Budowa komórki układu Flash - Karty flash

Budowa komórki układu Flash - Karty flash Pamięć flash
Pamięć flash jest odmianą pamięci EEPROM (Electrically Erasable Programmable ReadOnly Memory). Kasowanie i zapis odbywa się przez podanie odpowiednich sygnałów
elektrycznych. Nazwa "flash" pochodzi od możliwości bardzo szybkiego kasowania
zapisanych komórek pamięci.
Budowę komórki pamięci flash przedstawia rys. 1. Komórka jest podobna do tranzystora
polowego, ale z dwiema bramkami: bramką sterującą i bramką "pływającą". Jeśli komórkę
wybrano do odczytu (bramka połączona jest z linią słowa pamięci), wtedy do bramki
sterującej doprowadzone jest napięcie. Bramka "pływająca" nie jest bezpośrednio
wyprowadzona, a jedynie ładunek tej bramki decyduje o przepływie prądu przez tranzystor.
Ładunek bramki "pływającej" decyduje o napięciu progowym Ut, jeśli napięcie na bramce
sterującej przekroczy Ut, wtedy tranzystor rozpoczyna przewodzenie.
Rys. 1. Budowa komórki pamięci typu flash.
Karty SmartMedia - Karty flash - Pamięć flash
Karty SmartMedia zawierają komórki pamięci flash NAND, zamknięte w zminiaturyzowanej
obudowie o grubości 0,76 mm i masie 2 g. Ze względu na miniaturowe rozmiary pamięć
SmartMedia jest stosowana jako przenośne źródło informacji, co odzwierciedla nazwa
standardu - SSFDC (Solid State Floppy Disk Card). Z uwagi na to, że jest to pamięć NAND o
stronicowym zapisie danych, nadaje się doskonale do zapisu plików danych (zdjęć w
aparatach cyfrowych, plików dźwiękowych w dyktafonach cyfrowych). Inne zastosowania to
gry komputerowe, notatniki osobiste (PDA), drukarki. Produkowane są pamięci SmartMedia
o pojemnościach od 4 do 512 MB. Rys. 1. przedstawia budowę pamięci SmartMedia, rys. 2.
przedstawia specyfikację wyprowadzeń w module SmartMedia zasilanym napięciem 5 V, rys.
3. przedstawia specyfikację wyprowadzeń w module SmartMedia zasilanym napięciem 3,3 V,
natomiast tabele 1, 2, 3 zawierają specyfikacje techniczną układów SmartMedia, rys. 4.
przedstawia wygląd zewnętrzny modułu SmartMedia.
Rys. 1. Budowa pamięci SmartMedia.
Rys. 2. Specyfikacja wyprowadzeń w module SmartMedia zasilanym napięciem 5 V.
Rys. 3. Specyfikacja wyprowadzeń w module SmartMedia zasilanym napięciem 3,3 V.
Tab. 1. Specyfikacja układów SmartMedia o pojemności 16 MB.
Pojemność
16 MB
Model
TC5816BDC
Struktura
TC58V16BDC
2162688 x 8
Czas dostępu (maks.)
20 ns (dostęp szeregowy)
25 μs (pierwszy dostκp)
Napięcie
zasilania (V)
Vcc
5,0 ą 10%
3,3 ą 0,3
Vpp
-
-
Maksymalne
zużycie mocy
(mW)
Odczyt
165
108
Zapis
330
216
Kasowanie
220
144
Czuwanie
0,55
0,36
Metoda zapisu/kasowania
Command Control Method
Temperatura pracy (˚C)
0 ÷ 55
Ilość wyprowadzeń
22
Tab. 2. Specyfikacja układów SmartMedia o pojemności 32 MB.
Pojemność
Model
Struktura
Czas dostępu (maks.)
32 MB
TC5832DC
TC58V32DC
4325376 x 8
50 ns (dostęp szeregowy)
10 μs (pierwszy dostęp)
Napięcie
zasilania (V)
Vcc
5,0 ą 10%
3,3 ą 0,3
Vpp
-
-
Maksymalne
zużycie mocy
(mW)
Odczyt
165
108
Zapis
330
216
Kasowanie
220
144
Czuwanie
0,55
0,36
Metoda zapisu/kasowania
Temperatura pracy (˚C)
Ilość wyprowadzeń
Command Control Method
0 ÷ 55
22
Tab. 3. Specyfikacja układów SmartMedia o pojemności 64 MB.
Pojemność
64 MB
Model
TC58V64DC
Struktura
8650752 x 8
Czas dostępu (maks.)
50 ns (dostęp szeregowy)
7 μs (pierwszy dostκp)
Napięcie
zasilania (V)
Vcc
3,3 ą 0,3
Vpp
-
Maksymalne
zużycie mocy
(mW)
Odczyt
108
Zapis
108
Kasowanie
108
Czuwanie
0,36
Metoda zapisu/kasowania
Temperatura pracy (˚C)
Ilość wyprowadzeń
Command Control Method
0 ÷ 55
22
Rys. 4. Wygląd zewnętrzny modułu SmartMedia.
Karty PCMCIA ATA Flash - Karty flash - Pamięć
flash
Karty PCMCIA ATA Flash, zwane również PC Card ATA Flash, ze względu na złącze
PCMCIA są przeznaczone zwłaszcza do notebooków. Są produkowane karty o masie 33, 38 i
43 g i o szerokim zakresie pojemności od 16 MB do 4 GB. Wymiary kart ATA Flash
odpowiadają wymiarom karty PCMCIA II typu tj. 85,6 x 54 x 5 mm, oznacza to pełną
zgodność ze standardem IDE (JEIDE 4.1), należy w związku z tym zauważyć, że karty takie
mają wbudowany kontroler IDE, kasowanie danych odbywa się w blokach po 512 bajtów.
