Флэш-память

    PC-Card Flash бывают двух типов: PCMCIA Linear Flash Card и ATA Flash Card 
(Flash Disk). Linear встречается намного реже ATA flash и не совместим с последним. Отличие между ними состоит в том, что ATA Flash содержит в себе схему, позволяющую эмулировать обычный HDD, автоматически помечать испорченные блоки, и производить автоматическое стирание блоков.

    Compact Flash (CF)

    Интерфейс: параллельный, 50-ти контактный, соответствует  стандарту PCMCIA 
ATA. Стандарт разработан компанией SanDisk в 1994 году. 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 
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). 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. Карты 
Compact Flash поддерживают два напряжения: 3.3В и 5В. В отличие от карт 
SmartMedia, которые существуют в двух версиях (трёх- и пяти- вольтовой), любая карта CF способна работать с любым из двух видов питания. 16 июня 
2003 года была утверждена спецификация v2.0. Скорость передачи данных согласно новой спецификации может достигать 16MB/s, при этом обеспечивается обратная совместим ость - карты, выпущенные по спецификации 2.0, будут работать в старых устройствах, но с меньшей скоростью. Произведенные по современным технологиям чипы флэш-памяти могут оперировать на скоростях 5-7 
MB/s, так что теоретический предел в 16 MB/s оставляет солидный запас для роста. В ближайшее время будут приняты дополнения, позволяющие CF работать в режиме DMA, а в 2004 году - Ultra DMA 33, что позволит работать картам 
CompactFlash с быстродействием до 33 MB/s. Сегодня теоретический предел емкости для CF составляет 137 GB. Следует заметить, что будущее CF вполне определенно благодаря тому, что в этом типе карт реализовываются давние наработки ATA, успешно прошедшие испытание временем на компьютерных жестких дисках.

    SmartMedia (SSFDC – Solid State Floppy Disk Card)

    Интерфейс: параллельный, 22-х контактный. Разработана  в 1995 году компаниями Toshiba и Samsung. 
8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных, остальные используются для питания микросхемы, управления и несут на себе другие вспомогательные функции. Толщина карты всего лишь 0,76мм. SmartMedia - единственный формат флэш-карт (из тех, которые мы здесь рассматриваем), не имеющий встроенного контроллера. Карты SmartMedia бывают как на одном, так и на двух чипах NAND. Существует две разновидности SmartMedia: 5-и и 3-х вольтовые (внешне отличаются маркировкой и тем, с какой стороны у карты скошен угол: у 5В SmartMedia он скошен слева, а у 3,3В - справа). На карте имеется специальное углубление (в форме кружочка). Если в это место приклеить соответствующей формы токопроводящий стикер, то карта будет защищена от записи. По сравнению с другими картами флэш-памяти, в которых используется полупроводниковая память, размещённая на печатной плате вместе с контроллером и другими компонентами, SmartMedia устроена очень просто. 
Карта собирается без пайки и, кроме микросхемы NAND-памяти, не содержит в себе никакой другой микроэлектроники.

    xD-Picture Card

    Интерфейс: параллельный, 22-х контактный. Анонсирован  в 30 июля 2002 года компаниями Fujifilm и Olympus. 
По словам разработчиков, XD следует расшифровывать как eXtreme Digital. 
Теоретически емкость карт xD может достигать 8ГБ. Сообщается, что скорость записи данных на xD будет достигать 3 Мбайт/с, а скорость чтения - 5 
Мбайт/с. Размеры карты: 20 х 25 х 1,7 мм. Контакты у XD расположены, так же как и у SmartMedia, на лицевой части карты. На вопросы пользователей, не будет ли проблем с такими контактами, представители компании объясняют, что с контактами такой конструкции нужно быть очень бережным и протирать их сухой тряпочкой в случае загрязнения или попадения на них влаги 
(единственные карты с таким "свойством", не считая SM). Как и SmartMedia, xD не содержит контроллера. Карта разработана в качестве замены SmartMedia и продается по сравнимой со SmartMedia цене (возможно, из-за отсутствия встроенного контроллера), благо чипы для xD-Picture Card производятся 
Toshiba. Теоретический предел емкости – 8GB.

    MMC (MultiMedia Card)

    Интерфейс: последовательный, 7-ми контактный. Разработана  в 1997 году компаниями Hitachi, SanDisk и Siemens Semiconductors (Infineon 
Technologies). Карты MMC содержат 7 контактов, реально из которых используется 6, а седьмой формально считается зарезервированным на будущее. 
По стандарту MMC способна работать на частотах до 20МГц. Карточка состоит из пластиковой оболочки и печатной платы, на которой расположена микросхема памяти, микроконтроллер и разведены контакты.

