Реферат: Современный уровень развития переносной флэш-памяти и USB-брелков

Носитель информации на основе технологии флэш-памяти, созданный корпорацией Sony в октябре 1998 года. Модули памяти Memory Stick используются в видеокамерах, цифровых фотоаппаратах, персональных компьютерах, принтерах и других электронных устройствах различных фирм (преимущественно самой компании Sony). Существуютнесколькоразновидностеймодулейпамяти Memory stick, это Memory Stick, Memory Stick Pro, Memory Stick Duo, Memory Stick M2. В декабре 2006 Sony представила Memory Stick PRO-HG, высокоскоростной вариант MS PRO для использования в камерах с высоким разрешением. Все они различаются форм-фактором (размерами), однако, существуют специальные переходники для подкючения модулей одного вида в слот другого вида.

2.2.1.3 Secure Digital Memory Card (SD)

Портативная флэш-карта памяти, использующаяся вцифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. д.Разработана в 2001 году фирмой «San Disk» на основе MMC-карты. Размер 24×32x2,1 мм.Карта снабжена собственным контроллером и специальной областью, способной, в отличие от MMC, записывать информацию так, чтобы было запрещено незаконное чтение информации в соответствии с требованиями «Secure Digital Music Initiative», что и было закреплено в названии — «Secure Digital». SD использует специальный протокол записи, который недоступен обычным пользователям. В большинстве случаев SD можно заменить MMC-картой. Замена в обратном направлении обычно невозможна так как SD толще и может просто не войти в слот для MMC. Объём памяти может быть 8 МБ, 16 МБ, 32 МБ, 64 МБ, 128 МБ, 256 МБ, 512 МБ, 1 ГБ, 2 ГБ, 4 ГБ и 8ГБ.

2.2.1.4 MicroSD и MiniSD

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20×21,5×1,4 мм и самая маленькая из всех карт — MicroSD (ранее известная как TransFlash) размером 11×15x1 мм. Карты MiniSD и MicroSD имеют адаптеры, при помощи которы их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты.

2.2.1.5 xD-Picture Card

Формат карт памяти. Был представлен в четвертом квартале 2002 года ибыстро стал популярным благодаря многочисленности моделей цифровых камер Olympus, Fuji и других, использующих этот формат. На данный момент максимальный объём карт памяти xD — 2 Гб (в 2007 году обещают представить объем 4 и 8). Размеры карты xD 20 мм ? 25 мм ? 1.78 мм, вес — 2,8 г. Основное отличие от большинства карт — отсутствие контроллера на самой карте. По этой причине xD имеет маленький размер и невыскокие скоростные показатели. Основными апологетами этого стандарта являются Olympus и Fuji, применяющие эти карты в своих цифровых фотоаппаратах. Никаких примуществ перед более широко распространёнными картами Secure Digital, кроме, возможно, размера, у них нет. Стоимость xD-карт в среднем вдвое больше стоимости SD-карт одного размера.

2.2.1.6 Multimedia Card (MMC)

Портативная флэш-карта памяти, использующаяся в цифровых фотоаппаратах, мобильных телефонах и т. д. Разработана в 1997 компаниями Siemens AG и Transcend. 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 использует относительно простой открытый протокол передачи данных, поэтому, в отличие от Secure Digital, может быть использована в самодельных устройствах

2.2.1.7 RS-MMC, или Reduced Size Multimedia Card

Формат карт флэш-памяти, электрически совместимый с MMC, но меньшего размера, работающих под напряжении 3В. Так же существует DV RS-MMC или Dual-Voltage Reduced Size Multimedia Card, которые работают под напряжением 3В и 1.8В. Использование DV RS-MMC под напряжением 1.8В соответственно более экономно.

2.2.1.8 SmartMedia

Портативная флэш-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.

[http://maxflash.net/faq-karty-pamyati/ FAQ_ Карты памяти _ Maxflash.net]

3. Устройство флэш памяти

Принципиальная схема построения устройства осталась неизменной с 1995 года, когда флэшки впервые начали производиться в промышленных масштабах. Если не углубляться в детали, USB флэш-карта состоит из трех ключевых элементов: • разъем USB — хорошо знакомый каждому разъем, представляющий собой интерфейс между флэшкой и компьютерной системой, будь то система персонального компьютера, мультимедийного центра или даже автомагнитолы; • контроллер памяти — очень важный элемент цепи. Осуществляет связь памяти устройства с разъемом USB и руководит передачей данных в обе стороны; • микросхема памяти — самая дорогая и важная часть USB флэш-карты. Определяет объем хранимой на карте информации, быстроту чтения/записи данных. Что может меняться в этой схеме? Принципиально ничего, но современная индустрия предоставляет несколько вариантов такой схемы; комбинация разъемов eSATA и USB, два разъема USB.

[http://softlab.pp.ua/article/323-sovremennye-usb-flyesh-karty.htmlСовременные USB флэш-карты » Лаборатория Софта - Бесплатные программы для компьютера Windows]

1 — USB-разъём; 2 — микроконтроллер; 3 — контрольные точки; 4 — микросхема флэш-памяти; 5 — кварцевый резонатор; 6 — светодиод; 7 — переключатель «защита от записи»; 8 — место для дополнительной микросхемы памяти.

4.Принцип действия

Флэш-память хранит информацию в массиве транзисторов с плавающим затвором, называемых ячейками (англ. cell). В традиционных устройствах с одноуровневыми ячейками (англ. single-level cell, SLC), каждая из них может хранить только один бит. Некоторые новые устройства с многоуровневыми ячейками (англ. multi-level cell, MLC; triple-level cell, TLC [2]) могут хранить больше одного бита, используя разный уровень электрического заряда на плавающем затворе транзистора.

5. Типы флeш памяти

5.1 NOR

В основе этого типа флэш-памяти лежит ИЛИ-НЕ элемент (англ. NOR), потому что в транзисторе с плавающим затвором низкое напряжение на затворе обозначает единицу.

Транзистор имеет два затвора: управляющий и плавающий. Последний полностью изолирован и способен удерживать электроны до 10 лет. В ячейке имеются также сток и исток. При программировании напряжением на управляющем затворе создаётся электрическое поле и возникает туннельный эффект. Часть электронов туннелирует сквозь слой изолятора и попадает на плавающий затвор. Заряд на плавающем затворе изменяет «ширину» канала сток-исток и его проводимость, что используется при чтении.

Программирование и чтение ячеек сильно различаются в энергопотреблении: устройства флэш-памяти потребляют достаточно большой ток при записи, тогда как при чтении затраты энергии малы.

Для стирания информации на управляющий затвор подаётся высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.

В NOR-архитектуре к каждому транзистору необходимо подвести индивидуальный контакт, что увеличивает размеры схемы. Эта проблема решается с помощью NAND-архитектуры.