Альтернативні носії інформації

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Академія
Реферат
З дисципліни електроніка
За темою: «Альтернативні носії інформації»

Введення
Сучасна людина не в змозі жити без інформації. Але інформації має таку особливість - її треба десь зберігати. Систем зберігання інформації зараз досить багато. Її можна зберігати на магнітних носіях, можна зберігати на оптичних і магнітооптичних носіях. Але перед людиною в наш час також стоїть досить важлива проблема - перенесення інформації з одного місця в інше, а також не менш важлива проблема зберігання інформації, і як наслідок, надійність носіїв. Саме тому так швидко розвивалися технології, пов'язані зі зберіганням інформації.
Але саме тут постає кілька проблем. Перша - це енергоспоживання. Сучасна техніка, така як кишенькові комп'ютери або MP3-плеєри, володіє досить обмеженими енергетичними ресурсами. Пам'ять, зазвичай використовувана в ОЗУ комп'ютерів, вимагає постійної подачі напруги. Дискові накопичувачі можуть зберігати інформацію і без безперервної подачі електрики, зате під час запису і зчитуванні даних витрачають його за трьох. Тому потрібний носій, який буде енергонезалежним при зберіганні і малопотребляющім енергію під час запису і зчитуванні інформації. І тут гарним виходом стала флеш-пам'ять. Носії на її основі називаються твердотільними, оскільки не мають рухомих частин. І це ще одна перевага даного типу пам'яті.
Сьогодні флеш-пам'ять можна знайти в самих різних цифрових пристроях. Її використовують як носія мікропрограм для мікроконтролерів HDD та CD-ROM, для зберігання BIOS в ПК. Флеш-пам'ять використовують в принтерах, КПК, відеоплата, роутерах, брандмауерах, стільникових телефонах, електронних годинах, записних книжках, телевізорах, кондиціонерах, мікрохвильових печах і пральних машинах ... список можна продовжувати нескінченно. А в останні роки флеш стає основним типом змінної пам'яті, використовуваної в цифрових мультимедійних пристроях, таких як mp3-плеєри та ігрові приставки. А все це стало можливим завдяки створенню компактних і потужних процесорів.
Так що ж таке Flash пам'ять, які її переваги та недоліки?

Типи електронної пам'яті
Комп'ютерні програми або дані - це сукупність бітів інформації, представлених у вигляді послідовності логічних нулів та одиниць. Для організації хоча б короткочасного зберігання інформації необхідно пристрій, що запам "ятовує б якісь стану, розпізнавані системами комп'ютера (або будь-якого портативного цифрового пристрою, який, по суті, теж комп'ютер), як логічні нулі й одиниці. Зрозуміло, що це повинні бути електричні сигнали, якщо вже сучасний комп'ютер є електронним, а не механічним пристроєм.
Самий швидкодіючий тип електронної пам'яті - енергозалежна динамічна пам'ять. Саме вона застосовується в комп'ютерах та інших цифрових пристроях в якості оперативної пам'яті - ОЗУ. Або RAM - пам'ять з прямим доступом.
Інформаційна осередок такої пам'яті представляє собою мініатюрний конденсатор - пару провідників, віддалених один від одного на невеликій відстані і здатних накопичувати і утримувати протягом деякого часу електричний заряд. Наявність заряду в комірці пам'яті інтерпретується комп'ютером, як логічна одиниця, відсутність заряду - як логічний нуль.
Час утримання заряду невелике і обчислюється мілісекундами. Навіть сучасні матеріали, з яких виготовляють розділяють провідники ізолятори, не збільшують часу саморозряду мікроконденсаторів. Надто вже невеликі фізичні розміри осередків і занадто невеликі електричні заряди між парами провідників.
Для підтримки рівня зарядів і, відповідно, збереження інформації в осередках мікросхеми контролер пам'яті постійно заряджає конденсатори. При оновленні вмісту пам'яті одні пари провідників розряджаються, інші, навпаки, отримують заряд. Процес відбувається безперервно, динамічно і до тих пір, поки не вимкнено живлення комп'ютера. Відповідно, і інформація в мікросхемах оперативної пам'яті зберігається тільки поки комп'ютер не знеструмлений.
Залишається додати, що кожна осередок електронної пам'яті, незалежно від її типу, має строго фіксований системний адресу. Але доступ до будь-якій комірці - прямий, комп'ютера не доводиться послідовно перевіряти стан всіх осередків, щоб вважати потрібний біт інформації.
Від ROM до Flash
Флеш-пам'ять історично походить від напівпровідникового ROM, однак ROM-пам'яті не є, а всього лише має схожу на ROM організацію. Безліч джерел (як вітчизняних, так і зарубіжних) часто помилково відносять флеш-пам'ять до ROM. Флеш ніяк не може бути ROM хоча б тому, що ROM (Read Only Memory) перекладається як "пам'ять тільки для читання". Ні про яку можливість перезапису в ROM мови бути не може!
Невелика, на початку, неточність не звертала на себе уваги, проте з розвитком технологій, коли флеш-пам'ять стала витримувати до 1 мільйона циклів перезапису, і стала використовуватися як накопичувач загального призначення, цей недолік у класифікації почав кидатися в очі.
Серед напівпровідникової пам'яті тільки два типи відносяться до "чистому" ROM - це Mask-ROM і PROM. На відміну від них EPROM, EEPROM і Flash відносяться до класу енергонезалежній перезаписувати пам'яті (англійський еквівалент - nonvolatile read-write memory або NVRWM).
ROM:
· ROM (Read Only Memory) - пам'ять тільки для читання. Російський еквівалент - ПЗУ (Постійно Запам'ятовуючий Пристрій). Якщо бути зовсім точним, даний вид пам'яті називається Mask-ROM (Масочний ПЗУ). Пам'ять влаштована у вигляді адресується масиву комірок (матриці), кожна осередок якого може кодувати одиницю інформації. Дані на ROM записувалися під час виробництва шляхом нанесення по масці (звідси й назва) алюмінієвих з'єднувальних доріжок літографічним способом. Наявність або відсутність у відповідному місці такої доріжки кодувати "0" або "1". Mask-ROM відрізняється складністю модифікації вмісту (тільки шляхом виготовлення нових мікросхем), а також тривалістю виробничого циклу (4-8 тижнів). Тому, а також у зв'язку з тим, що сучасне програмне забезпечення часто має багато недоробок і часто вимагає оновлення, даний тип пам'яті не отримав широкого розповсюдження.
Переваги:
1. Низька вартість готової запрограмованої мікросхеми (при великих обсягах виробництва).
2. Висока швидкість доступу до комірки пам'яті.
3. Висока надійність готової мікросхеми та стійкість до електромагнітних полів.
Недоліки:
1. Неможливість записувати і модифікувати дані після виготовлення.
2. Складний виробничий цикл.