Kontroler karty ma wbudowane mechanizmy DDM (dynamic defect management) oraz ECC
(error correction code), a także możliwość kasowania danych w tle. W odróżnieniu od
zwykłych dysków twardych PCMCIA ATA Flash może być wyjmowany z czytnika przy
włączonym komputerze. Interfejs ATA/IDE pozwala na transfer danych w trybach 8 i 16bitowym, transfer danych wewnątrz pamięci karty może wynosić do 8 MB na sekundę,
natomiast transfer do i z hosta może wynosić do 20 MB na sekundę, przejście z trybu idle do
trybu odczytu lub do trybu zapisu trwa maksymalnie 1 ľs. Urządzenie posiada bufor pamięci
SRAM o wielkości 2 KB. Karty PCMCIA ATA Flash są zasilane napięciem 3,3 V lub 5 V
(÷10%). W przypadku zasilania napięciem 3,3 V prąd pobierany podczas operacji odczytu i
zapisu wynosi maksymalnie 50 mA, a w trybie idle - 1mA. W przypadku zasilania napięciem
5 V prąd pobierany podczas operacji odczytu wynosi maksymalnie 65 mA, z kolei podczas
operacji zapisu wartość prądu wynosi maksymalnie 62 mA, natomiast w trybie idle układ
pobiera 0,3 mA. Karty ATA Flash mogą pracować w temperaturze otoczenia od 0 do 55 °C,
natomiast mogą być przechowywane w temperaturze od -20 do 65 °C. Oprócz zastosowania
jako dodatkowa, przenośna pamięć notebooków, karty te są stosowane w aparatach
cyfrowych, w projektorach multimedialnych do projekcji wcześniej zapamiętanych
prezentacji, w palmtopach i komunikatorach osobistych.
Rys. 1. przedstawia schemat blokowy układu PCMCIA ATA Flash TS16MFLASHA,
natomiast tabela 1. przedstawia numerację pinów i ich objaśnienia.
Rys. 1. Schemat blokowy układu PCMCIA ATA Flash TS16MFLASHA.
Tab. 1. Wyprowadzenia i ich objaśnienia.
Objaśnienia wyprowadzeń
Wyprowadzenia
Pin Nazwa Pin Nazwa Pin Nazwa
nr pinu
nr pinu
nr pinu
Pin Nazwa
nr pinu
Symbol
Funkcja
01
GND
18
RFU
35
GND
52
RFU
D0 - D15
Szyna danych
02
D3
19
RFU
36
/CD1
53
RFU
A0 - A10
Szyna adresowa
(wejście)
03
D4
20
RFU
37
D11
54
RFU
/CE1, /CE2
Udostępnienie karty
(wejście)
/OE, /WE
Udostępnienie zapisu
(wejście)
/REG
Wybór rejestru
(wejście)
/IORD, /IOWR
Dostęp do wyjścia i
wejścia (wejście)
/CD1, /CD2
Wykrywanie karty
(wyjście)
04
D5
21
RFU
38
D12
55
RFU
05
D6
22
A7
39
D13
56
CSEL
06
D7
23
A6
40
D14
57
RFU
07
/CE1
24
A5
41
D15
58
RST
08
A10
25
A4
42
/CE2
59
/WAIT
09
/OE
26
A3
43
GND
60
INPACK
10
RFU
27
A2
44
/IORD
61
/REG
/IRQ, /IO16, RST,
/WAIT, DASP,
CSEL, PDIAG,
INPACK
Negocjacje
wejścia/wyjścia
(wejście/wyjście)
11
A9
28
A1
45
/IOWR
62
DASP
12
A8
29
A0
46
RFU
63
PDIAG
RFU
zarezerwowane
13
RFU
30
D0
47
RFU
64
D8
VCC
Napięcie wejściowe
+5 V lub 3,3 V
14
RFU
31
D1
48
RFU
65
D9
15
/WE
32
D2
49
RFU
66
D10
16
/IRQ
33
/IO16
50
RFU
67
/CD2
17
VCC
34
GND
51
VCC
68
GND
PCMCIA
Karty PCMCIA typu II i III.
PCMCIA (ang. Personal Computer Memory Card International Association) to
międzynarodowe stowarzyszenie producentów kart pamięci dla komputerów osobistych.
Celem organizacji jest wprowadzenie i rozwijanie międzynarodowego standardu kart
rozszerzeń dla komputerów przenośnych.
Międzynarodowa organizacja PCMCIA została utworzona w roku 1989 jako stowarzyszenie
producentów kart pamięci dla komputerów osobistych. Celem organizacji było utworzenie,
rozwijanie i promowanie międzynarodowego standardu kart pamięci dla komputerów
przenośnych. W roku 1991 PCMCIA opracowało standard interfejsu wejścia/wyjścia (ang.
I/O Interface) dla kart pamięci. W ciągu kolejnych lat został on rozwinięty w kolejnych
wersjach gniazd PCMCIA umożliwiając coraz szybszą wymianę danych. Wraz z rozwojem
standardu PCMCIA jak i całej technologii komputerowej nastąpiło przekształcenie kart
PCMCIA z kart pamięci w karty rozszerzeń, spełniające funkcje modemu, faksmodemu , kart
sieciowych czy dysków twardych. Obecnie stowarzyszenie PCMCIA skupia ponad 200
producentów sprzętu komputerowego.
