Стандарты карт памяти

Содержание

	Стр.
Введение	3
1. Карты памяти с параллельным интерфейсом	5
1.1. PC-Card (PCMCIA) или ATA Flash	5
1.2. Compact Flash (CF)	7
1.3. SmartMedia (SSFDC)	8
2. Карты памяти с  последовательным интерфейсом	10
2.1. MultiMedia Card (MMC)	10
2.2. Secure Digital-Card (SD-Card)	11
2.3. Sony Memory Stick	13
Заключение	14
Список использованной литературы	16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Стоило компьютерам  научиться обрабатывать массивы  данных, появилась проблема, где  и как хранить и переносить эти данные. Решений нашлось много – от бумажных перфокарт до магнитных лент и дисков. У каждой из технологий было множество своих плюсов и, как водится, еще больше минусов.

Все мы склонны к лени, ищем наиболее приятные и комфортные условия, и  не готовы идти на жертвы, если этого не требует мода. И поэтому, как только персональный компьютер потерял статус престижной и дорогой игрушки, пользователи все в более требовательной форме стали намекать производителям на неудобства обращения с ними. Сегодня предмет нашего разговора – сменная память. К этой разновидности памяти пользователи предъявляют несколько скромных требований:

1. Энергонезависимость – т.е. не нуждаться в батарейках, неожиданная разрядка которых приведет к потере информации.

2. Надежность – не потерять данные под воздействием грозы, падения или при попадании в лужу.

3. Компактность – чтобы не размышлять, а стоит ли тащить все это с собой.

4. Долговечность – чтобы не бегать в магазин каждый месяц за новой, т.к. старая отслужила свой срок.

5. Универсальность – совместимой со множеством устройств, в которых могут потребоваться данные.

В 1984 году компания Toshiba придумала технологию энергонезависимой полупроводниковой памяти, которую она назвала флэш-памятью. Микросхемы, сохраняющие данные после отключения питания были известны и ранее (BIOS), но с такой памятью было связанно много неудобств: для записи требовались специальные устройства-программаторы, а, чтобы стереть информацию приходилось применять ультрафиолетовое облучение кристалла. Флэш-память позволяет записывать и стирать данные без таких сложностей, благодаря чему обладает неплохим быстродействием и, к тому же, достаточно надежна.

Вскоре чипы флэш-памяти стали встраивать в различные устройства, а на их основе были созданы флэш-карты, с  помощью которых можно было транспортировать различные данные.

Флэш-карты, прежде всего, различаются стандартом (различные типы карт). Флэш-карта может быть различной емкости (возможный объем хранящейся на них информации). Кроме емкости, флэш-карта обладает такой важной характеристикой, как скорость считывания и скорость записи. Для этих характеристик приняты такие же обозначения, как для скорости работы CD приводов: 2X, 4X, …. То есть, флэш-карта с маркировкой 12Х будет работать также, как привод CD-ROM c формулой скорости 12Х (за единицу принята скорость обмена данными 150 Кб/с).

Наиболее распространенные стандарты  карт памяти: CompactFlash (CF), MultiMeda Card, SD Card, Memory Stick, SmartMedia, xD-Picture Card, PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash). Существуют и другие портативные форм-факторы флэш-памяти, однако встречаются они намного реже перечисленных.

Флэш-карты бывают двух типов: с  параллельным (parallel) и с последовательным (serial) интерфейсом.

Параллельный:

• PC-Card (PCMCIA или ATA-Flash)
• CompactFlash (CF)
• SmartMedia (SSFDC)

Последовательный:

• MultiMedia Card (MMC)
• SD-Card (Secure Digital - Card)
• Sony Memory Stick

1. Карты памяти  с параллельным интерфейсом

1.1. PC-Card (PCMCIA) или ATA Flash

 

Самым старым и самым  большим по размеру следует признать PC Card (ранее этот тип карт назывался PCMCIA [Personal Computer Memory Card International Association]). Карта снабжена ATA контроллером. Благодаря этому обеспечивается эмуляция обычного жесткого диска. В настоящее время флэш-память этого типа используется редко. PC Card бывает объемом до 2GB.

Первоначально спецификация PCMCIA разрабатывалась  для стандартизации карт расширения памяти и интерфейса для подключения  этих карт. Со временем спецификация была доработана, и стало возможно использовать PCMCIA для подключения всевозможных периферийных устройств. Обычно через интерфейс PCMCIA подключают сетевые карты, модемы и НЖМД.

В прошлом большинство ноутбуков  оснащалось двумя слотами для  карт типа II, что позволяло подключить к ноутбуку либо две карты типа II, либо одну карту типа III. По мере того, как из ноутбуков исчезали «старые» медленные интерфейсы ввода-вывода (например, RS-232 или LPT-порт), и нормальным явлением стали встроенные высокопроизводительные интерфейсы (например, USB, IEEE1394, Ethernet), надобность в PCMCIA стала отпадать и большинство современных ноутбуков оснащается лишь одним слотом типа II.

