正文

闪存卡小知识2005-10-24 09:57:00

【评论】 【打印】 【字体: 】 本文链接:http://blog.pfan.cn/niao0311/6298.html

分享到:

CF(CompactFlash)卡基本知识
Compact Flash的诞生比较早,由最大的Flash Memory卡厂商之一美国SanDisk于1994年首次推出。当时CompactFlash卡可以说是最小的移动微存贮器:大小仅为43mm x 36mm x 3.3mm,体积只有PCMCIA卡的1/4,看起来就像是PCMCIA卡的缩小版。实际上,CompactFlash提供了完整的PCMCIA-ATA功能而且通过ATA/ATAPI-4兼容TrueIDE。和68针接口的PCMCIA卡不同,同样遵从ATA协议的CompactFlash的接口只有50针。

为了推动CompactFlash标准的设立和应用,1995年10月,主要的生产厂商成立了CompactFlash协会(CompactFlash Association简称CFA),这个非赢利性的组织成员包括3COM,Canon,Eastman Kodak Company,Hewlett-Packard,Hitachi,IBM,Matsushita (Panasonic),Motorola,SanDisk,Seiko Epson等巨头,可谓阵容鼎盛,而CompactFlash的发展也确实不错,目前有相当多的产品支持。

虽然最初CF卡是采用Flash Memory的存贮卡,但随着CF卡的发展,各种采用CF卡规格的非Flash Memory卡也开始出现(诸如Modem什么的),CFA后来又发展出了CF+的规格,使CF卡的范围扩展到非Flash Memory的其它领域,包括其它I/O设备和磁盘存贮器,以及一个更新物理规格的Type II规格(IBM的Microdrive就是Type II的CF卡),Type II和原来的Type I相比不同之处在于Type II厚5mm。

  CompactFlash卡同时支持3.3伏和5伏的电压,任何一张CompactFlash卡都可以在这两种电压下工作,这使得它具有广阔的使用范围。CompactFlash存贮卡的兼容性还表现在它把Flash Memory存贮模块与控制器结合在一起,这样使用CompactFlash卡的外部设备就可以做得比较简单,而且不同的CompactFlash卡都可以用单一的机构来读写,不用担心兼容性问题,特别是CompactFlash卡升级换代时也可以保证旧设备的兼容性。

CompactFlash卡有相当多的平台支持,包括DOS,Windows 3.x,Windows 95,Windows 98,Windows CE,OS/2,Apple System 7,Linux和许多种UNIX都能够支持。

 由于推出比较早,所以CF卡在容量上发展得也比较快,容量可以高达320MB。目前SanDisk已经推出了192MB的CF卡,而Type II型的CF卡容量更达到了300MB。虽然在容量上比其他Flash Memory存贮卡领先,而且目前市场占有率不错,但由于在版权保护方面极为不足,加上体积还是比较大,所以CompactFlash以后的市场表现将会难于预料。


SM(Smart Media)卡基本知识

  SmartMedia是由东芝公司Toshiba America Electronic Components(TAEC)在1995年11月发布的Flash Memory存贮卡,三星公司Samsung Electronic Co.在1996年购买了生产和销售许可,这两家公司成为主要的SmartMedia厂商。

为了推动SmartMedia成为工业标准,1996年4月成立了SSFDC论坛(SSFDC即Solid State Floppy Disk Card,实际上最开始时SmartMedia被称为SSFDC,1996年6月改名为SmartMedia,并成为东芝的注册商标)。SSFDC论坛有超过150个成员,同样包括不少大厂商,除了Toshiba和Samsung,还有像Sony、Sharp、JVC、Philips、NEC、SanDisk这样的厂商,而且还有相当多的著名的相机厂商。SmartMedia卡也是市场上常见的微存贮卡,一度在MP3播放器上非常的流行。

SmartMedia采用了东芝大力鼓吹的NAND型Flash Memory,因此体积做得很小:45mm x 37mm x 0.76mm,非常的薄,仅重1.8克。NAND型Flash Memory的功劳还使得SmartMedia具有比较高的擦写性能,成为除了薄以外的另一个特点。
SmartMedia为了节省自身的成本,存贮卡上只有Flash Memory模块和接口,而并没有包括控制芯片,所以使用SmartMedia的设备必须自己装置控制机构。但这却带来了令人头疼的兼容性问题:由于各家的控制不尽相同,所以存在着格式互不兼容的现象,如一张SmartMedia在某个MP3播放器上用了,往往就不能直接在数码相机上使用。另外旧的设备是根据以前的SmartMedia规范来设计的,所以当SmartMedia推出新的升级产品时,规范往往会改变,以前的设备很多就无法使用。例如推出新容量SmartMedia时,页/块大小和其它一些东西都改变了,结果新容量的SmartMedia无法在很多旧的设备上使用,造成不少浪费。