    Назначение  контактов MMC:

    1 контакт на передачу данных (в  SPI - Data out)

    1 контакт на передачу команд (в  SPI - Data in)

    1 часы

    3 на питание (2 земли и 1 питание)

    1 зарезервирован (в SPI режиме - chip select) 
По протоколу MMC данные и команды могут передаваться одновременно. 
MultiMedia Card работает с напряжением 2.0В - 3.6В, однако спецификацией предусматриваются карты с пониженным энергопотреблением - Low Voltage MMC 
(напряжение 1.6В - 3.6В). Для совсем уж мобильных устройств Hitachi выпускаются укороченные карты MMC длиной всего 18мм, вместо обычных 32-х. 
Карты MMC могут работать в двух режимах: MMC и SPI (Serial Peripheral 
Interface). Режим SPI является частью протокола MMC и используется для коммуникации с каналом SPI, который обычно используется в микроконтроллерах 
Motorola и других производителей. Стандарт SPI определяет только разводку, а не весь протокол передачи данных. По этой причине в MMC SPI используется подмножество команд протокола MMC. Режим SPI предназначен для использования в устройствах, которые используют небольшое количество карт памяти (обычно одну). С точки зрения приложения преимущество использования режима SPI состоит в возможности использования уже готовых решений, уменьшая затраты на разработку до минимума. Недостаток состоит в потере производительности на SPI системах, по сравнению с MMC. Кроме описанного нами обычного MMC, существуют еще несколько стандартов карт MMC, такие как: RS-MMC, HS-MMC, CP- 
SMMC, PIN-SMMC. Утвержденный MMCA (MMC Association – ассоциация производителей MMC) в конце 2002 года стандарт RS-MMC (Redused Size MMC) отличается от обычной MMC только габаритами – карта приблизительно в два раза меньше обычного MMC. Размеры карт RS-MMC - 24 x 18 x 1.4 мм, вес 0,8 г. HS -MMC – высокоскоростная (High Speed) MMC-карта у которой не 7, а 13 контактов. Размеры карты как у обычной MMC. В режиме x8 (52Mhz) скорость передачи данных в теории может достигнуть 52MBps. Форматы CP-SMMC и PIN- 
SMMC мы рассмотрим позднее, в разделе SDMI-совместимые карты памяти.

    SD Card

    Интерфейс: последовательный, 9-ти контактный. Формат разработан компаниями 
Matsushita, SanDisk, Toshiba в 2000 году. SD-Card работает с напряжением 
2,0В - 3,6В, однако спецификацией предусматриваются SDLV-карты (SD Low 
Voltage) с пониженным энергопотреблением (напряжение 1,6В - 3,6В), кроме того, спецификацией предусмотрены карты толщиной 1,4мм (как у MMC), без переключателя защиты от записи. Фактически карточки SD являются дальнейшим развитием стандарта MMC. Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в устройство с разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот). 
Основные отличия от MMC:

    . По сравнению с MMC, в SD на 2 контакта  больше. Оба новых контакта используются  как дополнительные линии 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 можно динамически изменять). Эта особенность переводит карту  из разряда карт с чисто  последовательным интерфейсом в  разряд карт с последовательно-параллельным  интерфейсом.

    . В отличие от MMC, SD изначально соответствует  соглашениям SDMI (т.е. карты SD содержат  т.н. механизм защиты авторских  прав). Скорее всего, именно по  этой причине карты и получили  свое название: SD-Card -

    SecureDigital Card. Множество значений слова  Secure находится в диапазоне глаголов [охранять, обезопасить, запирать, овладевать, достигать, брать под стражу] и  прилагательных [спокойный, безопасный, надёжный, застрахованный]. Digital, видимо, следует понимать как цифровой, а как правильно перевести  всё вместе я предлагаю подумать  вам самим.

    . На карточке присутствует переключатель  защиты от записи - write protection switch (как  на дискетах)

    . MMC по спецификации работает на  частотах до 20МГц, SD на частотах  до

    25МГц.

    . В режиме SPI карты SD работают по  протоколу SD-Card, а не по протоколу

    MMC.

    . Добавлен один дополнительный  внутренний регистр, часть остальных  несколько отличаются от аналогичных  в MMC.

    . Обычно карточка несколько толще  и тяжелее MMC.