Karty PCMCIA
Karta WLAN-PCMCIA Netgear WG511 802.11b/g, PCMCIA Typ II.
Karty PCMCIA pełnią obecnie funkcje kart rozszerzeń. Celem ich zastosowania jest
rozszerzenie funkcjonalności komputera. Posiadają ustandaryzowane wymiary przypominając
wielkością kartę kredytową (85,6 × 54 mm). Poszczególne generacje kart przestrzegają
powyższego standardu, w swych wymiarach różniąc się jedynie grubością. Formalne rzecz
biorąc prawidłową nazwą tych kart jest "PC Card".
Pierwotnym obszarem zastosowań kart PCMCIA było rozszerzanie pamięci komputera
przenośnego. Wraz z rozwojem technologii obszar ten uległ poważnej ekspansji i obecnie
pełnią one rolę modemów, kart sieciowych lub dysków twardych.
Rodzaje kart PCMCIA



Karta typu I - karta o grubości 3,3 mm pełniąca funkcje karty pamięci SRAM lub
Flash.
Karta typu II - karta o grubości 5,0 mm pełniąca funkcje karty rozszerzeń (modem lub
karta sieciowa).
Karta typu III - karta o grubości 10,5 mm pełniąca funkcje karty rozszerzeń (dysk
twardy).
Montaż kart PCMCIA umożliwia gniazdo PCMCIA.
Gniazdo PCMCIA
Umożliwia łatwy montaż kart PCMCIA w komputerach przenośnych. Pierwsze gniazda
PCMCIA zapewniały 16 bitowy przepływ danych. Obecnie jest on 32 bitowy i pracuje z
częstotliwością 33 MHz (zapewniając maksymalny transfer danych 133 MB/s) przy napięciu
3,3 V.
Obecnie we współczesnych notebookach coraz częściej zamiast gniazd PCMCIA stosowane
są gniazda ExpressCard.
Karty MultiMediaCard (MMC) - Karty flash Pamięć flash
Firmy SanDisk i Samsung opracowały karty MultiMediaCard, bardzo lekkie, o masie
zaledwie 1,5 g, wielkości 32 x 24 mm i grubości 1,4 mm. Karty MultiMediaCard nie używają
łącza IDE (w przeciwieństwie do kart CompactFlash), producenci dla tego urządzenia
zaprojektowali specjalny interfejs szeregowy wyposażony w 7 styków, mogący pracować w
jednym z dwóch trybów MMC lub SPI, konsekwencją korzystania z szeregowego interfejsu
jest niewielka ilość wyprowadzeń (7). Specjalizowany tryb MMC pozwala na uzyskanie
dużych szybkości transmisji. Zaletą trybu SPI jest zgodność z wieloma popularnymi
mikrokontrolerami, co upraszcza konstrukcję urządzenia wykorzystującego kartę
MultiMediaCard. Cechą charakterystyczną budowy wewnętrznej modułu jest istnienie pięciu
podstawowych rejestrów: OCR, CID, CSD, RCA, DSR służących do przeprowadzania
transmisji. Moduł posiada również obsługę błędów za pomocą mechanizmów ECC (Error
Correction Codes) oraz CRC (Cyclic Redundancy Codes). Karty są budowane w dwóch
odmianach: Laminate MultiMediaCard (MMC) i Leadframe MultiMediaCard (LF MMC). W
układach Leadframe MultiMediaCard użyta została warstwa ołowiu do łączenia kości
pamięci. Karty pamięci MultiMediaCard znakomicie nadają się do wykorzystania w małych
urządzeniach przenośnych takich jak odtwarzacze MP3, cyfrowe kamery, dyktafony, telefony
komórkowe, systemy GPS.
Rys. 1. Przedstawia budowę karty Laminate MultiMediaCard, na rys. 2. przedstawiono
budowę karty Leadframe MMC.
Rys. 1. Budowa wewnętrzna układu Laminate MultiMediaCard.
Rys. 2. Budowa wewnętrzna układu Leadframe MultiMediaCard.
MultiMedia Card (MMC) Karta pamięci nieulotnej typu Flash o rozmiarach 24mm x 32mm
x 1,4mm. Karta odznacza się wysoką wytrzymałością na warunki zewnętrzne. Rynkowy
debiut miały w listopadzie 1997. Standard MMC został opracowany przez spółkę SanDisk
Corporation oraz Siemens AG/Infineon Technologies AG. Organem standaryzującym karty
MMC jest MultiMedia Card Asociation. W chwili premiery były to najmniejsze karty Flash
na rynku, mają zaledwie 24mm x 32mm x 1,4 mm, czyli mniej więcej tyle, co znaczek
pocztowy. Ze względu na swoje rozmiary i wagę (poniżej 2 gram) są najczęściej używane
przez producentów telefonów komórkowych, kamer cyfrowych, cyfrowych aparatów
fotograficznych, a także najmniejszych odtwarzaczy MP3. Istnieją w dwóch wariantach,
rzadko spotykanym ROM, czyli stałej pamięci tylko do odczytu, a także w klasycznych Flash.
Oba rodzaje do komunikacji ze używają 7 pinowego interfejsu szeregowego o szerokości 1, 4
i 8 bitów.