Cхематіческое зображення PROM PROM - (Programmable ROM), або одноразово Програмовані ПЗУ. В якості елементів пам'яті в даному типі пам'яті використовувалися плавкі перемички. На відміну від Mask-ROM, в PROM з'явилася можливість кодувати ("перепалювати") осередки при наявності спеціального пристрою для запису (програматора). Програмування осередки в PROM здійснюється руйнуванням ("пропаленням") плавкою перемички шляхом подачі струму високої напруги. Можливість самостійної запису інформації в них зробило їх придатними для штучного і дрібносерійного виробництва. PROM практично повністю вийшов з ужитку в кінці 80-х років.
Переваги:
1. Висока надійність готової мікросхеми та стійкість до електромагнітних полів.
2. Можливість програмувати готову мікросхему, що зручно для штучного і дрібносерійного виробництва.
3. Висока швидкість доступу до комірки пам'яті.
Недоліки:
1. Неможливість перезапису
2. Великий відсоток браку
3. Необхідність спеціальної тривалої термічної тренування, без якої надійність зберігання даних була невисокою
NVRWM:
· EPROM
Різні джерела по-різному розшифровують абревіатуру EPROM - як Erasable Programmable ROM або як Electrically Programmable ROM (прані програмовані ПЗП або електрично програмовані ПЗУ). У EPROM перед записом необхідно зробити стирання (відповідно з'явилася можливість перезаписувати вміст пам'яті). Стирання осередків EPROM виконується відразу для всієї мікросхеми за допомогою опромінення ультрафіолетовими чіпа або рентгенівськими променями протягом декількох хвилин. Мікросхеми, стирання яких проводиться шляхом засвічування ультрафіолетом, були розроблені Intel в 1971 році, і носять назву UV-EPROM (приставка UV (Ultraviolet) - ультрафіолет). Вони містять віконця з кварцового скла, які після закінчення процесу стирання заклеюють.
EPROM від Intel була заснована на МОП-транзисторах з лавинної інжекцією заряду (FAMOS - Floating Gate Avalanche injection Metal Oxide Semiconductor, російський еквівалент - ЛІЗМОП). У першому наближенні такий транзистор являє собою конденсатор з дуже малою витоком заряду. Пізніше, в 1973 році, компанія Toshiba розробила комірки на основі SAMOS (Stacked gate Avalanche injection MOS, за іншою версією - Silicon and Aluminum MOS) для EPROM пам'яті, а в 1977 році Intel розробила свій варіант SAMOS.
У EPROM стирання приводить всі біти зтирається області в один стан (зазвичай у всі одиниці, рідше - в усі нулі). Запис на EPROM, як і в PROM, також здійснюється на программаторах (проте відрізняються від програматорів для PROM). В даний час EPROM практично повністю витіснена з ринку EEPROM і Flash.
Гідність: Можливість перезаписувати вміст мікросхеми.
Недоліки:
1. Невелика кількість циклів перезапису.
2. Неможливість модифікації частини збережених даних.
3. Висока ймовірність "недотереть" (що в кінцевому підсумку приведе до збоїв) або перетримати мікросхему під УФ-світлом (т.зв. overerase - ефект надлишкового видалення, "перепалювання"), що може зменшити термін служби мікросхеми і навіть призвести до її повної непридатності .
· EEPROM (E? PROM або Electronically EPROM) - електрично прані ППЗУ були розроблені в 1979 році в тій же Intel. У 1983 році вийшов перший 16 кбіт зразок, виготовлений на основі FLOTOX-транзисторів (Floating Gate Tunnel-OXide - "плаваючий" затвор з тунелюванням в оксиді).
Головною відмітною особливістю EEPROM (в т.ч. Flash) від раніше розглянутих нами типів енергонезалежної пам'яті є можливість перепрограмування при підключенні до стандартної системної шині мікропроцесорного пристрою. У EEPROM з'явилася можливість виробляти стирання окремої комірки за допомогою електричного струму. Для EEPROM стирання кожного осередку виконується автоматично при записі в неї нової інформації, тобто можна змінити дані в будь-якій комірці, не зачіпаючи інші. Процедура стирання зазвичай істотно триваліша процедури запису.
Переваги EEPROM в порівнянні з EPROM
1. Збільшений ресурс роботи.
2. Простіше в зверненні.
Недолік: Висока вартість
· Flash (повне історичну назву Flash Erase EEPROM):
Винахід флеш-пам'яті найчастіше незаслужено приписують Intel, називаючи при цьому 1988 рік. Насправді пам'ять вперше була розроблена компанією Toshiba в 1984 році, і вже на наступний рік було розпочато виробництво 256Кбіт мікросхем flash-пам'яті в промислових масштабах. У 1988 році Intel розробила власний варіант флеш-пам'яті.
У флеш-пам'яті використовується дещо відмінний від EEPROM тип осередку-транзистора. Технологічно флеш-пам'ять споріднена як EPROM, так і EEPROM. Основна відмінність флеш-пам'яті від EEPROM полягає в тому, що стирання вмісту клітинок виконується або для всієї мікросхеми, або для певного блоку (кластеру, кадру або сторінки). Звичайний розмір такого блоку складає 256 або 512 байт, проте в деяких видах флеш-пам'яті обсяг блоку може досягати 256Кб. Слід зауважити, що існують мікросхеми, що дозволяють працювати з блоками різних розмірів (для оптимізації швидкодії). Прати можна як блок, так і вміст всієї мікросхеми відразу. Таким чином, у загальному випадку, для того, щоб змінити один байт, спочатку в буфер зчитується весь блок, де міститься підлягає зміні байт, стирається вміст блоку, змінюється значення байта в буфері, після чого проводиться запис зміненого в буфері блоку. Така схема істотно знижує швидкість запису невеликих обсягів даних у довільні області пам'яті, проте значно збільшує швидкодію при послідовній запису даних великими порціями.
Переваги флеш-пам'яті в порівнянні з EEPROM:
1. Більш висока швидкість запису при послідовному доступі за рахунок того, що стирання інформації у флеш проводиться блоками.
2. Собівартість виробництва флеш-пам'яті нижче за рахунок більш простої організації.
Недолік: Повільна запис у довільні ділянки пам'яті.
Технологія Flash
Винахідником flash-пам'яті можна вважати компанію Toshiba, яка в 1984 році вже почала виробництво мікросхем. Чотири роки тому компанія Intel «винайшла» свій «флеш-варіант», і тепер дуже багато незаслужено вважають винахідником саме її.
До цих пір невідомо походження терміну Flash, так як це слово має три різних перекладу. Відповідно, існує три версії назви пам'яті:
· Flash перекладається як «короткий кадр». Компанія Toshiba дала таку назву через коротке за часом процесу стирання даних (In da Flash - в одну мить).
· Flashing можна перекласти як пропалення, засвічування. Flash-пам'ять, як і раніше прожигается, як і її попередники.
· Третє значення цього слова - блок, кадр. Запис / стирання такої пам'яті здійснюється блоками.
