別情報、及びこの識別情報を暗号化して生成された暗号化識別情報等をメモリに格納し、これらの情報を基にコントローラを介してホスト機器との間で認証処理を実施するための機能等である。

その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１１…メモリデバイス、１１ａ…カードコントローラ、１８…ＮＡＮＤフラッシュメモリ、１９…拡張機能部、２０…ホスト機器、３１…拡張レジスタ、１０１…変換器、１０２…コマンド分割部、１０３…レスポンス結合部。

Claims

ホスト機器と通信可能なメモリシステムであって、
不揮発性半導体記憶装置と、
前記不揮発性半導体記憶装置を制御する制御部と、
前記メモリシステムの拡張機能を制御するドライバを特定するための第１情報を保持可能なレジスタと、を具備し、
前記レジスタは、１又は複数の前記拡張機能のイベントに関する第２情報を保持可能であり、
前記第２情報は、複数の前記拡張機能に対応する複数のビットを含み、前記複数のビットの夫々は、対応する１の前記拡張機能のイベントの発生の有無を示し、
前記メモリシステムは、前記拡張機能にイベントが発生した場合、前記ホスト機器から受信した第１コマンドに応じて、前記イベントの発生を示すフラグを含むレスポンスを前記ホスト機器に送信し、
前記メモリシステムは、前記ホスト機器から受信した第２コマンドに応じて、前記第２情報を前記ホスト機器に送信し、
前記複数のビットが前記ホスト機器によって解析され、前記イベントが発生した拡張機能が前記ホスト機器によって検出され、前記ホスト機器から前記拡張機能を制御するドライバに前記イベントの発生が通知されることを特徴とするメモリシステム。
前記イベントの発生が前記拡張機能を制御する前記ドライバに通知された後、前記メモリシステムは、前記ホスト機器から受信した第３コマンドに応じて、前記拡張機能の前記イベントの内容に関する第３情報を前記ホスト機器に送信することを特徴とする請求項１記載のメモリシステム。
前記第１コマンドは、前記ホスト機器が前記レジスタにアクセスするためのコマンドであることを特徴とする請求項１記載のメモリシステム。
メモリシステムと通信可能なホスト機器であって、
前記メモリシステムの拡張機能を制御するドライバと、
前記拡張機能を制御するドライバを特定するための第１情報を前記メモリシステムから読み出すホストコントローラと、を具備し、
前記ホスト機器は、前記メモリシステムに対して第１コマンドを送信し、前記第１コマンドのレスポンスとして、前記拡張機能にイベントが発生したことを示すフラグを含むレスポンスを受信し、
前記ホスト機器は、１又は複数の前記拡張機能のイベントに関し、且つ、複数の前記拡張機能に対応する複数のビットを含む第２情報を前記メモリシステムから読み出すために、前記メモリシステムに対して第２コマンドを送信し、
前記ホスト機器は、対応する１の前記拡張機能のイベントの発生の有無を夫々示す前記複数のビットを解析し、前記イベントが発生した拡張機能を検出し、前記拡張機能を制御するドライバに前記イベントの発生を通知することを特徴とするホスト機器。
前記イベントの発生が前記拡張機能を制御する前記ドライバに通知された後、前記ホスト機器は、前記拡張機能の前記イベントの内容に関する第３情報を前記メモリシステムから読み出すために、前記メモリシステムに対して第３コマンドを送信することを特徴とする請求項４記載のホスト機器。
前記第１及び第２情報は、前記メモリシステムの同一のレジスタに格納され、
前記第１コマンドは、前記ホスト機器が前記レジスタにアクセスするためのコマンドであることを特徴とする請求項４記載のホスト機器。
前記フラグを含むレスポンスを受信した後に、前記第２コマンドを送信することを特徴とする請求項４記載のホスト機器。