W styczniu 2005 roku MMCA opracowała nową specyfikacje dla swoich kart - wersje 4.0
Która jak do tej pory odbierana jest jako przełomowa. Przełamano bowiem główne
ograniczenie a więc pojemności kart. Wersja 4.0 przewiduje karty o pojemności do 8GB,
przedtem było to tylko 128MB. W połowie 2005 roku, firma Pretec słynąca z produkcji
ogromnych kart pamięci, miała już w swojej ofercie karty MMC o pojemności 2GB. Inny
producent tych kart, Kingston, zapowiada, że do końca roku będzie miał w swojej ofercie
karty 256MB, 512MB, 1GB oraz 2GB. Specyfikacja v4.0 niesie ze sobą nie tylko większe
pojemności, ale także wyższe częstotliwości taktowania kart, a więc większe prędkości
przesyłania danych. Mówi się nawet o 52MB/s, czyli niemalże 20x szybciej niż przewidywał
poprzedni standard. Oczywiście jest to wartość teoretyczna. Karty budowane w oparciu o
najnowszy standard są wstecznie kompatybilne ze starszymi urządzeniami.
Pomimo, że karty MMC są już z założenia małe, 19 Marca 2004 roku firma SanDisk
zaprezentowała ich jeszcze mniejsza wersje. RS-MMC (Reduced Size MultiMedia Card, czyli
karty MMC o zmniejszonym rozmiarze). Jedyną różnicą miedzy kartami RS-MMC a MMC
jest właśnie rozmiar. Nowe karty mają rozmiar 24mm x 18mm x1,4mm, a dzięki specjalnemu
mechanicznemu adapterowi można je stosować w urządzeniach akceptujących standardowe
karty MMC. Pomimo bardzo niedawnej rynkowej premiery, dziś można dostać na rynku karty
o rozmiarach między 16 a 512 MB. Co powinno zaspokoić większość wymagań ich
przyszłych użytkowników.
Karty Secure Digital (SD) - Karty flash - Pamięć
flash
Karty te są odmianą kart MultiMediaCard, mogą być odczytywane i zapisywane w
urządzeniach z gniazdem MMC. Karty Secure Digital zostały opracowane przez Toshibę,
Matsushita Electronic i SanDisk w celu lepszego zabezpieczenia praw autorskich utworów
kopiowanych do pamięci i odczytywanych z pamięci. Kryptograficzne zabezpieczenie
opracowano na bazie systemu stosowanego w dyskach DVD, poziom szyfrowania odpowiada
obowiązującym wymaganiom określonym przez SDMI (Secure Digital Music Initiative).
Karty o masie 1,5 g, mają wymiary 32 x 24 x 2,1 mm, pojemności od 8 MB do 1 GB. Poza
szyfrowaniem karty Secure Digital różnią się od MultiMediaCard większą przepływnością
danych (nawet do 4 razy - 10MB/s) oraz większą odpornością na wyładowania
elektrostatyczne (dzięki zastosowaniu ultradźwiękowego sposobu łaczenia obudowy).
Produkowane są również karty miniSD różniące się od Secure Digital rozmiarami (21,5 x 20
x 1,4 mm, waga 1 g). Układy SecureDigital mogą być zasilane napięciem 2,7 ÷ 3,6 V,
pobierają prąd w czasie gotowości 150 ľA, w czasie odczytu do 40 mA, w czasie zapisu do 45
mA, mogą pracować w zakresie temperatur od -25 do 85 °C. Karty Secure Digital znajdują
zastosowanie w odtwarzaczach MP3, telefonach komórkowych, aparatach i kamerach
cyfrowych, systemach nawigacji w samochodach.
Rys. 1. Budowa wewnętrzna układu Secure Digital.
SD (ang. Secure Digital) – jeden ze standardów kart pamięci opracowany przez firmy
Panasonic, SanDisk i Toshiba w 2000 roku. Karty SD charakteryzują się niewielkimi
wymiarami (24 x 32 x 2,1mm) i masą (ok. 2 gramy). Poza grubością, ich wymiary są
identyczne jak kart MMC. Karty SD posiadają 9 wyprowadzeń oraz rzadko używaną funkcję
zabezpieczenia danych chronionych prawami autorskimi przed kopiowaniem. Dodatkowo
posiadają mały przełącznik zabezpieczający zapisane na karcie dane przed przypadkowym
skasowaniem. Pojemności kart SD wahają się od 8 MB do 16 GB.
Karty pamięci SD są powszechnie stosowane w:




aparatach cyfrowych
palmtopach
niektórych odbiornikach GPS
niektórych telefonach komórkowych
Inne standardy zgodne z SD:

miniSD



microSD
SDIO
SDHC
Nowość
Karty SD High Capacity (SDHC lub SD 2.0) są nowymi kartami SD bazującymi na
specyfikacji 2.00, która dla kart SDHC definiuje system plików FAT32, co umożliwia
zwiększenie pojemności kart SD od 4GB do 32GB i gwarantuje minimalną prędkość zapisu
danych 6 MB/s (klasa specyfikacji 6). Teoretyczna granica standardu SD-HC (SD 2.0) to 2
TB (2 terabajty = 2048 GB). Karty SDHC są rozpoznawane jedynie przez urządzenia zgodne
ze standardem SD 2.0 i oznaczone logo SDHC.
Producentami kart SDHC są SanDisk, Toshiba, Panasonic, Kingston Technology, Pretec,
OCZ Technology Group. Dnia 16 marca 2007 w Warszawie firma SanDisk zaprezentowała
kartę SDHC o pojemności 8 GB.
