Распространенные стандарты флэш-карт

Распространенные стандарты флэш-карт
ATA-FLASH или PC-CARD (PCMCIA-Personal computer memory card international
association)
Интерфейс карт - параллельный.
Исторически первый накопитель на флэш-памяти. Эти накопители
изготавливаются в виде стандартных карт PC Card. Карта имеет
встроенный АТА контроллер. Благодаря чему карта при работе
эмулирует обычный жесткий диск. Существует три типа PC-CARD ATA (I, II, III). Все они
отличаются толщиной (3,3 5,0 и 10,5 мм соответственно). Все типы обратно совместимы
между собой - в более толстом разъеме всегда можно использовать более тонкую карту,
так как толщина разъемов у всех типов одинакова - 3,3 мм. Наибольшее применение
получили карты ATA-flash Type I. Карты работают при напряжении 3,3В и 5В. PC-Card
бывают объемом до 2GB. Вследствие больших своих рамеров флэш-память этого
стандарта не получила широкого применения. В настоящее время практически не
используется.
COMPACT FLASH (CF)
Интерфейс: параллельный, 50-ти контактный
Карты CF были предложены компанией SanDisk в качестве более
компактной и удобной в работе альтернативы картам ATA Flash и
впервые появились в 1994 г. Все CF-карты имеют 50-контактный
параллельный интерфейс. Разработчики формата Compact Flash
достигли всех преимуществ карт ATA Flash, преодолев их
основной недостаток - большие размеры. Конструкция карт
CompactFlash обеспечивает эмуляцию жёсткого диска с АТА интерфейсом. Разъёмы
карты электрически и функционально повторяют назначение контактов PCMCIA. Таким
образом, чтобы установить CompactFlash в слот PCMCIA достаточно простейшего
адаптера CF-PCMCIA, повторяющего своими размерами обычную PC-Card.
Карты Compact Flash могут работать при двух напряжениях: 3.3В и 5В.
Существуют карты CF двух типов: Type I и Type II. Карты Type II толще карт Type I на 2
мм, 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). Карты Type
II были разработаны тогда, когда появилась необходимость в картах больших объемах. В
настоящее время карты Type II потеряли популярность, так как CF I догнали по объему
памяти карты CF II.
В июне 2003 года была утверждена спецификация v2.0. Скорость передачи данных
согласно новой спецификации может достигать 16MB/s, при этом обеспечивается
обратная совместимость - карты, выпущенные по спецификации 2.0, будут работать в
старых устройствах, но с меньшей скоростью.
SMARTMEDIA (SSFDC - Solid State Floppy Disk Card)
Интерфейс: параллельный, 22-х контактный
Стандарт Smart-media был предложен в 1995 г. компаниями Toshiba и
Samsung, разработавшими флэш-карты чрезвычайно простой
конструкции. В картах SM нет встроенного контроллера интерфейса.
Карта собирается без пайки и, кроме микросхемы NAND-памяти, не
содержит в себе никакой другой микроэлектроники. Карты
SmartMedia бывают как на одном, так и на двух чипах NANDпамяти.
Толщина карты всего лишь 0,76мм.
8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных,
остальные используются для питания микросхем, управления и несут на себе другие
вспомогательные функции.
Существует два типа SmartMedia: 3-х и 5-и вольтовые (отличаются маркировкой и тем, с
какой стороны у карты скошен угол - у 3В он скошен справа, а у 5В скошен слева).
xD-Picture Card (eXtreme Digital Picture Card)
Интерфейс: параллельный, 22-х контактный.
Был анонсирован в июле 2002 года компаниями Fujifilm и Olympus и
призван заменить стандарт SmartMedia.
Cкорость записи данных на xD может достигать 3 Мбайт/с, а скорость
чтения - 5 Мбайт/с. Теоретический предел емкости xD-карт равен 8
Гбайт
Размер карты 20х25х 1,7 мм.
К конструктивным особенностям xD-карт следует отнести отсутствие встроенного
контроллера - в этом они повторяют стандарт SmartMedia.