Спецификация PCMCIA была разработана  как ответ компьютерной промышленности США на разработку в Японии спецификации карт расширения JEIDA. В 1991 году, произошло слияние стандартов: были выпущены аналогичные спецификации JEIDA 4.1 и PCMCIA 2.0 (PC Card).

Все карты PC card имеют размер 85,6 мм в  длину и 54 мм в ширину. Такие же размеры используются в интерфейсе Common Interface для CAM-модулей в оборудовании для приёма телевещания стандарта DVB. Карты PC Card высотой 16 мм, так называемые карты типа IV (англ. Type IV); предложенные компанией Toshiba, не были официально одобрены ассоциацией PCMCIA.

Первоначально спецификация описывала  карты, которые могли использовать для питания как напряжение 5 В так и 3,3 В. Карты с напряжением питания 3,3 В имеют «ключ» на разъёме для того, что бы не допустить установки карты в слот, предназначенный только для установки карт с питанием 5 В. Некоторые карты и некоторые слоты поддерживают оба напряжения питания. Если ваша карта не желает устанавливаться в слот, это значит, что ваша карта предназначена для питания от 3,3 В, а слот предоставляет только 5 В питание.

Версия 1.x спецификации PCMCIA описывала  карты типа I (Type I), оснащённые 16-разрядным интерфейсом. Карты типа I использовались только для расширения памяти. Они имели толщину 3,3 мм и использовали разъём с одним рядом контактов.

Карты типа II (Type II) оснащаются либо 16-, либо 32-разрядным интерфейсом; разъём имеет два ряда контактов. Карты имеют толщину 5 мм. Карты типа II поддерживают устройства ввода-вывода, что позволяет использовать их для подключения периферийных устройств.

Карты типа III поддерживают 16- или 32-разрядный  интерфейс, используют четыре ряда контактов. Эти карты имеют толщину 10,5 мм, что позволяет устанавливать на карту стандартные разъёмы внешних интерфейсов и избавиться, таким образом, от дополнительных кабелей. Например, в карту-модем высотой 10,5 мм можно встроить полноценный телефонный разъём RJ-11, что позволяет подключать её к телефонной сети стандартным кабелем.

Интерфейс PCMCIA породил целое поколение карт для хранения информации, использовавших flash-память, которые пытались улучшить характеристики PCMCIA карт типа I: CompactFlash, Miniature Card и SmartMedia. Например, электрическая часть спецификации CompactFlash позаимствована из спецификации PCMCIA, что позволяет подключать карты CompactFlash к шине PCMCIA с помощью простейшего переходника, единственная задача которого — согласовать разъёмы.

1.2. Compact Flash (CF)

Карты памяти CF являются старейшим стандартом карт флеш-памяти. Первая CF карта была произведена корпорацией SanDisk в 1994 году. Этот формат памяти очень распространен. Чаще всего в наши дни он применяется в профессиональном фото- и видео- оборудовании, так как ввиду своих размеров (43х36х3,3 мм) слот расширения для Compact Flash карт физически проблематично разместить в мобильных телефонах или mp3 плеерах. Зато ни одна карта не может похвастаться такими скоростями, объемами и надежностью, как CF.

Разработчики формата Compact Flash поставили цель: сохранить  все преимущества карт ATA Flash, преодолев  их основной недостаток - большие размеры. Конструкция карт CompactFlash обеспечивает эмуляцию жёсткого диска с АТА  интерфейсом. Разъёмы Compact Flash расположены на торце карты, электрически и функционально повторяя назначение контактов PCMCIA. Таким образом, чтобы установить CompactFlash в слот PCMCIA достаточно простейшего адаптера CF-PCMCIA, повторяющего своими размерами обычную PC-Card.

Карты бывают двух типов: I и II (первого и второго типа). Карты типа II толще карт типа I на 2мм, других существенных отличий между  этими картами нет. CF I можно использовать в устройствах, снабженных разъемами CF II и CF I. CF II можно использовать только в устройствах с разъемами CF II (т.е. CF II типа обратно совместим с CF I типа). Compact Flash II типа были разработаны тогда, когда возникла необходимость в картах большого объема. Сейчас необходимости в картах CF II отпала, так как CF I догнали по объему карты CF II, так что карты второго типа постепенно теряют популярность.

В 2008 году максимальный объём накопителей  с интерфейсом CompactFlash достиг 100 Гбайт.