Karta SD 512 MB firmy Kingston Technology
Karta SD 16 MB firmy Toshiba
Memory Stick - Karty flash - Pamięć flash
Firma Sony wprowadziła własny standard podłużnej obudowy do pamięci flash - Memory
Stick. Produkowane są pamięci o masie 4 g, wymiarach 21,5 x 50 x 2,8 mm, pojemnościach
od 16 do 512 MB. Układ jest wyposażony w mechanizm MagicGate pozwalający na ochronę
praw autorskich do materiałów składowanych w pamięci dzięki kodowaniu i autentykacji
danych transmitowanych do urządzeń odtwarzających. Memory Stick jest zasilany napięciem
2,7 ÷ 3,6 V i charakteryzuje się przepływnością danych w granicach od 1,5 do 2,45 MB/s,
układ może pracować w temperaturze otoczenia od 0 do 60 °C. Pamięci Memory Stick
stosuje się w kamerach cyfrowych, odtwarzaczach MP3 i cyfrowych dyktafonach.
Rys. 1. przedstawia ogólną budowę układu Memory Stick, w tablicy 1. przedstawiono
objaśnienia pinów układu, natomiast rys. 2. przedstawia warstwową strukturę systemu
Memory Stick.
Rys. 1. Ogólna budowa układu Memory Stick.
Tab. 1. Objaśnienia wyprowadzeń.
Numer
Nazwa
Wejście/Wyjście
Funkcja
1
Vss
-
Vss
2
BS
wejście
Sygnał stanu
magistrali
3
Vcc
wejście
Vcc
4
SDIO
wejście/wyjście
Sygnał danych
5
Zarezerwowane
-
-
6
INS
wyjście
Wykrycie
włożenia/wyjęcia
modułu
7
Zarezerwowane
-
-
8
SCLK
wejście
Sygnał
szeregowy
zegara
9
Vcc
wejście
Vcc
10
Vss
-
Vss
Rys. 2. Warstwowa struktura systemu Memory Stick.
Memory Stick - karta pamięci, w której zastosowano pamięć Flash EEPROM opracowana
przez firmę Sony. Używana głównie w aparatach cyfrowych Sony, konsolach do gier
Playstation i telefonach komórkowych marki Sony Ericsson oraz NEC.
Wersja Memory Stick Pro charakteryzuje się zwiększoną prędkością przesyłu danych oraz
większą pojemnością.
Wersja Memory Stick Duo oraz Memory Stick Pro Duo to wersje kart pamięci, w których
wielkość zredukowano o połowę.
Memory Stick
Karta pamięci Memory Stick PRO marki Sony - 256MB
Memory Stick - karta pamięci, w której zastosowano pamięć Flash EEPROM opracowana
przez firmę Sony. Używana głównie w aparatach cyfrowych Sony, konsolach do gier
Playstation i telefonach komórkowych marki Sony Ericsson oraz NEC.
Wersja Memory Stick Pro charakteryzuje się zwiększoną prędkością przesyłu danych oraz
większą pojemnością.
Wersja Memory Stick Duo oraz Memory Stick Pro Duo to wersje kart pamięci, w których
wielkość zredukowano o połowę.
Pojemność
Karta Memory Stick Pro Duo 1 GB firmy Sony
Pojemność kart Memory Stick:











16 MB
32 MB
64 MB
128 MB
256 MB (Tylko w wersji Pro)
512 MB (Tylko w wersji Pro)
1 GB (Tylko w wersji Pro)
2 GB (Tylko w wersji Pro)
4 GB (Tylko w wersji Pro)
8 GB (Tylko w wersji Pro)
32 GB (Wersja testowa stworzona wspólnie z San Diskiem)
Specyfikacje
Prędkość transferu danych
Standard:


Maksymalna prędkość zapisu: 14,4 Mbit/s (1,8 MB/s)
Maksymalna prędkość odczytu: 19,6 Mbit/s (2,5 MB/s)
Pro/Pro Duo:



Transfer: 160 Mbit/s (20 MB/s)
Minimalna prędkość zapisu: 15 Mbit/s
Maksymalna prędkość zapisu: 80 Mbit/s (High Speed Pro Duo)
Micro (M2):

Transfer: 160 Mbit/s (20 MB/s)
Wymiary



Standard/Pro: 50,0 × 21,5 × 2,8 mm
Duo/Pro Duo: 31,0 × 20,0 × 1,6 mm
Micro: 15,0 × 12,5 × 1,2 mm
USB Flash Drive i JetFlash - Karty flash - Pamięć
flash
USB Flash Drive i JetFlash są pamięciami flash umieszczonymi w podłużnych obudowach
przypominających gruby długopis. Są to pamięci o pojemności od 16 MB do 2 GB wkładane
do gniazda USB w komputerze. Pamięci te są proste w użyciu, zasilane z gniazda USB i
mogą służyć do przenoszenia danych między komputerami. JetFlash i USB Flash Drive
różnią się tym, że z pamięci JetFlash można dokonać uruchomienia systemu operacyjnego
(funkcja boot-up). Pamięci te mają szanse zastąpić tradycyjne dyskietki, gdyż mają większą
pojemność, są proste w użyciu i nie zawierają elementów mechanicznych.