По пристрою чіп флеш-пам'яті віддалено нагадує мікросхему динамічної енергозалежною пам'яті, тільки замість конденсаторів в комірках пам'яті встановлені напівпровідникові прилади - транзистори. При подачі напруги на висновки транзистора він приймає одне з фіксованих положень - закрите або відкрите. І залишається в цьому положенні до тих пір, поки на висновки транзистора не буде поданий електричний заряд, що змінює його стан. Таким чином, послідовність логічних нулів і одиниць формується в цьому типі пам'яті подібно ПЗУ - закриті для проходження електричного струму осередку розпізнаються як логічні одиниці, відкриті - як логічні нулі.
Таким чином, в самому простому випадку осередок Flash складається з одного польового транзистора. Елемент включає в себе спеціальну електрично ізольовану область, звану «плаваючим затвором». Цей термін виник через те, що потенціал цієї області не є стабільним, що дозволяє накопичувати в ній електрони (саме тут і зберігається вся інформація пам'яті). Вище «плаваючого» знаходиться керуючий затвор, який є невід'ємною частиною при процесі запису / стирання даних пам'яті. Ця область безпосередньо з'єднана з лінією слів. Перпендикулярно цієї лінії розташовується лінія бітів, яка з'єднана зі стоком (при запису даних з цієї області транзистора з'являється потік електронів). Сток розділяється з витоком спеціальної підкладкою, яка не проводить електричний струм.
На початку розвитку Flash кожна комірка пам'яті зберігала один біт інформації і складається з одного польового транзистора. Прогрес не стоїть на місці, через кілька років після випуску диво-мікросхеми були проведені успішні випробування флешок, в яких осередок зберігала вже два біти. Природно, що на таку пам'ять можна було записати в два рази більше інформації. В даний час вже існують теоретичні розробки пам'яті з четирехбітнимі осередками.
Як же влаштована така осередок? Адже теоретично наявність заряду в комірці пам'яті означає 1, відсутність 0, інші значення уявити неможливо. Але насправді, в мікросхемі з MLC існує розходження величин заряду, які накопичуються на "плаваючому» затворі. Завдяки цьому розходженню, інформація в осередку може бути представлена ​​різними бітовими комбінаціями. Величину заряду на затворі можна визначити вимірюванням порогового (максимального) напруги транзистора і за підсумками цього виміру представити бітову комбінацію.
Перезапис і стирання Flash значно зношує мікросхему, тому технології виробництва пам'яті постійно вдосконалюються, впроваджуються оптимізують способи запису мікросхеми, а також алгоритми, спрямовані на рівномірне використання всіх осередків в процесі роботи.
Переваги флеш-пам'яті в незалежності від наявності або відсутності електричного живлення, в довготривалості зберігання інформації (виробники гарантують збереження даних впродовж 10 років, але на практиці має бути більше) і у високій механічної надійності (в накопичувачах на базі флеш-пам'яті немає ніяких механічних пристроїв, отже, нема чому ламатися). Недоліки - у високій складності пристрою (транзистори мають мікронні розміри), в невисокому швидкодії (час зміни стану транзистора більше, ніж час заряду-розряду конденсатора) і у відносно високої вартості мікросхем (знову ж таки через складності пристрою і серйозних фінансових вкладеннях виробників у розвиток технології).
Флеш-пам'ять швидко прогресує. За останні кілька років з'явилися нові типи мікросхем - був здійснений масовий перехід з 5-вольта технології харчування на 3,3-вольтну, були застосовані нові типи напівпровідникових приладів, розроблені і впроваджені у виробництво механізми прискорення процедури запису-читання інформації. Крім того, виробництво флеш-пам'яті знаходиться під жорстким пресингом конкуренції. Для нас, користувачів цифрових пристроїв, це безсумнівний плюс, оскільки дозволяє сподіватися на зниження цін на карти флеш-пам'яті.
Хоча Flash і лідирує на комп'ютерному ринку, її можуть витіснити інші нові технології. Наприклад, новітня пам'ять на кремнієвих нанокристалах. Відмінність такої пам'яті від Flash в наступному: підкладка між стоком і витоком тепер складається з кремнієвих нанокрісталльних сфер. Така прошарок запобігає передачі заряду з одного нанокристали на інший, підвищуючи, таким чином, надійність - один дефект не веде до повного збою, як в нинішній незалежній пам'яті на транзисторах з плаваючим затвором. Перший у світі працездатний зразок такої пам'яті був наданий компанією Motorola.
Організація flash-пам'яті
Схема транзистора з плаваючим затвором Осередки флеш-пам'яті бувають як в одному, так і на двох транзисторах.
У найпростішому випадку кожна клітинка зберігає один біт інформації і складається з одного польового транзистора із спеціальною електрично ізольованою областю ("плаваючим" затвором - floating gate), здатної зберігати заряд багато років. Наявність або відсутність заряду кодує один біт інформації.
При записі заряд розміщується на плаваючий затвор одним з двох способів (залежить від типу комірки): методом інжекції "гарячих" електронів або методом тунелювання електронів. Стирання вмісту комірки (зняття заряду з "плаваючого" затвора) проводиться методом тунеллірованія.
Як правило, наявність заряду на транзисторі розуміється як логічний "0", а його відсутність - як логічна "1".
Сучасна флеш-пам'ять звичайно виготовляється по 0,13 - і 0,18-микронному техпроцесу.
Загальний принцип роботи осередки флеш-пам'яті.
Розглянемо найпростішу клітинку флеш-пам'яті на одному npn транзисторі. Осередки подібного типу найчастіше застосовувалися під flash-пам'яті з NOR архітектурою, а також у мікросхемах EPROM.
Поведінка транзистора залежить від кількості електронів на "плаваючому" затворі. "Плаваючий" затвор відіграє ту ж роль, що і конденсатор в DRAM, тобто зберігає запрограмоване значення.
Приміщення заряду на "плаваючий" затвор в такій клітинці проводиться методом інжекції "гарячих" електронів (CHE - channel hot electrons), а зняття заряду здійснюється методом квантомеханические тунелювання Фаулера-Нордхейма (Fowler-Nordheim [FN]).
read 1
При читанні, під час відсутності заряду на "плаваючому" затворі, під впливом позитивного поля на керуючому затворі, утворюється n-канал в підкладці між витоком і стоком, і виникає струм.
read 0
Наявність заряду на "плаваючому" затворі змінює вольт-амперні характеристики транзистора таким чином, що при звичайному для читання напрузі канал не з'являється, і струму між витоком і стоком не виникає.
programming
При програмуванні на стік і керуючий затвор подається висока напруга (причому на керуючий затвор напруга подається приблизно в два рази вище). "Гарячі" електрони з каналу инжектируются на плаваючий затвор і змінюють вольт-амперні характеристики транзистора. Такі електрони називають "гарячими" за те, що володіють високою енергією, достатньою для подолання потенційного бар'єру, створюваного тонкою плівкою діелектрика.
erasing
При стирання висока напруга подається на джерело. На керуючий затвор (опціонально) подається висока негативна напруга. Електрони тунельного на джерело.
