モジュラー型および非揮発性ストレージソリューションとして,様々な電子システムで広く使用され,拡張機能,豊富な機能,このシステムへの利用の便利性これらのストレージカードをホストデバイスに接続するには,信頼性の高い機械的および電気的接続を確保するために互換性のあるコネクタが必要です.デバイスのますますコンパクトな制約の下で一貫したパフォーマンスを維持する必要がありますストレージカードのコネクタを検査する前にまず,メモリカードのアーキテクチャとその組み込み電子機器や消費者電子機器における役割についての基本的な理解を確立する必要があります..
ストレージカードの概要
メモリーカード (memory card) は,写真,ビデオ,音楽,文書などのデジタルデータを保存するために使用される小型固体型記憶装置である.1980年代に開発されたストレージチップの一種で,電源切断後でもデータを保持するために浮遊ゲートトランジスタを使用する移動部品がないため,フラッシュメモリは高速アクセス,高耐久性,電気的に消去し書き換えられる能力があります.
蓄積カードは,時間の経過とともに,大きく進化し,その発展傾向は主にサイズを小さくし,蓄積容量を増加することに焦点を当てています.現在,最も一般的に使用されている形式は:
SIMカード (ユーザー識別モジュール):SIMカードはユーザー認証とモバイルネットワークデータを保存し,音声通話,SMS,モバイルインターネットなどの機能をサポートします.各SIMカードには,携帯電話ネットワークでの認証に使用されるIMSI (International Mobile Identity) が含まれています.SIMカードは古いフルサイズのフォーマット (クレジットカードサイズ) からミニSIM (25x15mm),マイクロSIM (15x12mm),ナノSIM (12.3x8.8mm) に縮小されました.ナノSIMカードは空間利用率が高く,主流の位置を占めていますミニSIMカードは現在,一般的にSIMカードまたは標準SIMカードと呼ばれていることに注意する必要があります.
SDカード (Secure Digital Card): SDカードは,消費電子機器でデータ保存および転送に使用され,スマートフォン,デジタルカメラ,ゲームコンソールSDHC,SDMC,SDUCなどの現在のストレージカード形式は,より高いストレージ容量とより速い転送速度を提供することができます.標準化されたピンのレイアウトにより,取り外せるストレージメディアの好ましい形態となっています..
スマートカード: スマートカードのサイズはクレジットカードに似ているが,インテグレート回路チップを搭載し,アイデンティティ検証,暗号化,安全な識別接触のない操作のためのRFIDまたはNFC標準を使用することができます. これらのカードは一般的に金融,医療,メインデバイスに互換性のあるカードリーダーが必要です.
メモリーカード容量の進化 画像
図1: 記憶卡容量の進化 (画像源:同じ空)
ストレージカードコネクタの挿入タイプ
前述したように,SIMカードとSDメモリーカードの両方が,ホストデバイスとの安定した電気インターフェースを確立するために機械的な相互接続システムに依存しています.このインターフェイスは,信号接続の安定性を確保し,カードのスムーズな挿入と取り除きをサポートする必要がありますこれらの要件を満たすために,これらの装置は,現代のコネクタ設計は,さまざまなアプリケーションシナリオと機械的制限に適応するために様々な最適化メカニズムを採用します.:
押す/引き出す: シンプルな設計 - 押すときに挿入し,引き出すときに引き出す. ロックブックルやスプリングがありません. 低振動または半永久的なインストールに適しています.
押して挿入/外出 (自動外出): スプリングメカニズム - 一度挿入し,再び外出します. 触覚フィードバックを提供し,消費者電子機器の高周波使用シナリオに適しています.
結合型:カードはロックカバーを使用して固定されています.特に自動車や産業システムなどの高振動環境のために設計されています.安全固定が重要です.
耐久性や空間利用や使いやすさにおいて 利点とデメリットがありますそして最終的な選択は,アプリケーションの機械的および環境的要件に依存します.
メモリーカードのコンタクトを理解する
SDカードとSIMカードの両方が,カード表面の伝導パッド (すなわちピンまたはコンタクト) によりホストデバイスとの通信接続を確立する.このピンは,回路接続を完了するためにコネクタソケットの対応するコンタクトと並べています各ピンは標準的なレイアウト (ピンアレンジメントとして知られる) で特定の機能が割り当てられます.
物理接続は,メインデバイスPCBに設置された専用ソケットを通じて達成されます.コネクターは,マイクロSDやナノSIMなどの特定のカードフォーマットに対応するように特別に設計されています.信頼性の高い配列と信号伝送を確保するために.
SDカードのコンタクト設定
SDカードは,複数のインターフェース標準を通じてより高いデータ転送速度をサポートする.標準的なフルサイズのSDカードは,通常9個のコンタクトピンを持ち,マイクロSDバージョンは通常8つを持っています.高速変種UHS-II や SD Express など,より高い信号帯域幅に対応するために,追加のピンやさらに2列のピンを含んでいる.現代SDカードは以下の通信プロトコルをサポートしている:
SPI (Serial Peripheral Interface): 組み込みシステムや趣味システムで使用されるシンプルで低速度なインターフェース.
SDバスインターフェース:デフォルト速度と高速からUHS-I,UHS-II,UHS-IIIまで,各レベルはより高い送信速度をサポートします.
PCIe/NVMe:このインターフェースはSD Expressメモリーカードで広く使用され,超高速データアクセスをサポートし,プロレベルのビデオ処理,大型ファイル転送,SSD レベルでの性能要件.
接続器の設計は,機能とデータの完整性を確保するために,カードのピン構成とサポートされたプロトコルと互換的である必要があります.
SIMカードのコンタクト設定
SIMカードは,カードフォーマットとアプリケーション要件に応じて,通常6~8個のコンタクトピンで装備されている.以下の8つのコンタクト機能は,8つのSIMカードである:
VCC:電源入力
GND: 固定基準
CLK:データ同期に使用されるクロック信号
I/O: 両方向のシリアルデータケーブル
VPP: プログラミング電圧
RST: 信号のリセット
RFU: 将来の使用のために予約 (通常は2ピン,標準アプリケーションでは無効)
6ピンのSIMカードは2つのRFUコンタクトを省略し,必要なピンのVCC,GND,I/O,CLK,RST,VPPのみを保持する.
いくつかのSIMカードコネクタには,SIMカードが挿入されているかどうかを検知するための1つまたは複数の追加のピンが含まれます.これらのピンはSIMカード自体ではなくコネクタの一部です.SIMカードを挿入する際に,SIMカードは,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードの内側から,SIMカードのこのピンは機械的にショートカットされ,地面に彼らはホストシステムにカード挿入/取り除くイベントを検知し,信号接触を妨害することなくそれに応じるようにします.