USB Flash Drive i JetFlash używają pamięci NAND Flash i wykorzystują USB w wersji 1.1
lub 2.0, oznacza to że możliwa jest transmisja danych z prędkością do 12 MB/s. Urządzenie
zawiera diodę świecącą w przypadku jeśli pamięć jest aktualnie używana, a także zawiera
fizyczne zabezpieczenie przed przypadkowym skasowaniem. W przypadku włączenia układu
do komputera wykorzystywany jest mechanizm hot plug & play pozwalający na wkładanie i
wyjmowanie modułu do gniazda USB bez konieczności wyłączania komputera. Urządzenia,
w zależności od modelu, pobierają podczas zapisu prąd od 26 do 39,4 mA, natomiast podczas
odczytu od 35,0 do 36,1 mA i zasilane ą z portu USB napięciem 4,5 ÷ 5,5 V. Waga układu to
ok. 20 g. Moduł jest wykrywany przez komputer jako dysk, a zatem są wymagane
odpowiednie sterowniki do jego obsłużenia. W przypadku systemów Windows 9x należy
zainstalować odpowiedni sterownik i ustawić odpowiednią opcję w BIOSie komputera, w
przypadku systemów Windows ME/2000/XP, MacOS, Linux 2.4.0 żaden dodatkowy
sterownik nie jest wymagany, odpowiednie oprogramowanie w tych przypadkach jest częścią
systemu operacyjnego.
Rys. 1. przedstawia schemat blokowy układu JetFlash TS1GJFLASH o rozmiarze 1 GB. Tab.
1. przedstawia opis wyprowadzeń tego układu.
Rys. 1. Schemat blokowy urządzenia JetFlash TS1GJFLASH.
Tab. 1. Opis wyprowadzeń.
Numer
Symbol
Funkcja
01
Vcc
Napięcie zasilające
02
USB-
03
USB+
04
Vss
Transmisja danych
Pamięć USB
PenDrive z chowanym łączem USB
Masa
Schemat budowy PenDrive'a:
1) Łącze USB
2) Kontroler pamięci
3) Styki serwisowe
4) Kość pamięci
5) Rezonator kwarcowy
6) Dioda LED określająca tryb pracy
7) Blokada zapisu
8) Miejsce na dodatkową kość pamięci
Pamięć USB (znana także pod nazwami: PenDrive, USB Flash Drive, Flash Disk,
FlashDrive, Finger Disk, Massive Storage Device, Flash Memory Stick Pen Drive) to
urządzenie przenośne zawierające pamięć nie ulotną typu Flash EEPROM, zaprojektowane do
współpracy z każdym komputerem poprzez port USB i używane do przenoszenia danych
(zapisywanych w plikach) między komputerami.
Spopularyzowana również w Polsce nazwa marki urządzenia PenDrive (ang. pen, "pióro" +
drive, "napęd") odnośnie wszystkich typów pamięci USB rozpowszechniła się
najprawdopodobniej ze względu na skojarzenia - pochodzi od wyglądu przypominającego
najczęściej krótki długopis z zaślepką (na wtyk USB).
Opis
Jest urządzeniem przenośnym typu Plug&Play - do komputera dołączany jest najczęściej
bezpośrednio przez złącze USB, więc nie wymaga dodatkowych akcesoriów jak stacja
dokująca czy dodatkowy napęd komputerowy. Szybkość uzależniona od wersji USB (1.1 lub
2.0) oraz od szybkości zastosowanej pamięci Flash. Obecne rozmiary nowoczesnych
urządzeń zwanych seriami "mini" nie przekraczają podwojonej wielkości złącza USB. Starsze
modele zwykle wyposażone były w charakterystyczny przełącznik blokady zapisu i
kasowania - rozwiązanie zaczerpnięte na wzór blokady dyskietek.
Historia
PenDrive oferował początkowo pojemności porównywalne z pojemnościami dyskietek,
jednak szybki rozwój technologiczny pamięci flash spowodował, iż pojemnościami
przewyższył nawet napędy ZIP.
Zastosowanie
Coraz więcej PenDrivów zawiera oprócz funkcji pamięci zewnętrznej dodatkowe funkcje w
postaci odtwarzacza mp3, dyktafonu, radia UKF (FM), aparatu cyfrowego, itp.
Przenoszenie danych osobowych
Najpowszechniejszym zastosowaniem tych pamięci jest przenoszenie i
przechowywanie plików osobistych takich jak dokumenty, aplikacje, zdjęcia, muzyka
i filmy.
Naprawa komputerów
Odnoszą one sukcesy w odzyskiwaniu danych z komputerów przenośnych dzięki
aplikacjom przenośnym do odzyskiwania danych a także usuwaniu z zainfekowanego
komputera wirusów lub programów szpiegujących.
Odtwarzacze plików audio
Pamięci Flash wyposażone w wyjście na słuchawki oraz już prawie we wszystkich
modelach stosuje się mini wyświetlacze LCD. Obsługują one formaty MP3, WMA,
WAV, MIDI itp.
Bootowanie systemów operacyjnych
Ta funkcja jest podobna do LiveCD uruchomiająca z samego napędu komputera np.
system operacyjny lub program bez potrzeby jego instalowania, funkcja ta nosi nazwę
LiveUSB.
Windows Vista ReadyBoost
W systemie operacyjnym Windows Vista wykorzystanie funkcji ReadyBoost pozwala
na zwiększenie pamięci operacyjnej systemu poprzez wykorzystanie wolnej pamięci
podłączonego PenDriva lub jej części.
Produkowane wersje
W dzisiejszych czasach PenDrivy wykorzystywane są przez większość osób korzystających z
komputera. Dlatego muszą być wystarczająco małe by włożyć je w kieszeń i zabrać ze sobą
wszędzie. Produkuje się je w najróżniejszych kształtach prostokątnych breloczków, kart
kredytowych, jak i figurek różnych postaci czy przedmiotów, a nawet okrągłych. Są
wielokrotnie szybsze od standardowych dyskietek i setki razy bardziej od nich pojemne.
Najczęściej występujące pojemności to: 128MB, 256MB, 512MB, 1GB, 2GB, aż do wersji
64GB-owych i większych. Mniejsze wersje są już obecnie nie produkowane.