Ефект тунелювання - один з ефектів, що використовують хвильові властивості електрона. Сам ефект полягає в подоланні електроном потенційного бар'єру малої "товщини". Для наочності уявімо собі структуру, що складається з двох провідних областей, розділених тонким шаром діелектрика (збіднена область). Подолати цей шар звичайним способом електрон не може - не вистачає енергії. Але при створенні певних умов (відповідну напругу і т.п.) електрон проскакує шар діелектрика (тунельного крізь нього), створюючи струм.
Важливо відзначити, що при тунелюванні електрон виявляється "по інший бік", не проходячи через діелектрик. Така ось "телепортація".
Розходження методів тунеллірованія Фаулера-Нордхейма (FN) і методу інжекції "гарячих" електронів:
· Channel FN tunneling - не вимагає великої напруги. Осередки, що використовують FN, можуть бути менше клітинок, що використовують CHE.
· CHE injection (CHEI) - вимагає більш високої напруги, в порівнянні з FN. Таким чином, для роботи пам'яті потрібна підтримка подвійного живлення.
· Програмування методом CHE здійснюється швидше, ніж методом FN.
Слід зауважити, що, крім FN і CHE, існують інші методи програмування і стирання осередки, які успішно використовуються на практиці, проте два описаних нами застосовуються найчастіше.
Процедури стирання і запису сильно зношують клітинку флеш-пам'яті, тому в новітніх мікросхемах деяких виробників застосовуються спеціальні алгоритми, що оптимізують процес стирання-запису, а також алгоритми, що забезпечують рівномірне використання всіх осередків в процесі функціонування.
Деякі види осередків флеш-пам'яті на основі МОН-транзисторів з "плаваючим" затвором:
· Stacked Gate Cell - осередок з багатошаровим затвором. Метод стирання - Source-Poly FN Tunneling, метод запису - Drain-Side CHE Injection.
· SST Cell, або SuperFlash Split-Gate Cell (Silicon Storage Technology - компанія-розробник технології) - осередок з розщепленим затвором. Метод стирання - Interpoly FN Tunneling, метод запису - Source-Side CHE Injection.
· Two Transistor Thin Oxide Cell - двухтранзісторная осередок з тонким шаром оксиду. Метод стирання - Drain-Poly FN Tunneling, метод запису - Drain FN Tunneling.
Інші види осередків:
Крім найбільш часто зустрічаються осередків з "плаваючим" затвором, існують також осередки на основі SONOS-транзисторів, які не містять плаваючого затвора. SONOS-транзистор нагадує звичайний багато хто (MNOS) транзистор. У SONOS-ячейках функцію "плаваючого" затвора і навколишнього його ізолятора виконує композитний діелектрик ONO. Розшифровується SONOS (Semiconductor Oxide Nitride Oxide Semiconductor) як Напівпровідник-Діелектрик-Нітрид-діелектрик-напівпровідник. Замість дав назву цьому типу осередку нітриду в майбутньому планується використовувати полікристалічний кремній.
Багаторівневі осередки (MLC - Multi Level Cell).
MLC Останнім часом багато компаній почали випуск мікросхем флеш-пам'яті, в яких один осередок зберігає два біти. Технологія зберігання двох і більше біт в одній клітинці отримала назву MLC (multilevel cell - багаторівнева осередок). Достовірно відомо про успішні тестах прототипів, що зберігають 4 біта в одній комірці. В даний час багато компаній перебувають у пошуках граничного числа біт, яке здатна зберігати багаторівнева осередок.
У технології MLC використовується аналогова природа комірки пам'яті. Як відомо, звичайна однобітні комірка пам'яті може приймати два стани - "0" або "1". У флеш-пам'яті ці два стани різняться за величиною заряду, поміщеного на "плаваючий" затвор транзистора. На відміну від "звичайної" флеш-пам'яті, MLC здатна розрізняти більше двох величин зарядів, поміщених на "плаваючий" затвор, і, відповідно, більшу кількість станів. При цьому кожному стану у відповідність ставиться певна комбінація значень біт.
Під час запису на "плаваючий" затвор поміщається кількість заряду, відповідне необхідного стану. Від величини заряду на "плаваючому" затворі залежить порогове напруга транзистора. Порогове напруга транзистора можна виміряти при читанні і визначити по ньому записане стан, а значить і записану послідовність біт.
Основні переваги MLC мікросхем:
§ Більш низьке співвідношення $ / МБ
§ При рівному розмірі мікросхем і однаковому техпроцесі "звичайної" і MLC-пам'яті, остання здатна зберігати більше інформації (розмір комірки той же, а кількість збережених в ній біт - більше)
§ На основі MLC створюються мікросхеми більшого, ніж на основі однобітних осередків, обсягу
Основні недоліки MLC:
§ Зниження надійності, в порівнянні з однобітні осередками, і, відповідно, необхідність вбудовувати більш складний механізм корекції помилок (чим більше біт на клітинку - тим складніше механізм корекції помилок)
§ Швидкодія мікросхем на основі MLC найчастіше нижчі, ніж у мікросхем на основі однобітних осередків
§ Хоча розмір MLC-осередки такий же, як і у однобітних, додатково витрачається місце на специфічні схеми читання / запису багаторівневих осередків
Технологія багаторівневих осередків від Intel (для NOR-пам'яті) носить назву StrtaFlash, аналогічна від AMD (для NAND) - MirrorBit
Архітектура флеш-пам'яті.
Існує кілька типів архітектур (організацій з'єднань між осередками) флеш-пам'яті. Найбільш поширеними в даний час є мікросхеми з організацією NOR і NAND.
NOR (NOT OR, АБО-НЕ)
NOR
Осередки працюють схожим з EPROM способом. Інтерфейс паралельний. Довільне читання та запис.
Переваги: ​​швидкий довільний доступ, можливість побайтного запису.
Недоліки: відносно повільна запис і стирання.
З перерахованих тут типів має найбільший розмір осередку, а тому погано масштабується. Єдиний тип пам'яті, який працює на двох різних напругах.
Ідеально підходить для зберігання коду програм (PC BIOS, стільникові телефони), ідеальна заміна звичайного EEPROM.
Основні виробники: AMD, Intel, Sharp, Micron, Ti, Toshiba, Fujitsu, Mitsubishi, SGS-Thomson, STMicroelectronics, SST, Samsung, Winbond, Macronix, NEC, UMC.
Програмування: методом інжекції "гарячих" електронів
Стирання: туннеллірованіем FN
NAND (NOT AND, І-НЕ)
NAND
Доступ довільний, але невеликими блоками (на зразок кластерів жорсткого диска). Послідовний інтерфейс. Не так добре, як AND пам'ять підходить для задач, що вимагають довільного доступу.
Переваги: ​​швидка запис і стирання, невеликий розмір блоку.
Недоліки: відносно повільний довільний доступ, неможливість побайтного запису.
Найбільш відповідний тип пам'яті для програм, орієнтованих на блочний обмін: MP3 плеєрів, цифрових камер і як замінник жорстких дисків.
Основні виробники: Toshiba, AMD / Fujitsu, Samsung, National
Програмування: туннеллірованіем FN
Стирання: туннеллірованіем FN
AND (І)
AND
Доступ до осередків пам'яті послідовний, архітектурно нагадує NOR і NAND, комбінує їх кращі властивості. Невеликий розмір блоку, можливо швидке мультіблочное стирання. Підходить для потреб масового ринку.