    . За счёт более толстой пластиковой  оболочки, улучшена стойкость карты  к статическим разрядам (ESD Tolerance). 
Несколько удивляет отсутствие прямой совместимости между этими двумя видами карт (т.е. то, что SD неспособна работать по протоколу MMC). Если внимательно рассматривать спецификации обоих типов карт и не обращать внимания на то, что SD может быть толще MMC, то отсутствие такой совместимости даже удивляет, поскольку реализовать её было несложно, да и выглядело бы это очень естественно. Что наводит на мысль о том, что, хотя подобную совместимость можно было реализовать без особых трудностей, SD намеренно разработана не как расширение спецификации MMC, а как отдельный конкурирующий стандарт. 
Sony Memory Stick: 
Интерфейс: последовательный, 10-ти контактный. Разработана в 1998 году компанией Sony. Особенных технических инноваций в MemoryStick не заметно, разве что переключатель защиты от записи (Write Protection Switch) выполнен действительно грамотно, да контакты хорошо упрятали. До недавнего времени голубые "палочки памяти" использовалась исключительно в цифровой фото-, аудио- и видео- технике фирмы Sony. В настоящее время Sony активно продвигает свой формат, и лицензирует технологию другим производителям. 
На питание у MemoryStick отведено 4 из 10 контактов, еще 2 контакта зарезервированы, один контакт используется для передачи данных и команд, один для синхронизации, один для сигнализации состояния шины (может находится в 4-х состояниях), а один (sic!) для определения того, вставлена карта, или нет. Карта работает в полудуплексном режиме. Максимальная частота, на которой может работать карта - 20МГц. Зарезервированные контакты (по непроверенным данным) используются в устройствах на базе интерфейса MemoryStick (фотокамерах для Clie [PEGA-MSB1], модулей GPS [PEGA- 
MSC1]и bluetooth [PEGA-MSG1]). Существует разновидность Memory Stick - 
Memory Stick Magic Gate (сокращенно MG). От обычного Memory Stick, MG отличается лишь цветом (цвет карточки - белый) и поддержкой механизма 
"защиты авторских прав" - Magic Gate (об этой технологии подробнее будет сказано в разделе “SDMI-совместимые карты памяти”). Благодаря поддержке этой технологии карточка и получила свое название. Механизм защиты, реализованной в MG, соответствует соглашениям SDMI. Пытаясь угнаться за малым весом и размерами конкурирующих форматов (SD/MMC), в 2000 году Sony разработала ещё один формат - Memory Stick Duo. От обычного MemoryStick, 
Duo отличается меньшими размерами и весом. При использовании MemoryStick 
Duo в устройствах, предназначенных для обычных MemoryStick, требуется специальный адаптер. Также существует модификация этого формата флэш-памяти 
- Memory Stick Duo MG. Карточки Duo появились в продаже с июля 2002 года. 
На январской выставке Consumer Electronics Show 2003 была представлена карта MemoryStick Pro, разработанная Sony совместно с SanDisk. Новая модификация карт Sony имеет те же размеры и такое же количество контактов, как и у обычных MemoryStick. Однако карта не совместима со старыми 
MemoryStick (в разъеме, предназначенном для обычных MemoryStick, карточка 
MemoryStick Pro работать не будет, однако обратная поддержка реализована – в разъеме для карточек Pro, обычный MemoryStick читается). 
Технически карточки Pro отличаются от обычных MemoryStick тем, что работают на более высокой частоте (40MHz), а данные передаются по четырем линиям, вместо одной. Кроме того, все карточки Pro “в нагрузку” поддерживают 
MagicGate. Пропускная способность интерфейса 160Mbps, или 20MB/s (4 линии x 
40 MHz), 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 15mbps.

    Вывод

    «Война  стандартов» на рынке флэш-карт продолжается уже не первый год, и конца ей не видно. Производители разрабатывают  все новые форматы карт, в то время как старые до сих не желают исчезать. Практически можно говорить лишь о смерти устаревшего достаточно давно стандарта SmartMedia, хотя какая  ж это смерть, если карты продолжают выпускаться (пусть и остановившись  в развитии), выходят новые устройства, рассчитанные именно на этот стандарт, да и старых на руках сохраняется  немало. Однако некоторые тенденции  уже просматриваются. В частности, продолжают терять свою долю карты CompactFlash: еще не так давно они (и поддерживающие их устройства) на рынке доминировали (по разным оценкам, доля формата составляла порядка 
70-80%), в то время как сейчас они уже потеряли лидирующие позиции. Новым победителем, как многие и предсказывали, становится SecureDigital. Эти карты меньше, что упрощает их применение, интерфейс проще, конструкция надежней, скорости постоянно растут. Единственное, что мешает SD одержать безоговорочную победу — ориентация многих производителей техники на свои форматы. Впрочем, что касается последнего, то наиболее ходовые объемы в 256- 
512 Мбайт производителями уже освоены, а широкое распространение карт емкостью 1 Гбайт и больше не за горами. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Литература:

    . Г93 Аппаратные средства IBM РС. Энциклопедия, 2-е. – СПб.: Питер, 2001

    928 с.: ил. Автор – Михаил Гук

    . А. Жаров Ж35 "Железо IBM 2000" Москва: "МикроАрт", 352с.

    Internet:

    1) http://www.ixbt.com/storage.shtml

    2) http://www.itc.ua/

    3) http://www.ak-cent.ru/?parent_id=9842