Bezpieczeństwo danych
Najnowsze PenDrivy są coraz bardziej wytrzymałe, odporne na wstrząsy a nawet na upadek z
wysokości kilkudziesięciu metrów. Produkowane są też wersje wodoodporne i ognioodporne.
Od niedawna można już zakupić PenDrivy wyposażone w wbudowane oprogramowanie,
które wymaga wpisania hasła przed odczytaniem danych (często dane te są kodowane
specjalnymi algorytmami), a dla bardziej wymagających pozostają wersje wyposażone
czytnik linii papilarnych uniemożliwiające odczytanie plików zapisanych na PenDrivie przez
osoby nieupoważnione.
Dyski flash - Karty flash - Pamięć flash
Dyski wykonane w technologii flash są kompatybilne z dyskami twardymi tradycyjnymi
(mechanicznymi). Wymiarami przypominają dyski 2,5-calowe i są używane wszędzie, gdzie
używa się dysków mechanicznych, a przede wszystkim w sytuacjach gdzie dyski
mechaniczne wykazują małą odporność fizyczną na uszkodzenia. Dyski takie są produkowane
o pojemnościach od 32 MB do 10 GB, zasilane są napięciem od 3,3 V lub 5 V, czas startu
zapisu danych wynosi 2,5 ms, z kolei czas startu odczytu danych wynosi 50 ms, w przypadku
dysku zasilanego napięciem 3,3 V moc pobierana przez urządzenie wynosi tylko 70 mW
(dysk mechaniczny ok. 3 W). Dysk flash może pracować w zakresie temperatur od -45 do 85
°C i charakteryzuje się wysoką wartością średniego czasu między uszkodzeniami - ok.
1000000 godzin, wilgotność w jakiej może pracować urządzenie wynosi od 8 do 95 %. Dyski
flash posiadają wiele zalet w porównaniu do tradycyjnych dysków twardych (mniejszy czas
dostępu, mniejsza masa, mały pobór energii, cicha praca, wytrzymałość na trudne warunki
pogodowe), dzięki czemu znalazły zastosowanie w komputerach przemysłowych,
urządzeniach telekomunikacyjnych, wojskowych, a także w kasach fiskalnych.
Rys. 1. Przedstawia schemat blokowy dysku Fast Flash Disc 2,5'' IDE o pojemności 4 GB
firmy M-Systems.
Rys. 1. Schemat blokowy dysku FFD 2,5'' IDE.
Dysk flash LaCie USB 301027 - 8GB, USB 2.0, czarny






Pojemność pamięci: 8192 Mb
Interfejs pamięci: USB 2 0
Szerokość: 85 mm
Głębokość: 55 mm
Wysokość: 6 mm
Obsługiwane systemy operacyjne: - Mac OS 9.0
Karty CompactFlash (CF) - Karty flash - Pamięć
flash
Standard CompactFlash opracowany przez amerykańską firmę SanDisk Corporation został
wprowadzony na rynek w 1994 roku i jest ogólnoświatowym standardem wymiennej pamięci
dla przenośnych urządzeń elektronicznych.
Karta CompactFlash jest mniejsza od karty PCMCIA (wymiary 36 x 42 x 4 mm), ma masę 33
g i jest wyposażona w interfejs ATA/IDE. Jest wyjątkowo odporna na uderzenia (do 2000 g),
występowanie błędów w pamięci ma miejsce rzadziej niż 1 na 1014 bitów. Przepływność
danych w pamięci urządzenia wynosi od 16 do 20 MB/s. Karta CompactFlash może być za
pomocą adaptera PCMCIA dołączona bezpośrednio do notebooka (kartę umieszcza się w
adapterze, który dopasowuje kartę do czytnika PCMCIA) lub może być bezpośrednio
odczytywana i zapisywana przez czytniki (karta CompactFlash ma 50 wyprowadzeń) kart
CompactFlash. Karty CompactFlash mają pojemności od 8 MB do 2 GB (w formatach 8, 16,
32, 64, 96, 128, 192, 256, 284, 512MB, 1GB, 2GB) i znajdują zastosowanie w aparatach
cyfrowych, odtwarzaczach MP3, komputerach, palmtopach, komunikatorach i notatnikach
osobistych, drukarkach fotograficznych i cyfrowych dyktafonach. Na rynku są drukarki
przeznaczone do drukowania zdjęć, które standardowo wyposażone są w gniazdo kart
CompactFlash lub PCMCIA.
W pierwszej połowie 2003 roku opracowano również standard CompactFlash+ (rys.
2)rozszerzający możliwości CompactFlash o używanie modułów CF razem z urządzeniami
I/O, a także w dyskach magnetycznych.
Rys. 1. przedstawia schemat blokowy karty CompactFlash.
Rys. 1. Schemat blokowy karty CompactFlash.
Rys. 2. Schemat blokowy karty CompactFlash+.
CompactFlash
CompactFlash - karta pamięci, w której zastosowano pamięć Flash EEPROM, znalazła
zastosowanie w takich urządzeniach jak aparaty cyfrowe, przenośne odtwarzacze muzyki i in.
Standard został przedstawiony w 1994 r. Karta CompactFlash była pierwszą dostępną na
rynku kartą flash. Posiadają rozmiar 42.8 x 36.4 mm i grubość 3.3 mm (typ I) lub 5 mm (typ
II). Zasilane są napięciem odpowiednio 3.3 i 5.0 V. Największa pojemność to 16GB.
