Архитектура Flash-памяти
аботки ATA, успешно прошедшие испытание временем на компьютерных жестких
дисках.
SmartMedia (SSFDC – Solid State Floppy Disk Card)
Интерфейс: параллельный, 22-х контактный. Разработана в 1995 году
компаниями Toshiba и Samsung.
8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных, остальные
используются для питания микросхемы, управления и несут на себе другие
вспомогательные функции. Толщина карты всего лишь 0,76мм. SmartMedia -
единственный формат флэш-карт (из тех, которые мы здесь рассматриваем), не
имеющий встроенного контроллера. Карты SmartMedia бывают как на одном, так
и на двух чипах NAND. Существует две разновидности SmartMedia: 5-и и 3-х
вольтовые (внешне отличаются маркировкой и тем, с какой стороны у карты
скошен угол: у 5В SmartMedia он скошен слева, а у 3,3В - справа). На карте
имеется специальное углубление (в форме кружочка). Если в это место
приклеить соответствующей формы токопроводящий стикер, то карта будет
защищена от записи. По сравнению с другими картами флэш-памяти, в которых
используется полупроводниковая память, размещённая на печатной плате вместе
с контроллером и другими компонентами, SmartMedia устроена очень просто.
Карта собирается без пайки и, кроме микросхемы NAND-памяти, не содержит в
себе никакой другой микроэлектроники.
xD-Picture Card
Интерфейс: параллельный, 22-х контактный. Анонсирован в 30 июля 2002 года
компаниями Fujifilm и Olympus.
По словам разработчиков, XD следует расшифровывать как eXtreme Digital.
Теоретически емкость карт xD может достигать 8ГБ. Сообщается, что скорость
записи данных на xD будет достигать 3 Мбайт/с, а скорость чтения - 5
Мбайт/с. Размеры карты: 20 х 25 х 1,7 мм. Контакты у XD расположены, так же
как и у SmartMedia, на лицевой части карты. На вопросы пользователей, не
будет ли проблем с такими контактами, представители компании объясняют, что
с контактами такой конструкции нужно быть очень бережным и протирать их
сухой тряпочкой в случае загрязнения или попадения на них влаги
(единственные карты с таким "свойством", не считая SM). Как и SmartMedia,
xD не содержит контроллера. Карта разработана в качестве замены SmartMedia
и продается по сравнимой со SmartMedia цене (возможно, из-за отсутствия
встроенного контроллера), благо чипы для xD-Picture Card производятся
Toshiba. Теоретический предел емкости – 8GB.
MMC (MultiMedia Card)
Интерфейс: последовательный, 7-ми контактный. Разработана в 1997 году
компаниями Hitachi, SanDisk и Siemens Semiconductors (Infineon
Technologies). Карты MMC содержат 7 контактов, реально из которых
используется 6, а седьмой формально считается зарезервированным на будущее.
По стандарту MMC способна работать на частотах до 20МГц. Карточка состоит
из пластиковой оболочки и печатной платы, на которой расположена микросхема
памяти, микроконтроллер и разведены контакты.
Назначение контактов MMC:
1 контакт на передачу данных (в SPI - Data out)
1 контакт на передачу команд (в SPI - Data in)
1 часы
3 на питание (2 земли и 1 питание)
1 зарезервирован (в SPI режиме - chip select)
По протоколу MMC данные и команды могут передаваться одновременно.
MultiMedia Card работает с напряжением 2.0В - 3.6В, однако спецификацией
предусматриваются карты с пониженным энергопотреблением - Low Voltage MMC
(напряжение 1.6В - 3.6В). Для совсем уж мобильных устройств Hitachi
выпускаются укороченные карты MMC длиной всего 18мм, вместо обычных 32-х.
Карты MMC могут работать в двух режимах: MMC и SPI (Serial Peripheral
Interface). Режим SPI является частью протокола MMC и используется для
коммуникации с каналом SPI, который обычно используется в микроконтроллерах
Motorola и других производителей. Стандарт SPI определяет только разводку,
а не весь протокол передачи данных. По этой причине в MMC SPI используется
подмножество команд протокола MMC. Режим SPI предназначен для использования
в устройствах, которые используют небольшое количество карт памяти (обычно
одну). С точки зрения приложения преимущество использования режима SPI
состоит в возможности использования уже готовых решений, уменьшая затраты
на разработку до минимума. Недостаток состоит в потере производительности
на SPI системах, по сравнению с MMC. Кроме описанного нами обычного MMC,
существуют еще несколько стандартов карт MMC, такие как: RS-MMC, HS-MMC, CP-
SMMC, PIN-SMMC. Утвержденный MMCA (MMC Association – ассоциация
производителей MMC) в конце 2002 года стандарт RS-MMC (Redused Size MMC)
отличается от обычной MMC только габаритами – карта приблизительно в два
раза меньше обычного MMC. Размеры карт RS-MMC - 24 x 18 x 1.4 мм, вес 0,8
г. HS -MMC – высокоскоростная (High Speed) MMC-карта у которой не 7, а 13
контактов. Размеры карты как у обычной MMC. В режиме x8 (52Mhz) скорость
передачи данных в теории может достигнуть 52MBps. Форматы CP-SMMC и PIN-
SMMC мы рассмотрим позднее, в разделе SDMI-совместимые карты памяти.