Основні виробники: Hitachi і Mitsubishi Electric.
Програмування: туннеллірованіем FN
Стирання: туннеллірованіем FN
DiNOR (Divided bit-line NOR, АБО-НЕ з розділеними розрядними лініями)
DiNOR
Тип пам'яті, що комбінує властивості NOR і NAND. Доступ до осередків довільний. Використовує особливий метод видалення даних, що оберігає осередку від перепалювання (що сприяє більшій довговічності пам'яті). Розмір блоку в DiNOR всього лише 256 байт.
Основні виробники: Mitsubishi Electric, Hitachi, Motorola.
Програмування: туннеллірованіем FN
Стирання: туннеллірованіем FN
Примітки: В даний час найчастіше використовуються пам'ять з архітектурою NOR і NAND. Hitachi випускає багаторівневу AND-пам'ять з NAND-ітерфейсом (SuperAnd або AG-AND [Assist Gate-AND])

Доступ до флеш-пам'яті

Існує три основних типи доступу:

· Звичайний (Conventional): довільний асинхронний доступ до осередків пам'яті.
· Пакетний (Burst): синхронний, дані читаються паралельно, блоками по 16 або 32 слова. Лічені дані передаються послідовно, передача синхронізується. Перевага перед звичайним типом доступу - швидке послідовне читання даних. Недолік - повільний довільний доступ.
· Сторінковий (Page): асинхронний, блоками по 4 або 8 слів. Переваги: ​​дуже швидкий довільний доступ в межах поточної сторінки. Недолік: відносно повільне перемикання між сторінками.
Примітка: Останнім часом з'явилися мікросхеми флеш-пам'яті, що дозволяють одночасний запис і стирання (RWW - Read While Write або Simultaneous R / W) в різні банки пам'яті.
Формати карт Flash пам'яті
Найбільш поширені типи карт пам'яті:
CompactFlash (CF) (I, II), MultiMedia Card, SD Card, Memory Stick, SmartMedia, xD-Picture Card, PC-Card (PCMCIA або ATA-Flash). Існують і інші портативні форм-фактори флеш-пам'яті, проте зустрічаються вони набагато рідше перерахованих тут.
Флеш-карти бувають двох типів: з паралельним (parallel) і з послідовним (serial) інтерфейсом.
Паралельний:
· PC-Card (PCMCIA або ATA-Flash)
· CompactFlash (CF)
· SmartMedia (SSFDC)
Послідовний:
· MultiMedia Card (MMC)
· SD-Card (Secure Digital - Card)
· Sony Memory Stick
PC-Card (PCMCIA) або ATA Flash
Інтерфейс: паралельний
ATA Flash Найстарішим і найбільшим за розміром слід визнати PC Card (раніше цей тип карт називався PCMCIA [Personal Computer Memory Card International Association]). Карта забезпечена ATA контролером. Завдяки цьому забезпечується емуляція звичайного жорсткого диска. В даний час флеш-пам'ять цього типу використовується рідко. PC Card буває обсягом до 2GB. Існує три типи PC Card ATA (I, II і III). Всі вони відрізняються товщиною (3,3 5,0 і 10,5 мм відповідно). Всі три типи назад сумісні між собою (у більш товстому роз'ємі завжди можна використовувати більш тонку карту, оскільки товщина роз'єму в усіх типів однакова - 3,3 мм). Харчування карт - 3,3 В і 5В. ATA-flash як правило відноситься до форм чиннику PCMCIA Type I.
Тип
Довжина
Ширина
Товщина
Використання
Type I
85,6 мм
54 мм
3,3 мм
Пам'ять (SRAM, DRAM, Flash і т. д)
Type II
85,6 мм
54 мм
5 мм
Пам'ять, пристрої введення-виведення (модеми, мережеві карти і т. д)
Type III
85,6 мм
54 мм
10,5 мм
Пристрої зберігання даних, жорсткі диски
PC-Card Flash бувають двох типів: PCMCIA Linear Flash Card і ATA Flash Card (Flash Disk). Linear зустрічається набагато рідше ATA flash і не сумісний з останнім. Відмінність між ними полягає в тому, що ATA Flash містить у собі схему, що дозволяє емулювати звичайний HDD, автоматично позначати зіпсовані блоки, і робити автоматичне стирання блоків.
Compact Flash (CF)
CompactFlash Інтерфейс: паралельний, 50-ти контактний, відповідає стандарту PCMCIA ATA. Стандарт розроблений компанією SanDisk у 1994 році.
Розробники формату Compact Flash поставили за мету: зберегти всі переваги карток ATA Flash, подолавши їх основний недолік - великі розміри. Конструкція карт CompactFlash забезпечує емуляцію жорсткого диска з АТА інтерфейсом. Роз'єми Compact Flash розташовані на торці карти, електрично і функціонально повторюючи призначення контактів PCMCIA. Таким чином, щоб встановити CompactFlash в слот PCMCIA достатньо найпростішого адаптера CF-PCMCIA, повторює своїми розмірами звичайну PC-Card.
Карти бувають двох типів: I і II (першого і другого типу). Карти типу II товщі карт типу I на 2мм, інших суттєвих відмінностей між цими картами немає. CF I можна використовувати в пристроях, забезпечених роз'ємами CF II і CF I. CF II можна використовувати тільки в пристроях з роз'ємами CF II (тобто CF II типу назад сумісний з CF I типу). Compact Flash II типу були розроблені тоді, коли виникла необхідність в картах великого обсягу. Зараз необхідності в картах CF II відпала, оскільки CF I наздогнали за обсягом карти CF II, так що карти другого типу поступово втрачають популярність.
"Карти [CF-прим.ред.] Можуть працювати в одному з трьох режимів: карт пам'яті PC Card, карт введення-виведення PC Card, чистого IDE (ATA). У перших двох режимах карти працюють з тими ж інтерфейсними сигналами, що і PC Card. У режимі IDE електричний інтерфейс і система команд повністю сумісні зі специфікацією ATA. Спеціально для флеш-"дисків" у систему команд ATA введена ціла група команд, що починаються із префікса CFA (CompactFlash Association), орієнтованих на специфіку запису у флеш-пам'ять . Специфіка полягає в тому, що швидше всього запис виконується в чистий (стертий) блок ("сектор диска"), а перезапис вимагає відносно тривалого стирання. (...) Додаткові команди дозволяють визначати стан секторів (чистий чи, скільки разів перезаписаний) , виконувати стирання секторів і швидкий запис в чисті сектори ". (М. Гук, "Карти SD - твердотільні носії інформації")
Карти Compact Flash підтримують два напруги: 3.3В і 5В. На відміну від карт SmartMedia, які існують у двох версіях (трьох-і п'яти-вольта), будь-яка карта CF здатна працювати з будь-яким з двох видів харчування.