Dodatkową cechą kart CF jest fakt, iż interfejs elektroniczny jest prawie identyczny z
interfejsem IDE stosowanych w komputerach osobisych do obsługi dysków - to umożliwia
stosowanie kart Compact Flash jako dysków o bardzo dużej wytrzymałości mechanicznej,
niskim poborze prądu oraz małym wydzielaniu ciepła, nawet ze standardowymi płytami
głównymi (wymagana jest jedynie odpowiednia przejściówka).
Porównanie rozwiązań - Karty flash - Pamięć flash
Podstawowe parametry najważniejszych rozwiązań opartych na technologii Flash
przedstawiono w tablicy 1.
Tab. 1. Parametry techniczne pamięci Flash.
Pamięć
Dysk Flash
CompactFlash
SmartMedia
PCMCIA ATA
Flash
Zakres
pojemności
32 MB ÷ 4GB
16 MB ÷ 1 GB
4 ÷ 512 MB
16 MB ÷ 4GB
Przepływność
MB/s
16
16 ÷ 20
16
8 ÷ 20
Napięcia
zasilania
V
3,3ą5%;
3,3ą5%;
3,3ą5%;
3,3ą5%;
5ą10%
5ą10%
5ą10%
5ą10%
Czas startu
zapisu
ms
2,5
2,5
b.d.
b.d.
odczytu
ms
50
50
b.d.
b.d.
Pobór prądu
[mocy - mW]*
stan uśpienia
μA
200/500 (3,3/5V)
200/500 (3,3/5V)
[144/220
(3,3/5V)]*
200/500 (3,3/5V)
odczyt
mA
21/34 (3,3/5V)
21/34 (3,3/5V)
[108/165
(3,3/5V)]*
35/50 (3,3/5V)
zapis
mA
21/34 (3,3/5V)
21/34 (3,3/5V)
[216/330
(3,3/5V)]*
35/50 (3,3/5V)
standardowy
°C
0 ÷ 60
0 ÷ 60
0 ÷ 55
0 ÷ 60
rozszerzony
°C
-45 ÷ 85
-45 ÷ 85
b.d.
-45 ÷ 85
Wilgotność
%
8 ÷ 95
8 ÷ 95
b.d.
b.d.
Maksymalne
wibracje
g
15
15
15
15
Wytrzymałość
na uderzenie
g
1000
2000
1000
1000
Średni czas
między
uszkodzeniami
h
>1000000
>1000000
>1000000
>1000000
Wymiary
mm
100,2x69,85x9,6
42,8x36,4x3,3
45x37x0,76
85,6x54x5
g
do 160
11,4
2
33 ÷ 43
Pamięć
MultiMediaCard
Secure Digital
Memory Stick
PenDrive
Zakres
pojemności
8 ÷ 512 MB
8 MB ÷ 1 GB
16 ÷ 512 MB
4 MB÷ 1 GB
Zakres temp.
otoczenia
(dl x szer x grub)
Masa
Przepływność
MB/s
2,5
2,5 ÷ 10
1,5 ÷ 2,45
b.d.
Napięcia
zasilania
V
3,3
2,7 ÷ 3,6
2,7 ÷ 3,6
5
zapisu
ms
1
b.d.
b.d.
b.d.
odczytu
ms
50
b.d.
b.d.
b.d.
stan uśpienia
μA
100
100
130
37
odczyt
mA
do 33
do 33
średnio 45
35 ÷ 36,1
zapis
mA
do 35
do 35
średnio 45
39,1 ÷ 39,4
standardowy
°C
-25 ÷ 85
-25 ÷ 85
0 ÷ 60
b.d.
rozszerzony
°C
-25 ÷ 85
-25 ÷ 85
b.d.
b.d.
Czas startu
Pobór prądu
[mocy - mW]*
Zakres temp.
otoczenia
Wilgotność
%
8 ÷ 95
8 ÷ 95
b.d.
b.d.
Maksymalne
wibracje
g
15
15
15
b.d.
Wytrzymałość
na uderzenie
g
1000
1000
1000
1000
Średni czas
między
uszkodzeniami
h
>1000000
>1000000
>1000000
>1000000
Wymiary
mm
32x24x1,4
32x24x2,1
50x21,5x2,8
b.d.
g
1,5
2
4
20
(dl x szer x grub)
Masa
W porównaniu poszczególnych rozwiązań należy zauważyć powtarzalność niektórych
danych. Wynika to z tego, że poszczególne rozwiązania są projektowane według podobnych
technologii. Wszystkie z powyższych układów wykorzystują pamięci NAND Flash. Należy
zauważyć, że szersze zakresy temperatur pracy niektórych układów są spowodowane
instalowaniem dodatkowych okładzin izolacyjnych lub obudów, z tego samego powodu
wytrzymałość na uderzenia modułu CompactFlash jest wyższa od pozostałych. W przypadku
urządzenia PenDrive, jego parametry związane z transmisją danych zależą w głównej mierze
od parametrów interfejsu USB, do którego urządzenie jest podpięte. Niektóre z
porównywanych układów są produkowane przez wiele firm stąd dane techniczne podawane
przez producentów mogą się od siebie nieco różnić.
Wiodące firmy produkujące pamięci typu Flash :
Typ Karty
Firma
SmartMedia
Toshiba
PCMCIA ATA
MANHATTAN
ASSMANN
MultiMediaCard (MMC)
Kingston
Sandisk
Secure Digital (SD)
Kingston
SanDisk
Sony
Memory Stick
Sandisk
Sandisk
USB Flash Drive
Kingston
Samsung
TOSHIBA
Canyon
Dyski flash
Samsung
Kingston
GoodDrive i PQI
CompactFlash (CF)
Sandisk
Ultimate