接口方面,SmartMedia采用了22针的接口,我们在卡上看到的是遍平的金手指。
SmartMedia使用了物理格式和逻辑格式,其中物理格式确保不同设备模型之间的兼容性,是系统和控制厂商所必须遵从的。物理格式基于ATA和DOS文件的FAT标准,以使得不同的系统间交换数据容易一些,但物理格式的配置会在页面大小上有所不同,这取决于内存的类型和存贮卡的容量。至于逻辑格式则采用了DOS-FAT格式,就是柱面磁头扇区参数、主扇区和分区那套东西啦。对于所有的SmartMedia产品来说,物理和逻辑格式在付运的时候就已经做好了。

SmartMedia也具有3.3伏和5伏两种工作电压,但不可以同时支持两种电压。有些设备采用3.3伏,有些采用5伏,也有些两种都支持。SmartMedia目前的容量已经发展到64MB,并在向128MB进军 。

为了适应版权保护的需要,东芝和三星又发展出了ID SmartMedia,新的ID SmartMedia将会有一个唯一的ID,这个ID遵从SDMI的要求(SDMI即Secure Digital Music Initiative,这是一个1998年12月成立的倡导数字音乐版权保护的组织,由相关厂商和唱片业巨头组成,已经发布了一系列指引规范,大家可自行参考相关资料)。当用于版权保护时,这个ID用于生成密钥加密存贮于此的音乐,播放时用这个密钥解出来,而当拷贝时,只能拷贝加过密的信息,而密钥是无法拷贝的,从而达到了保护的目的。ID SmartMedia将把以前的"电压|容量"标志改为"ID|容量"标志,如"ID|64MB"取代以前的"3.3V|64MB"。SmartMedia这种Unique ID技术并不能很好的满足高等级的版权保护要求,是SmartMedia今后发展的一个困扰问题。


MC(MultiMediaCard)卡基本知识

  MMC即MultiMediaCard,由西门子公司Siemens(现在称为Infineon)和首推CF的SanDisk于1997年推出。1998年1月十四家公司联合成立了MMC协会(MultiMediaCard Association简称MMCA),现在已经有超过84个成员,其中更包括了Nokia、Ericsson、Motorola等手机巨头。
  MMC的发展目标主要是针对数码影像、音乐、手机、PDA、电子书、玩具等产品,号称是目前世界上最小的Flash Memory存贮卡,尺寸只有32mm x 24mm x 1.4mm。虽然比SmartMedia厚,但整体体积却比SmartMedia小,而且也比SmartMedia轻,只有1.5克。

和CompactFlash一样,MMC也是把存贮单元和控制器一同做到了卡上,智能的控制器使得MMC保证兼容性和灵活性。实际上MMC是前后兼容的,而且能保证以后出现的新规格的产品。

MMC存贮卡可以分为MMC和SPI两种工作模式,MMC模式是标准的默认模式,具有MMC的全部特性。而SPI模式则是MMC存贮卡可选的第二种模式,这个模式是MMC协议的一个子集,主要用于只需要小数量的卡(通常是1个)和低数据传输率(和MMC协议相比)的系统,这个模式可以把设计花费减到最小,但性能就不如MMC。

MMC被设计作为一种低成本的数据平台和通讯介质,它的接口设计非常简单:只有7针!接口成本低于0.5美元,相比之下SmartMedia和Memory Stick的接口成本都要高于1美元。在接口中,电源供应是3针,而数据操作只用3针的串行总线就搞定了(SPI模式再加上1针用于选择芯片),真是简单得不能再简单了。低成本的串行总线时钟频率可达20MHz,而且可以取址多达30张MMC卡。

MMC的操作电压为2.7伏到3.6伏,写/读电流只有27mA和23mA,功耗很低。它的读写模式包括流式、多块和单块。最小的数据传送是以块为单位的,缺省的块大小为512bytes。
MMC规范实际上同样不仅仅是为Flash Memory准备的,还包含了包括I/O卡在内的其他类型卡,不过目前好象还没有见到相关的产品。

MMC的文件格式定义并不包括在系统规范内,不过为了提高资料的交换性,还是定义了三种基本的文件系统,其中除了不带分区的DOS-FAT文件系统和类似硬盘带分区的文件系统外,开发者还可以定义自己独特的文件系统。这些定义使得MMC同样具有广泛的操作平台支持性。

MMC存贮卡目前在容量发展上和SmartMedia和Memory Stick差不多,SanDisk已经有64MB的产品。我们可以见到目前很多台湾和大陆的MP3播放器在使用MMC存贮卡。

至于在版权保护上,MMC和SmartMedia一样采用了Unique ID技术,当然这也是不够的。有鉴于此,Hitachi,Infineon(Siemens),Sanyo和Fujitsu在今年联合推出了Secure MMC。这种新的MMC采用了Hitachi的SuperH RISC微处理器内核,能高速执行与安全相关的操作(如加密解密等),具有很强的版权保护功能。这种卡配合应用Hitachi、Sanyo和Fujitsu开发的UDAC-MB(universal distribution with access control-media base)版权保护技术,可以用于提供基于移动电话的音乐发行服务。Secure MMC是相上兼容的,可以插入MMC插槽中使用。目前几个厂商打算推进MMCA接纳这种新的Secure MMC,并把UDAC-MB提交到SDMI。