16 червня 2003 була затверджена специфікація v2.0. Швидкість передачі даних згідно з новою специфікації може досягати 16MB / s, при цьому забезпечується зворотній сумісний ость - карти, випущені за специфікацією 2.0, будуть працювати в старих пристроях, але з меншою швидкістю. Виготовлені за сучасними технологіями чіпи флеш-пам'яті можуть оперувати на швидкостях 5-7 MB / s, так що теоретична межа в 16 MB / s залишає солідний запас для зростання.
Найближчим часом будуть прийняті доповнення, що дозволяють CF працювати в режимі DMA, а в 2004 році - Ultra DMA 33, що дозволить працювати картками CompactFlash зі швидкодією до 33 MB / s. Сьогодні теоретичну межу ємності для CF складає 137 GB.
Слід зауважити, що майбутнє CF цілком виразно завдяки тому, що в цьому типі карт реалізовуються давні напрацювання ATA, що успішно пройшли випробування часом на комп'ютерних жорстких дисках.
CF + IBM Microdrive:
Слід зауважити, що існує пристрій IBM Microdrive з інтерфейсом CF II. Фізично Microdrive представляє собою звичайний вінчестер (тільки дуже маленький). Перевагою IBM Microdrive є його ціна (1 МБайт обходиться в середньому в 2 рази дешевше, ніж у звичайних CF). Недоліками IBM Microdrive є високе енергоспоживання і менша, ніж у CF, надійність. З часом Microdrive починає "сипатися", і, відповідно, місткість його починає падати. Крім того, у зв'язку з підвищеним енергоспоживанням IBM Microdrive працює не з усіма пристроями, призначеними для CF II. На ринку також представлено аналогічне по функціональності IBM Microdrive пристрій Iomega Click, проте, по ряду характеристик Iomega Click поступається IBM Microdrive.
SmartMedia (SSFDC - Solid State Floppy Disk Card)
Інтерфейс: паралельний, 22-х контактний. Розроблено у 1995 році ком SmartMedia паніямі Toshiba і Samsung.
8 з 22-х контактів картки використовуються для передачі даних, інші використовуються для живлення мікросхеми, управління і несуть на собі інші допоміжні функції.
Товщина карти всього лише 0,76 мм.
SmartMedia - єдиний формат флеш-карт (з тих, які ми тут розглядаємо), що не має вбудованого контролера.
Карти SmartMedia бувають як в одному, так і на двох чіпах NAND.
Існує два різновиди SmartMedia: 5-й і 3-х вольтові (зовні відрізняються маркуванням і тим, з якого боку у карти скошений кут: у 5В SmartMedia він скошений зліва, а у 3,3 В - праворуч).
На карті є спеціальне поглиблення (у формі кружечка). Якщо в це місце приклеїти відповідної форми струмопровідний стікер, то карта буде захищена від запису.
У порівнянні з іншими картами флеш-пам'яті, в яких використовується напівпровідникова пам'ять, розміщена на друкованій платі разом з контролером і іншими компонентами, SmartMedia влаштована дуже просто. Карта збирається без пайки і, крім мікросхеми NAND-пам'яті, не містить в собі жодної іншої мікроелектроніки.
xD-Picture Card
Інтерфейс: паралельний, 22-х контактний. Анонсовано в 30 липня 2002 компаніями Fujifilm і Olympus.
За словами розробників, XD слід розшифровувати як eXtreme Digital. Теоретично ємність карт xD може досягати 8ГБ.
Повідомляється, що швидкість запису даних на xD сягатиме 3 Мбайт / с, а швидкість читання - 5 Мбайт / с.
Розміри мапи: 20 х 25 х 1,7 мм. Контакти у XD розташовані, так само як і у SmartMedia, на лицьовій частині карти. На питання користувачів, чи не буде проблем з такими контактами, представники компанії пояснюють, що з контактами такої конструкції потрібно бути дуже дбайливим і протирати їх сухою ганчірочкою в разі забруднення або попадання на них вологи (єдині карти з таким "властивістю", не рахуючи SM ). Як і SmartMedia, xD не містить контролера.
Картка розроблена в якості заміни SmartMedia і продається по порівнянній з SmartMedia ціною (можливо, через відсутність вбудованого контролера), благо чіпи для xD-Picture Card виробляються Toshiba. Теоретична межа місткості - 8GB.
MMC (MultiMedia Card)
Інтерфейс: послідовний, 7-ми контактний. Розроблено у 1997 році компаніями Hitachi, SanDisk і Siemens Semiconductors (Infineon Technologies).
Карти MMC містять 7 контактів, реально з яких використовується 6, а сьомий формально вважається зарезервованим на майбутнє. За стандартом MMC здатна працювати на частотах до 20МГц. Картка складається з пластикової оболонки та друкованої плати, на якій розташована мікросхема пам'яті, мікроконтроллер і розведені контакти.
Призначення контактів MMC:
1 контакт на передачу даних (в SPI - Data out)
1 контакт на передачу команд (у SPI - Data in)
1 години
3 на харчування (2 землі і 1 харчування)
1 зарезервований (в SPI режимі - chip select)
За протоколом MMC дані і команди можуть передаватися одночасно.
MultiMedia Card працює з напругою 2.0В - 3.6В, проте специфікацією передбачаються карти зі зниженим енергоспоживанням - Low Voltage MMC (напруга 1.6В - 3.6В). Для зовсім вже мобільних пристроїв Hitachi випускаються укорочені карти MMC завдовжки всього 18мм, замість звичайних 32-х.
Карти MMC можуть працювати в двох режимах: MMC і SPI (Serial Peripheral Interface). Режим SPI є частиною протоколу MMC і використовується для комунікації з каналом SPI, який зазвичай використовується в мікроконтролерах Motorola і інших виробників.
Стандарт SPI визначає тільки розведення, а не весь протокол передачі даних. З цієї причини в MMC SPI використовується підмножина команд протоколу MMC. Режим SPI призначений для використання в пристроях, які використовують невелику кількість карт пам'яті (зазвичай одну). З точки зору програми перевага використання режиму SPI полягає в можливості використання вже готових рішень, зменшуючи витрати на розробку до мінімуму. Недолік полягає у втраті продуктивності на SPI системах, в порівнянні з MMC.
Крім описаного нами звичайного MMC, існують ще декілька стандартів карт MMC, такі як: RS-MMC, HS-MMC, CP-SMMC, PIN-SMMC.
Затверджений MMCA (MMC Association - асоціація виробників MMC) в кінці 2002 року стандарт RS-MMC (Redused Size MMC) відрізняється від звичайної MMC тільки габаритами - карта приблизно в два рази менше звичайного MMC. Розміри карт RS-MMC - 24 x 18 x 1.4мм, вага 0,8 г.
HS-MMC - високошвидкісна (High Speed) MMC-карта у якої не 7, а 13 контактів. Розміри карти як у звичайної MMC. У режимі x8 (52Mhz) швидкість передачі даних в теорії може досягти 52MBps.
Формати CP-SMMC та PIN-SMMC ми розглянемо пізніше, у розділі SDMI-сумісні карти пам'яті.