Карта разработана в качестве замены SmartMedia и продается по сравнимой со SmartMedia
цене.
MMC (MultiMedia Card)
Интерфейс: последовательный, 7-ми контактный
Стандарт был разработан в 1997 году совместными усилиями
компаний Hitachi, SanDisk и Siemens Semiconductors.
Карты MMC содержат 7 контактов, из которых используется 6, а
седьмой был зарезервированным на будущее. По стандарту MMC способна работать на
частотах до 20МГц. Карта содержит в себе микроконтроллер.
Назначение контактов MMC:
1 контакт на передачу данных
1 контакт на передачу команд
1 часы
3 на питание (2 земли и 1 питание)
1 зарезервирован
По протоколу MMC данные и команды могут передаваться одновременно.
Рабочее напряжение MultiMedia Card: 2.0В - 3.6В, однако спецификацией
предусматриваются карты с пониженным энергопотреблением - Low Voltage MMC
(рабочее напряжение 1.6В - 3.6В).
Ассоциация MMCA (MMC Association - ассоциация производителей
MMC) утвердила в конце 2002 года стандарт RS-MMC (Redused Size
MMC). RS-MMC отличается от обычной MMC только габаритами - карта
почти в два раза меньше обычной MMC. Размеры карт RS-MMC - 24 x 18
x 1.4 мм, вес 0,8 г. Данные флэш-карты ориентированы на
использование, прежде всего, в мобильных телефонах и
коммуникаторах. Вместе с тем, применение специального механического
переходника (как правило входящего в комплект карты памяти RSMMC) позволяет считывать носители RS-MMC и в стандартных MMCслотах.
Карты RS-MMC работает при том же напряжении, что и карты ММС - 3.3В-3.6В.
В 2004 г. стандарт ММС получил новое развитие. Ассоциация MMCA утвердила новую
спецификацию для флэш-карт MMC и RS-MMC - MMCPlus (MMC 4.0) и mobileMMC
(Dual-Voltage Reduced-Sized MMC) соотвтетственно. В новых картах реализована
расширенная шина, что позволило увеличить производительность при той же тактовой
частоте, как вследствие выросли скорости записи и считывания. Таким образом карты
ММС стали более пригодны для хранения контента, требующего больших скоростей
считывания. И, наконец, карты памяти mobileMMC стали поддерживать два режима
напряжения - 1,8 В и 3,3 В. Последнее обстоятельство немаловажно, поскольку более
низкое рабочее напряжение требует меньших затрат энергии, что продлевает срок службы
батареи. Это позволяет увеличить время работы портативных устройств.
SD CARD (SecureDigital Card)
Интерфейс: последовательно-параллельный, 9-ти контактный.
Стандарт был разработан в 2000 г. компаниями Matsushita,
SanDisk и Toshiba.
SD - это фактически дальнейшее развитие стандарта MMC.
Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в устройство с
разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот).
Основные отличия от ММС
SD имеет на 2 контакта больше. Оба контакта используются как дополнительные
линии для передачи данных, а тот контакт, который в MMC был декларирован как
зарезервированный, в SD используется для передачи данных. Таким образом, по
сравнению с MMC, где данные передаются по одному-единственному контакту, в
SD данные могут передаваться по 4-м контактам одновременно (число линий, по
которым передаются данные, может быть равно 1, 2 и 4, причём количество
используемых линий может динамически изменяться). Это свойство переводит
карту из разряда карт с чисто последовательным интерфейсом в разряд карт с
последовательно-параллельным интерфейсом.
SD соответствует соглашениям SDMI (карты SD содержат механизм защиты авторских
прав). Именно по этой причине карты и получили свое название: SD-Card SecureDigital Card.
Карты SD традиционно оснащаются переключателем для защиты их содержимого от
записи, однако стандарт также предусматривает модификацию SD-карт без такого
переключателя
SD может работать на частотах до 25МГц.
Добавлен один дополнительный внутренний регистр, часть остальных несколько
отличаются от аналогичных в MMC.
