メモリーカードコネクター：SD、SIM、スマートカードとデバイス間のインターフェイス

固体型のメモリーカードは、使いやすさ、機能、利便性を高めるために、多くの電子機器やシステムで使用されています。ご想像の通り、ほとんどのメモリカードは、ホストデバイスと嵌合するために互換性のあるコネクター技術を必要とします。使用するメモリカードコネクター（またはソケット）は、小型化が続くシステムで持続的なハードウェア性能を提供する必要があります。しかし、コネクターについて詳しく知る前に、メモリカード技術の概要を簡単に見てみましょう。Same SkyのHDMIコネクターの全ラインナップはこちらをご覧ください。

メモリーカードとは？

メモリカードは、写真、ビデオ、音楽、あらゆる種類の文書などの情報をデジタル保存する、小型でポータブルな固体型デバイスです。1980年代に開発されたフラッシュメモリ技術を利用し、電源が入っていないときでもデータを保存します。

フラッシュメモリは、フローティングゲートトランジスタを採用した不揮発性データストレージで、可動部品がないため、迅速なアクセス時間と実証済みの信頼性を提供します。この技術により、メモリカードは電子的に消去したり、再プログラムすることができるため、安全なデータストレージと迅速な取得に最適です。

メモリカードの導入以来、数年にわたり、カードの小型化とメモリ容量の向上を中心とした多くの改善サイクルを経験してきました。今日販売されているバージョンは次のとおりです。

• SIM（加入者IDモジュール）カードは、マイクロチップを使用して、ユーザーIDデータとともにモバイルデバイスのネットワークプランに情報を保存します。SIMカードは、主にネットワーク接続に使用されます。国際モバイル加入者ID（IMSI）番号を使用することで、加入者を識別し、通話の完了、テキストの送信、スマートフォン、タブレット、時計のデータサービスへのアクセスを可能にします。SIMカードには、フルSIM（85.6 x 53.9 mm）、ミニSIM（25 x 15 mm）、マイクロSIM（15 x 12 mm）、ナノSIM（12.3 x 8.8 mm）のサイズがあります。元のフルSIMはクレジットカードサイズで、今は使用されていません。フルSIMは今は使用されていないため、現在ではユーザーによって一般的にフルサイズのSIMカードとして認識されているmini-SIMは、単にSIMまたは標準SIMと呼ばれることが多いです。携帯電話のアプリケーションに関しては、mini-SIMやmicro-SIMさえも、概ねnano-SIMに置き換えられています。Same SkyのSIMカードコネクターのラインナップをご覧ください。
• SD（Secure Digital）カードは、デジタルデータの保存と転送の両方に付加的な機能を提供します。写真、音楽、ビデオ、その他のファイルを保存し、ホストデバイスのデジタルストレージ容量を拡張するために使用できます。スマートフォン、デジタルカメラ、タブレットPC、ポータブルゲーム機、その他多くのデバイスで一般的に使用されています。SDカードは、現在使用されている主要なメモリカード形式となっています。Same SkyのSDカードコネクター製品ラインをご覧ください。
• スマートカードは、識別、支払い、データ暗号化などの追加機能を可能にする、コンピュータチップが組み込まれたクレジットカードサイズのデバイスです。スマートカードは、他のメモリカードと比較すると、有線、物理コネクター、非接触、無線など、その他の機能を備えています。ただし、ホストデバイスにはリーダー技術が必要です。Same Skyのスマートカードコネクターモデルを検索します。

SDメモリーカードとは？

SDメモリカード技術規格は、SD Associationがポータブルデバイスへの情報保存のために1999年に導入しました。時間の経過とともに、この規格は、メモリストレージ容量を増やし、小型パッケージのオプションを提供するために開発されてきました。今日では、物理的には3つサイズがあります。フルまたは標準のSD（32 x 24 mm）、miniSD（21.5 x 20 mm）、microSD（15 x 11 mm）、そして4つのメモリストレージ容量範囲：