SD Card
Інтерфейс: послідовний, 9-ти контактний. Формат розроблений компаніями Matsushita, SanDisk, Toshiba в 2000 році.
SD-Card працює з напругою 2,0 В - 3,6 В, проте специфікацією передбачаються SDLV-карти (SD Low Voltage) із зниженим енергоспоживанням (напруга 1,6 В - 3,6 В), крім того, специфікацією передбачені карти товщиною 1,4 мм ( як у MMC), без перемикача захисту від запису.
Фактично картки SD є подальшим розвитком стандарту MMC. Флеш-карти SD назад сумісні з MMC (у пристрій з роз'ємом SD можна вставити MMC, але не навпаки).
Основні відмінності від MMC:
· У порівнянні з MMC, в SD на 2 контакти більше. Обидва нові контакту використовуються як додаткові лінії передачі даних, а той контакт, який у MMC був декларовано як зарезервований, в SD використовується для передачі даних. Таким чином, у порівнянні з MMC, де дані передаються по одному-єдиному контакту, в SD дані можуть передаватися по 4-м контактам одночасно (число ліній, по яких передаються дані, може дорівнювати 1, 2 і 4, причому кількість використовуваних ліній можна динамічно змінювати). Ця особливість переводить карту з розряду карт з чисто послідовним інтерфейсом у розряд карт з послідовно-паралельним інтерфейсом.
· На відміну від MMC, SD спочатку відповідає угодам SDMI (тобто карти SD містять т.зв. механізм захисту авторських прав). Швидше за все, саме з цієї причини карти і отримали свою назву: SD-Card - SecureDigital Card. Безліч значень слова Secure знаходиться в діапазоні дієслів [охороняти, убезпечити, замикати, опановувати, досягати, брати під варту] і прикметників [спокійний, безпечний, надійний, застрахований]. Digital, мабуть, слід розуміти як цифровий, а як правильно перевести всі разом я пропоную подумати вам самим.
· На картці присутній перемикач захисту від запису - write protection switch (як на дискетах)
· MMC за специфікацією працює на частотах до 20МГц, SD на частотах до 25МГц.
· У режимі SPI карти SD працюють по протоколу SD-Card, а не за протоколом MMC.
· Долучення один додатковий внутрішній регістр, частина інших дещо відрізняються від аналогічних в MMC.
· Зазвичай картка трохи толще й важче MMC.
· За рахунок більш товстої пластикової оболонки, поліпшена стійкість карти до статичних розрядів (ESD Tolerance).
Дещо дивує відсутність прямої сумісності між цими двома видами карток (тобто те, що SD нездатна працювати по протоколу MMC). Якщо уважно розглядати специфікації обох типів карт і не звертати уваги на те, що SD може бути товщі MMC, то відсутність такої сумісності навіть дивує, оскільки реалізувати її було нескладно, та й виглядало б це дуже природно. Що наводить на думку про те, що, хоча подібну сумісність можна було реалізувати без особливих труднощів, SD навмисно розроблена не як розширення специфікації MMC, а як окремий конкуруючий стандарт.
Sony Memory Stick:
Інтерфейс: послідовний, 10-ти контактний. Розроблено у 1998 році компанією Sony.
MemoryStick Особливих технічних інновацій у MemoryStick не помітно, хіба що перемикач захисту від запису (Write Protection Switch) виконаний дійсно грамотно, та контакти добре заховали.
До недавнього часу блакитні "палички пам'яті" використовувалася виключно в цифрової фото-, аудіо-та відео-техніки фірми Sony. В даний час Sony активно просуває свій формат, і ліцензує технологію іншим виробникам.
На харчування у MemoryStick відведено 4 з 10 контактів, ще 2 контакти зарезервовані, один контакт використовується для передачі даних і команд, один для синхронізації, один для сигналізації стану шини (може знаходиться в 4-х станах), а один (sic!) для визначення того, вставлена ​​карта, чи ні. Карта працює в напівдуплексному режимі. Максимальна частота, на якій може працювати карта - 20МГц.
Зарезервовані контакти (за неперевіреними даними) використовуються у пристроях на базі інтерфейсу MemoryStick (фотокамерах для Clie [PEGA-MSB1], модулів GPS [PEGA-MSC1] і bluetooth [PEGA-MSG1]).
Існує різновид Memory Stick - Memory Stick Magic Gate (скорочено MG). Від звичайного Memory Stick, MG відрізняється лише кольором (колір картки - білий) і підтримкою механізму "захисту авторських прав" - Magic Gate (про цю технологію докладніше буде сказано в розділі "SDMI-сумісні картки пам'яті"). Завдяки підтримці цієї технології картка і отримала свою назву. Механізм захисту, реалізованої в MG, відповідає угодам SDMI.
Намагаючись наздогнати малою вагою і розмірами конкуруючих форматів (SD / MMC), в 2000 році Sony розробила ще один формат - Memory Stick Duo. Від звичайного MemoryStick, Duo відрізняється меншими розмірами та вагою. При використанні MemoryStick Duo в пристроях, призначених для звичайних MemoryStick, потрібен спеціальний адаптер. Також існує модифікація цього формату флеш-пам'яті - Memory Stick Duo MG. Картки Duo з'явилися у продажу з липня 2002 року.
На січневій виставці Consumer Electronics Show 2003 була представлена ​​карта MemoryStick Pro, розроблена Sony спільно з SanDisk. Нова модифікація карт Sony має ті ж розміри і таку ж кількість контактів, як і у звичайних MemoryStick. Однак карта не сумісна зі старими MemoryStick (в роз'ємі, призначеному для звичайних MemoryStick, картка MemoryStick Pro працювати не буде, проте зворотна підтримка реалізована - в роз'ємі для карток Pro, звичайний MemoryStick читається).
Технічно картки Pro відрізняються від звичайних MemoryStick тим, що працюють на більш високій частоті (40MHz), а дані передаються по чотирьох лініях, замість однієї. Крім того, всі картки Pro "в навантаження" підтримують MagicGate. Пропускна здатність інтерфейсу 160Mbps, або 20MB / s (4 лінії x 40 MHz), але з таким швидкодією картка довго працювати не може - на такій швидкості здатний працювати тільки внутрішній кеш, а за його заповненні картка буде працювати з пропускною здатністю 15mbps.
Зовсім недавно, 15-го серпня 2003 року з'явилася ще одна (!) Модифікації MemoryStick Pro Duo.
Накопичувачі на флеш-пам'яті з послідовним інтерфейсом USB (USB - брелоки)
Можуть підтримувати парольний захист, містити перемикач захисту від запису, можуть бути завантажувальними. Бувають з підтримкою USB 2.0.
До цих пір існують деякі проблеми з драйверами для різних ОС, так що іноді іноді доводиться тягати з собою разом із брелоком і драйвер на CD, проте поступово проблем з драйверами стає менше.