SD(Secure Digital Card)卡基本知识

  SD卡可以说是相当新的产品,SD的意思是Secure Digital。这个产品由松下电器Matsushita Electric Industrial Co., Ltd、东芝Toshiba Corp.和SanDisk联合推出,1999年8月才首次发布。这三个巨头在 SD卡上的合作被称为是3C(COMPUTER、COMMUNICATION、CONSUMER ELECTRONICS)完美的联盟。

  几个巨头于2000年2月1日发起成立了SD协会(Secure Digital Association简称SDA),短短的时间内,成员公司已经超过90个,阵容强大,其中包括Hewlett-Packard,IBM,Microsoft,Motorola,NEC、Samsung Electronics,Toyota Motor等巨头。与Sony在Memory Stick上签定不公开协议的许可形式不同,SDA是开放式的,缴纳1500美元就可以成为一般会员,缴纳4000美元可以成为执行会员。但在SD标准使用上却并不免费,要使用SD存贮卡标准,SDA会员每年需缴纳1000美元的版税,非SDA会员需2000美元。而实际上无论是制造设备还是存贮卡,都必须另付其它的相关版税。另外SD存贮卡的详细规范并没有公开,只有SDA会员或签定了保密协议才能获得。

  SD卡数据传送和物理规范由MMC发展而来,大小和MMC差不多,尺寸为32mm x 24mm x 2.1mm。长宽和MMC一样,只是厚了0.7mm,以容纳更大容量的存贮单元。

SD卡与MMC卡保持着向上兼容,也就是说,MMC可以被新的SD设备存取,兼容性则取决于应用软件,但SD卡却不可以被MMC设备存取。(SD卡外型采用了与MMC厚度一样的导轨式设计,以使SD设备可以适合MMC)

SD接口除了保留MMC的7针外,还在两边加多了2针,作为数据线。至于在存贮单元方面,当然也是采用了东芝大力倡导的NAND型Flash Memory,基本上和SmartMedia的一样,所以性能也不俗,平均数据传输率能达到2MB/s,不久更将提高到10MB/s。也许是被SmartMedia不兼容性弄怕了,这次SD把控制器集成到了卡里,希望在推出新规格的SD卡时,不会再有不兼容的情况发生了。另外SD和Memory Stick一样,也带了物理写保护开关。

SD规范当然也并不仅仅限于Flash Memory卡,I/O的标准规范正在制订中。SD阵营正在计划推出包括蓝牙和GPS在内的多款产品。


Memory Stick记忆棒基本知识

  Memory Stick被很多人称为香口胶存贮卡,因为其尺寸确实像一条香口胶:50mm x 21.5mm x 0.28mm,重4克。采用精致醒目的蓝色外壳(新的MG为白色),并具有写保护开关。 Memory Stick由Sony在日本的工厂生产,但存贮单元模块却并不是由Sony自己生产的,而是由第三方厂商提供,不过Sony拒绝透露是哪一家(也许就是签了Memory Stick授权协议的TI)。

和很多Flash Memory存贮卡不同,Memory Stick规范是非公开的,没有什么标准化组织(Sony认为没有必要进行行业标准化)。这个香口胶采用了Sony自己的外型、协议、物理格式和版权保护技术,要使用它的规范就必须和Sony谈判签定许可。目前所知道的是Memory Stick也包括了控制器在内,采用10针接口,数据总线为串行,最高频率可达20MHz,电压为2.7伏到3.6伏,电流平均为45mA。可以看出这个规格和差不多同一时间出现的MMC颇为相似。

Sony强调其带独立针槽的接口易于从插槽中插入或抽出,不轻易损坏;而且绝不会互相接触,大大减低针与针接触而发生的误差,令资料传送更为可靠;比起插针式存贮卡也更容易清洁。目前Memory Stick的容量已达128MB。
虽然不是完全开放的技术,但在Sony的推动下,授权使用商也相当的多,目前已有包括Intel、General Motors、Hitachi、TI在内的超过46家公司签定授权。

为了适应版权保护的需求,1999年12月Sony又推出了新的MagicGate Memory Stick,主要的变化在于加入了称为MagicGate的版权保护技术。MagicGate是Sony独有的版权保护技术,遵从SDMI的标准。Sony同时还提供了称为OpenMG的版权保护技术以管理和控制从CD、Internet或其它地方下载到PC上的数字音乐。和Sony的一贯作风一致,这些技术并没有公开。新的MagicGate Memory Stick与Memory Stick的兼容,外壳变成了白色,并在反面加多一个突出的点以示区别。

阅读(2463) | 评论(0)


版权声明:编程爱好者网站为此博客服务提供商,如本文牵涉到版权问题,编程爱好者网站不承担相关责任,如有版权问题请直接与本文作者联系解决。谢谢!

评论

暂无评论
您需要登录后才能评论,请 登录 或者 注册