Как правило, карточка несколько толще и тяжелее MMC.
За счет более толстой пластиковой оболочки улучшена стойкость карты к статическим
разрядам.
Mini SD
Современные портативные устройства требуют меньших размеров флэшкарт. Этот тип карт был принят ассоциацией SD Association в качестве
расширения стандарта обычных SD-карт. Карты размером 21.5 x 20 x 1.4
имеют 11 контактов, против 9 у SD. Поскольку 2 контакта
зарезирвированы на будущее в картах памяти miniSD реализована полная
совместимость с существующими SD-картами как на программном, так и на аппаратном
уровне. Для обеспечения работы карты в устройствах, оснащенных обычным SD-слотом
предусмотрен адаптер.
Micro SD (Trans-Flash)
Поскольку усовершенствованные и более компактные
мобильные устройства находят широкое применение, растет
спрос на карты памяти меньших размеров, с более высокой
емкостью и улучшенной производительностью. MicroSD Самая
маленькая на
сегодняшний день карта памяти с высокой производительностью. Размер карты microSD в
два раза меньше SIM карт мобильных телефонов: 15 x 11 x 1 мм. Скорость передачи
данных флэш-карты microSD составляет до 10 МБ/с, карты microSD превосходно
подходят для последнего поколения мобильных телефонов, в которых предусмотрен слот
для таких карт памяти. При помощи поставляемого в комплекте адаптера, достигается
совместимость со всеми устройствами, имеющими разъем для карт SD.
MEMORY STICK
Интерфейс: последовательный, 10-ти контактный.
Формат разработан в 1998 году компанией Sony.
Флэш-карты этого типа оборудованы переключателем для защиты
от записи и 10-контактным последовательным интерфейсом,
работающим на частоте до 20 МГц. Соответственно теоретически максимальная скорость
передачи данных для них составляет 20 Мбит/с. На питание у MemoryStick отведено 4 из
10 контактов, еще 2 контакта были зарезервированы на будущее, один контакт
использовался для передачи данных и команд, один для синхронизации, один для
сигнализации состояния шины (может находится в 4-х состояниях), а один для
определения того, вставлена карта, или нет.
Существует разновидность Memory Stick - Memory Stick Magic Gate (сокращенно MG).
MG отличается поддержкой механизма "защиты авторских прав" - Magic Gate. Благодаря
поддержке этой технологии карточка и получила свое название. Механизм защиты,
реализованной в MG, соответствует соглашениям SDMI.
В 2002 году в продаже появился ещё один формат - Memory Stick Duo. От обычного
MemoryStick, Duo отличается меньшими размерами. При использовании MemoryStick Duo
со специальным адаптером достигается совместимость с устройствами, предназначенных
для обычных MemoryStick. Также существует модификация Memory Stick Duo MG.
В 2003 была разработана совместно с SanDisk серия PRO. Соответственно карты памяти
получили названия MemoryStick Pro и MemoryStick Pro DUO. Новая серия карт Sony
имеет те же размеры и такое же количество контактов, как и у обычных MemoryStick.
Однако, карты Pro не совместимы с обычной серией. Реализована лишь обратная
совместимость (в разъемах для карточек PRO обычные MemoryStick читаеются, а вот в
разъемах предназначенных для обычных MemoryStick, карты серии PRO работать не
будут).
Карты серии PRO работают при более высокой частоте (40MHz), а данные передаются по
четырем линиям, вместо одной. MemoryStick PRO предусматривает также 10-контактный
интерфейс, но здесь возможны два режима передачи данных - последовательный и 4-бит
параллельный. В первом случае пропускная способность внешнего интерфейса карты
(максимальная скорость чтения) может, как в стандарте MemoryStick, теоретически
достигать 20 Мбит/с, во втором - 160 Мбит/с (или 20 Мбайт/с), однако с таким
быстродействием карточка долго работать не может - на такой скорости способен
работать только внутренний кэш, а по его заполнении карточка будет работать с
пропускной способностью 15 Мбит/с. И наконец, все карточки Pro стали поддерживать
MagicGate.