Накопичувачі інформації на базі мікросхем FLASH-пам'яті стають все більш поширеними серед інших носіїв інформації, і, нарешті, починають витісняти інші переносні носії типу дискет або CD-дисків. Багато хто використовує їх як переносні сховища важливої ​​інформації, однак, у зв'язку з постійним здешевленням конструкції FLASH-накопичувачів, якість їх виготовлення також сильно падає. Тому не дивно, що на відновлення інформації їх стали приносити все частіше.

Розглянемо як влаштований типовий USB FLASH DRIVE (далі UFD).
Як правило, він складається з друкованої плати невеликого розміру, до якої припаяний USB роз'єм. На друкованій платі зазвичай знаходяться:
1. Контролер, що забезпечує зв'язок між мікросхемою NAND FLASH пам'яті і USB інтерфейсом.
2. Власне сама FLASH-пам'ять. Вона може виглядати у вигляді однієї або декількох мікросхем FLASH-пам'яті.
3. Індикатор активності UFD.
4. Перемикач захисту від запису.
5. Обв'язки харчування контролера. У обв'язку входять деталі підтримують харчування контролера і мікросхем FLASH-пам'яті.
Контролери, що застосовуються в UFD зазвичай виготовляються кількома досить відомими фірмами, і всі інші виробники UFD їх закуповують. Таким чином, на відміну від НЖМД, UFD можуть, у принципі, проводитися в будь-якому підвалі. Проте тут варто відзначити, що для здешевлення продукції подібні «підвальні» фірми можуть застосовувати не якісну технологію пайки і дешеві або відбраковані мікросхеми FLASH-пам'яті. Відповідно якість таких виробів нижча, ніж у відомих фірм.
Для комп'ютера UFD «виглядає» також, як і НЖМД, тобто у вигляді одновимірного масиву секторів по 512 байт. У старих UFD кожен сектор мікросхеми FLASH-пам'яті відповідав одному і тому ж логічного сектору в масиві секторів, який бачила операційна система як жорсткий диск. Однак з'ясувалося, що осередки FLASH-пам'яті мають тенденцію зношуватися і досить швидко приходити в непридатність. Причому в основному в тих місцях, які часто перезаписувались. Зазвичай, це область таблиці розміщення файлів на диску. Для того, що б мікросхеми FLASH-пам'яті зношувалися рівномірно, була придумана наступна схема. У UFD ввели транслятор, тобто при послідовній запису кілька разів в один і той же логічний сектор дані стали записуватися кожен раз в іншу фізичну клітинку в мікросхемі FLASH-пам'яті. Установка відповідності логічних секторів фізичним зазвичай проводиться за допомогою спеціальної таблиці трансляції.
Це збільшує термін служби UFD, однак ускладнює відновлення інформації, оскільки доводиться збирати сектора в правильну ланцюжок без допомоги штатного контролера UFD. Крім того, в мікросхемі FLASH-пам'яті записана ще службова інформація, що відповідає за те, як буде визначатися UFD в операційній системі.
Принципи відновлення інформації з UFD.
На даний момент є два способи відновлення інформації з FLASH дисків. Перший і найпростіший спосіб - це ремонт UFD з наступним копіюванням з нього інформації. Перерахуємо найбільш часто зустрічаються несправності в UFD в порядку ймовірності їх виникнення:
1. Розломи і тріщини пайки. З'являються з - за неакуратне поводження з UFD. Вирішуються ці проблеми зазвичай пропаюванням друкованої плати UFD
2. Згоряння запобіжників у ланцюзі харчування UFD - вирішується їх заміною.
3. Згоряння стабілізатора напруги з обв'язки контролера. Вирішується також його заміною.
4. Згоряння контролера. Ця проблема вже досить складна тому що контролер зазвичай є непоширення деталлю, унікальною для даної серії UFD, і, нерідко, для відновлення інформації з UFD потрібно використовувати UFD донор - тобто такий же UFD того ж виробника.
5. Згоряння мікросхеми FLASH-пам'яті - при даній несправності відновити інформацію звичайно не можливо.
Другий метод відновлення інформації базується на зняття мікросхеми FLASH пам'яті з друкованої плати та читання її на спеціальному зовнішньому пристрої - програматорі. Цей спосіб досить універсальний і найбільш ефективний, але разом з тим і досить складний. Розглянемо основні складнощі при реалізації цього способу:
1. Не всі програматори коректно працюють з мікросхемами NAND FLASH.
2. Велика частина сучасних програматорів працює через інтерфейс RS-232 і швидкість їх роботи становить у кращому разі 115200 біт \ с, таким чином, UFD об'ємом в один гігабайт буде читатися таким програматором порядку тижні.
3. У кожного контролера свій спосіб трансляції фізичних адрес в логічні, а так як контролерів досить багато то доводиться постійно займатися дослідженням нових типів контролерів.
4. Крім широко поширеного типу корпусу TSOP 48 є менш поширені типи корпусів VSOP і BGA. Панельки для установки в програматор для них зазвичай купити неможливо, і їх необхідно виготовляти самостійно, що не так просто. Контактні головки під такі типи корпусів так само дуже дорогі.

Висновок
«Війна стандартів» на ринку флеш-карт триває вже не перший рік, і кінця їй не видно. Виробники розробляють все нові формати карт, у той час як старі досі не бажають зникати. Практично можна говорити лише про смерть застарілого досить давно стандарту SmartMedia, хоча яка ж це смерть, якщо карти продовжують випускатися (нехай і зупинившись у розвитку), виходять нові пристрої, розраховані саме на цей стандарт, та й старих на руках зберігається чимало. Однак деякі тенденції вже проглядаються. Зокрема, продовжують втрачати свою частку карти CompactFlash: ще не так давно вони (і підтримують їх,) на ринку домінували (за різними оцінками, частка формату становила близько 70-80%), у той час як зараз вони вже втратили лідируючі позиції. Новим переможцем, як багато хто і передбачали, стає SecureDigital. Ці карти менше, що спрощує їх застосування, інтерфейс простіше, конструкція надійніше, швидкості постійно зростають. Єдине, що заважає SD здобути беззастережну перемогу - орієнтація багатьох виробників техніки на свої формати. Втім, що стосується останнього, то найбільш ходові об'єми в 256-512 Мбайт виробниками вже освоєні, а широке розповсюдження карт ємкістю 1 Гбайт і більше не за горами.

Література
· Г93 Апаратні засоби IBM РС. Енциклопедія, 2-е. - СПб.: Пітер, 2001 928 с.: Іл. Автор - Михайло Гук
· А. Жаров Ж35 "Залізо IBM 2000" Москва: "МікроАрт", 352с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Реферат
112.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Матеріальні носії інформації та їх розвиток
Сучасні матеріальні носії документованої інформації
Засоби масової інформації та носії реклами
Матеріали носії інформації в CD і DVD оптичних дисках
Матеріали-носії інформації в CD і DVD оптичних дисках
Хромосоми матеріальні носії генетичної інформації Спадщини
Хромосоми - матеріальні носії генетичної інформації Спадковість і мінливість
Носії інформації їхній склад та характеристика Розробка АРМ прибуток підприємства
Матеріальні носії документа
© Усі права захищені
написати до нас