• SDSC（標準容量）：最大2GBのストレージ
• SDHC（大容量）：2 GB～32GBのストレージ
• SDXC（拡張容量）：32 GB～2TBのストレージ
• SDUC（超容量）：2TB以上～128TBのストレージ

SDメモリカードには、基本データから高速ビデオに至るまで、さまざまなアプリケーションに適した複数のデータ処理速度も用意されています。

メモリーカードコネクターの挿入/取り外し方法

すでに述べたように、SIMメモリカードとSDメモリカードには、サポートしているデバイスとの物理的な相互接続メカニズムが必要です。この相互接続は、カードの挿入と取り外しの両方に対してスムーズで信頼性の高い動作を提供する必要があります。今日利用されている接続メカニズムには、次のようないくつかの異なる挿入/取り外し方法があります。

• プッシュイン/プルアウト： カードを押し込むだけで、デバイスのスロットに挿入されるため、カードを固定するためのアクションは必要ありません。取り外すときは、ラッチ機構なしで簡単に引き抜くことができます。
• プッシュ-プッシュ： カードをスロットに押し込んで接続し、再度押してスプリング機構を使用して取り出します。カチッという音とカチッという音が聞こえます（プッシュイン/自動イジェクトアウトとも呼ばれます）。
• ヒンジ付き： ヒンジロック機構付きコネクターで、カードを固定し、振動すると確実に接触します。

メモリカードコネクターの接点の説明

SDメモリカードとSIMメモリカードは両方とも、指定された回路接続領域やピンを介してデバイスとリンクし、コネクター上の定義された領域を介してデバイスとの通信をおこなうことができます。それぞれのピンはコネクターで回路を完結させ、特定の機能を有効にします。さまざまなピンへの機能の割り当ては、接点やピン配列として知られています。

メモリカードのデバイスへの接続は、ホストデバイスに取り付けられた別個のコネクターやソケットを介して達成されます。カードコネクターには、デバイス設計に必要なカード形式に合わせて、さまざまなバージョンがあります。

SDカードコネクターの接点

SDカードは時代の流れと共に大きく進化し、データ転送速度の向上に対応すべく複数のインターフェイス規格が導入されています。標準のフルサイズSDカードには、通常9つのコンタクトピンがあり、microSDカードには通常8つのピンがあります。ただし、ピンの正確な数と構成はカードの種類によって異なり、最高速度レベルではもっと多くのピンが必要になります。最新のSDカードは、以下のようなさまざまな通信プロトコルをサポートします。

• SPI（シリアル・ペリフェラル・インターフェース）： これらは、一般的に低帯域幅のアプリケーション、特に趣味での様々なプロジェクトでは、そのシンプルさでよく使用されています。
• SD（セキュアデジタル）バスインターフェイス： これには、デフォルト速度、高速、UHS-I、UHS-II、UHS-IIIの各種規格があります。場合によっては、このインターフェイスは追加ピン列が必要となります。
• PCIe/NVMeインターフェイス： これは、超高速アプリケーション用SD Expressカードで使用されます。

SIMカードコネクターの接点

SIMカードには、カードサイズに応じて6～8本のピンがあります。8ピンSIMカードでは、コンタクト機能の割り当ては次のとおりです。

• VCC： 電源
• GND： アース
• CLK： クロック信号
• I/O： シリアルデータ入出力
• VPP： プログラミング電圧
• RST： 信号リセット
• RFU： 将来使用用（通常は2ピンに割り当てられる）

6ピンSIMカードでは、使用されるピン割り当ては次のとおりです。VCC、GND、I/O、VPP、RST、CLK。一部のコネクターには、カード検出信号用の追加のピンが1つか2つあります。このピンは、物理的なSIMカード上には関連した接点はありませんが、カードがソケットに挿入されたときに接地するフレキシブルな導体です。

スマートカードコネクターの接点

スマートカードは、すでに述べたように、プロセッサーとさまざまなタイプのメモリー（RAM、EEPROM、ROM）が組み込まれたクレジットカードサイズのプラスチックカードです。金属パッドを介した物理的な接触や無線周波数を介した非接触を介してデバイスとやり取りをおこない、リーダーと通信します。スマートカードコネクターまたはソケットで、カードを簡単に挿入し、デバイスが読み取ってから取り外すことができます。スマートカードの接点の機能割り当ての名前は、8ピンSIMカードと同じです。