SD Card
Интерфейс: последовательный, 9-ти контактный. Формат разработан компаниями
Matsushita, SanDisk, Toshiba в 2000 году. SD-Card работает с напряжением
2,0В - 3,6В, однако спецификацией предусматриваются SDLV-карты (SD Low
Voltage) с пониженным энергопотреблением (напряжение 1,6В - 3,6В), кроме
того, спецификацией предусмотрены карты толщиной 1,4мм (как у MMC), без
переключателя защиты от записи. Фактически карточки SD являются дальнейшим
развитием стандарта MMC. Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в
устройство с разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот).
Основные отличия от MMC:
. По сравнению с MMC, в SD на 2 контакта больше. Оба новых контакта
используются как дополнительные линии передачи данных, а тот контакт,
который в MMC был декларирован как зарезервированный, в SD
используется для передачи данных. Таким образом, по сравнению с MMC,
где данные передаются по одному-единственному контакту, в SD данные
могут передаваться по 4-м контактам одновременно (число линий, по
которым передаются данные, может быть равно 1, 2 и 4, причём
количество используемых линий можно динамически изменять). Эта
особенность переводит карту из разряда карт с чисто последовательным
интерфейсом в разряд карт с последовательно-параллельным интерфейсом.
. В отличие от MMC, SD изначально соответствует соглашениям SDMI (т.е.
карты SD содержат т.н. механизм защиты авторских прав). Скорее всего,
именно по этой причине карты и получили свое название: SD-Card -
SecureDigital Card. Множество значений слова Secure находится в
диапазоне глаголов [охранять, обезопасить, запирать, овладевать,
достигать, брать под стражу] и прилагательных [спокойный, безопасный,
надёжный, застрахованный]. Digital, видимо, следует понимать как
цифровой, а как правильно перевести всё вместе я предлагаю подумать
вам самим.
. На карточке присутствует переключатель защиты от записи - write
protection switch (как на дискетах)
. MMC по спецификации работает на частотах до 20МГц, SD на частотах до
25МГц.
. В режиме SPI карты SD работают по протоколу SD-Card, а не по протоколу
MMC.
. Добавлен один дополнительный внутренний регистр, часть остальных
несколько отличаются от аналогичных в MMC.
. Обычно карточка несколько толще и тяжелее MMC.
. За счёт более толстой пластиковой оболочки, улучшена стойкость карты к
статическим разрядам (ESD Tolerance).
Несколько удивляет отсутствие прямой совместимости между этими двумя видами
карт (т.е. то, что SD неспособна работать по протоколу MMC). Если
внимательно рассматривать спецификации обоих типов карт и не обращать
внимания на то, что SD может быть толще MMC, то отсутствие такой
совместимости даже удивляет, поскольку реализовать её было несложно, да и
выглядело бы это очень естественно. Что наводит на мысль о том, что, хотя
подобную совместимость можно было реализовать без особых трудностей, SD
намеренно разработана не как расширение спецификации MMC, а как отдельный
конкурирующий стандарт.
Sony Memory Stick:
Интерфейс: последовательный, 10-ти контактный. Разработана в 1998 году
компанией Sony. Особенных технических инноваций в MemoryStick не заметно,
разве что переключатель защиты от записи (Write Protection Switch) выполнен
действительно грамотно, да контакты хорошо упрятали. До недавнего времени
голубые "палочки памяти" использовалась исключительно в цифровой фото-,
аудио- и видео- технике фирмы Sony. В настоящее время Sony активно
продвигает свой формат, и лицензирует технологию другим производителям.
На питание у MemoryStick отведено 4 из 10 контактов, еще 2 контакта
зарезервированы, один контакт используется для передачи данных и команд,
один для синхронизации, один для сигнализации состояния шины (может
находится в 4-х состояниях), а один (sic!) для определения того, вставлена
карта, или нет. Карта работает в полудуплексном режиме. Максимальная
частота, на которой может работать карта - 20МГц. Зарезервированные
контакты (по непроверенным данным) используются в устройствах на базе
интерфейса MemoryStick (фотокамерах для Clie [PEGA-MSB1], модулей GPS [PEGA-
MSC1]и bluetooth [PEGA-MSG1]). Существует разновидность Memory Stick -
Memory Stick Magic Gate (сокращенно MG). От обычного Memory Stick, MG
отличается лишь цветом (цвет карточки - белый) и поддержкой механизма
"защиты авторских прав" - Magic Gate (об этой технологии подробнее будет
сказано в разделе “SDMI-совместимые карты памяти”). Благодаря поддержке
этой технологии карточка и получила свое название. Механизм защиты,
реализованной в MG, соответствует соглашениям SDMI. Пытаясь угнаться за
малым весом и размерами конкурирующих форматов (SD/MMC), в 2000 году Sony
разработала ещё один формат - Memory Stick Duo. От обычного MemoryStick,
Duo отличается меньшими размерами и весом. При и
| |  скачать работу |
Архитектура Flash-памяти |