1.3. SmartMedia (SSFDC - Solid State Floppy Disk Card)

SmartMedia — портативная  флеш-карта памяти, созданная компанией Toshiba, и выпущенная на рынок в 1995 году — чтобы составить конкуренцию таким форматам, как MiniCard, CompactFlash, и PC Card. Изначально, SmartMedia называлась Solid State Floppy Disk Card (SSFDC) и провозглашалась наследником Floppy-дисков.

Карта SmartMedia состоит из одного чипа NAND EEPROM, внутри тонкого  пластикового корпуса (хотя некоторые  карты большого объёма состоят из нескольких связанных чипов). Она  была одной из самых маленьких  и тонких (0.76 мм) из первых карт памяти, и при этом оставалась одной из самых дешёвых. В карте отсутствует контроллер памяти — ради снижения цены. Эта особенность явилась недостатком, потому что некоторые старые устройства нужно было перепрошивать для поддержки карт большего объёма.

Обычно, карты SmartMedia использовались для хранения информации на портативных устройствах — с возможностью быстрой смены и доступа с Персонального Компьютера. Существовали специальные SmartMedia считыватели, но сегодня их сменили мультиформатные кард-ридеры. Сегодня ими оснащаются многие ноутбуки и новые персональные компьютеры. Именно поэтому, формат SmartMedia популярен и в 2006 году.

Карты SmartMedia нашли широкое распространение  в цифровых камерах, достигнув пика в 2001 году, когда половина рынка была за SmartMedia. Основную поддержку формат нашёл в лице Fuji и Olympus. Однако у формата начинали появляться проблемы. Во-первых, максимальный объём карты был ограничен 128 Мб. Во-вторых, камеры достигали размера, для которого карты SmartMedia оказывались слишком крупными. И, наконец, формат остался без поддержки, когда компании Fuji и Olympus перешли на xD-Picture Card. В других сферах формат не был так популярен.

Карты SmartMedia, объёмом  больше 128 Мб никогда не выпускались, а некоторые старые устройства не поддерживали карты, объёмом более 32 Мб без перепрошивки (а некоторые  — вообще не поддерживали). Были, однако, слухи о подготовке карты объёмом 256 Мб. На эту карту были выпущены технические спецификации, а кое-где её даже рекламировали.

И Toshiba и Samsung до сих пор  производят карты SmartMedia (до 128 Мб) для  использования в существующих устройствах. Также эти карты предлагают и  другие производители памяти, например Lexar и Sandisk. Преимущество, которым до сих пор обладает SmartMedia над некоторыми типами памяти — это возможность использования карт любого объёма в обычном floppy-дисководе, при помощи адаптера FlashPath.

Есть две версии карт SmartMedia — 5 V и 3.3 V (иногда обозначается 3 V), названные по рабочему напряжению. Корпус у них практически идентичен. Единственное различие — положение «срезанного» уголка.

Существует внешний  адаптер, позволяющий использовать карты xD-Picture card в разъёме для SmartMedia, но он не входит полностью в слот SM. Существует ограничение на объём применяемой xD карты (128, иногда — 256 Мб), а также могут быть ограничения и в работе считывающего устройства.

 

2. Карты памяти  с последовательным интерфейсом

2.1. MultiMedia Card (MMC)

 

Multimedia Card — портативная флеш-карта памяти, использующаяся в цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. д.

Существует также Micro Memory Card(MMC), конструктивно идентичная карте Multimedia Card, однако отличающаяся по логической разметке и предназначенная исключительно для использования в ПЛК SIMATIC S7 фирмы Siemens AG.

В общем, существует 4 модификации  карт памяти MultiMedia: MMC, RS-MMC, MMCmobile и MMCmicro.

Разработана в 1997 компаниями Siemens AG и SanDisk. Размер 24×32×1,5 мм.

В 2004 выпускается также в уменьшенном корпусе 24×18×1,5 мм — RS-MMC (англ. Reduced size MMC). С помощью простого механического адаптера карты RS-MMC можно использовать с оборудованием, рассчитанным на «полноразмерные» MMC. Выпускаются также Dual Voltage Reduced Size MMC (MMCmobile), которые могут работать не только на стандартном напряжении питания 3 В, но и на 1,8 В.

MMC по большей части  совместима с разработанной чуть  позднее SD-картой и может использоваться  вместо SD. В обратном направлении  замена чаще всего невозможна, так как SD-карты толще MMC и просто механически могут не войти в слот для MMC-карты. MMC поддерживает относительно простой открытый интерфейс передачи данных SPI.

Также существуют стандарты MMC+ высокая скорость передачи данных и поддержка 8-битной шины данных (В SD и MMC используются 4-х битная шина данных), для чего была добавлена дополнительная группа контактов. (Соответственно в устройствах без полной поддержки MMC+ эта карта работает как стандартная MMC). MMC+ полностью совместимы с SD/MMC устройствами.) и MMCmicro (размером 12 x 14 x 1.1 мм).