メモリーカードの技術な規格とは？

他の電子機器と同様に、メモリカードの設計環境も進化し続けており、機能の強化、データ転送の高速化、小型パッケージを実現しています。メモリカードの仕様は、通常、スマートカードとそのコネクターのパラメータも定義するISO7816やISO7810の技術規格文書に記載されています。この仕様の更新は、市場の需要に基づいてリリースおよび実装されます。そして、カードとコネクターのメーカー各社は通常、こうした開発に関与しています。

メモリーカードコネクターの寿命は？

SIMカードとSDカードは、書き込みと消去の使用頻度、挿入/取り外し、環境要因に応じて、通常5～10年の寿命を持っています。他の電気機械装置と同様、スマートカードなどのメモリカードで使用されるコネクターの耐久性は、その設計、材料、構築品質によります。一般的に、評判の良いブランドは、より堅牢な機能を備えたコネクターを提供しています。高い使用頻度、環境条件への暴露、ESDからの保護、またはロックや保護機能を必要とする設計などの場合は、サプライヤーの技術担当者と緊密に連携し、必要なものを確実に入手することをお勧めします。

一般的なメモリーカードコネクターアプリケーションとは？

SIMメモリカードの導入により、モバイルデバイスの効率的な接続が可能になりました。SDメモリカードの開発により、安全でポータブルなデータ転送とメモリストレージが可能になり、デバイスの機能が大幅に拡張されました。携帯電話やその他の携帯機器から始まった技術では、アプリケーション環境が拡大し、以下のような新しいソリューションが登場しています。

• ホームセキュリティシステム
• ゲーム機とポータブルデバイス
• 仮想および拡張現実のヘッドセット
• スマート眼鏡
• モノのインターネット
• ドローン
• デジタルサイネージ
• ウェアラブルエレクトロニクス
• タブレットコンピュータ
• GPSユニット
• 自動車用データストレージ

概要

今日のメモリカード技術は、電子製品を使用してビジネス、生活、娯楽をサポートし、強化する世界中の視聴者に高性能製品とサービスを提供します。現在では、SDカードとSIMカードの両方のサイズとフォーマットに対応できるよう、さまざまな物理コネクターが用意されています。コネクター、イジェクター、エクステンダー、アダプターなどがあります。製造可用性を考慮して設計されたSD、SIM、スマートカードコネクターは、上面や底面に取り付け可能で、設計をサポートする超コンパクトなプロファイルにて販売されています。メモリカードアプリケーション向けのSame Skyの堅牢な相互接続コンポーネントは、お客様のユーザ体験を向上させ、製品に対する満足度を高めることができます。他の多くの分野と同様に、メモリカードソリューションの需要は、新興技術の登場や市場への進出に伴って増加し続けます。

主な取り組み

• メモリーカードコネクターは、SIM、SD、スマートカードとそのホストデバイス間の通信を可能にします。
• メモリカードコネクターの一般的な挿入/取り外し方法には、プッシュイン/プルアウト、プッシュプッシュ、ヒンジ付き機構があり、カードを安全に挿入したり取り出すことができます。
• SDカードコネクターはカードの種類によって異なり、SPI、SDバス、PCIe/NVMeなどの複数のデータプロトコルをサポートします。
• SIMおよびスマートカードの各種コネクターは、電源、データ、クロック信号のピン配列に続き、オプションのカード検出機能を備えています。
• メモリカードコネクターの設計上の考慮事項には、耐久性、挿入サイクル定格、ESD保護、小型デバイスとの互換性などがあります。
• SD、SIM、スマートカードコネクターは、現代の家電製品や産業用電子機器向けに、コンパクトな表面実装フォーマットで提供されています。
• メモリカードコネクターのアプリケーションは、スマートフォンやウェアラブルから自動車システム、IoTデバイス、デジタルサイネージに至るまで多岐にわたります。