Регистрация Вход
Энциклопедия /Техника / Как работают Flash(флеш) карты. Их устройство, принципы работы.

ТехникаАнатомияЗдоровьеОбществоПриродаКосмосИнтернетЕда и напиткиСексМодаПсихологияЛюбовьИстории

Вы можете написать и разместить на портале статью.

Убедительно просим не присылать статьи из интернета - их можно найти поисковыми машинами. Напишите свою, интересную и уникальную статью. Сфотографируйте и опишите лабораторную работу по физике, или химии, пришлите фотографии Вашей самоделки....
шлите статьи на адрес we@guru.ua

Как работают Flash(флеш) карты. Их устройство, принципы работы.

Электронная память бывает разных размеров и предназначена для разных целей. Флэш карта - это носитель информации, который обеспечивает долговременное хранение данных большого объема в цифровых видеокамерах и видеоприставках. Флэш-карты считаются полноценными электронными устройствами хранения данных.

Вот 5 видов существующих флэш-карт:

  • Компьютерный чип BIOS
  • CompactFlash (как правило используется в цифровых видеокамерах)
  • SmartMedia (как правило используется в цифровых видеокамерах)
  • Карта памяти Memory Stick (как правило используется в цифровых видеокамерах)
  • Карты памяти PCMCIA Type I и Type II ( используется как диск SSD в ноутбуках)
  • Карты памяти для видеоприставок.

В данной статье, мы расскажем про работу флэш-карт, про их разновидность и про устройства, в которых они применяются. Основные характеристики флэш-карт Карта памяти является разновидностью чипа EEPROM. Она представляет собой сеть столбцов и колонок с ячейками, в области пересечений которых находятся 2 транзистора.

Эти 2 транзистора отделены друг от друга тонким оксидным слоем. По сути, Флэш-карта представляет собой транзистор с двумя изолированными затворами: управляющим (control) и плавающим (floating). Важной особенностью последнего является способность удерживать электроны, то есть заряд. Некоторые из электронов, благодаря наличию большей энергии, преодолевают слой изолятора и попадают на плавающий затвор. На нем они могут храниться в течение нескольких лет. Определенный диапазон количества электронов (заряда) на плавающем затворе соответствует логической единице, а все, что больше его, — нулю. Чтобы изменить заряд с единицы на ноль, используют процесс туннелирования по Фаулеру-Нордхайму.


к содержанию

Карта памяти: запись и удаление информации

Для стирания информации на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение (обычно 10-13 вольт), и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток.

Из-за такого заряда транзистор плавающего крана напоминает действие электронной пушки. Заряженные электроны проходят через тонкий оксидный слой, отдавая ему свой отрицательный заряд. Эти отрицательно заряженные электроны выступают барьером для плавающего и управляющего затворов. Так называемый датчик ячеек регулирует уровень заряда, проходящего через плавающий затвор. Если этот поток больше 50 % заряда, диапазон количества электронов соответствует логической единице. В противном случае диапазон меняется на 0. На чипе EEPROM открыты все затворы, поэтому диапазон заряда равен единице.

Заряд электронов в ячейке карты памяти можно привести к норме («1»), если применить электрическое поле, т.е. высокое напряжение. Для создания электрического поля для всего чипа или определенной части блока, флэш карта использует внутреннюю схему. Это поле очищает необходимый участок от информации, который в последствии можно будет перезаписать. Флэш-карта работает намного быстрее, чем обычный чип EEPROM, потому что за определенное время удаляется вся информация с блока или самого чипа, вместо 1 байта.

На первый взгляд может показаться, что в автомобильном радио используется простая флэш-карта, поскольку на нем можно не только найти определенную волну, но и записать ее в память. На самом же деле в автомобильном радио используется Flash RAM. Разница заключается в том, что для сохранения информации на Flash RAM, необходима энергия, а Флэш-карта не нуждается в источнике питания. Даже если отключить питание, радио все равно будет использовать энергию для сохранения информации на Flash RAM. Поэтому, если разрядить аккумулятор или отсоединить провод, радио потеряет все сохраненные данные.


к содержанию

Извлечение флэш-карты

И хотя компьютерный чип BIOS является самым распространенным запоминающим устройством, съемные карты памяти становятся все более популярными. Всем хорошо известны такие карты памяти как SmartMedia и CompactFlash, часто используемые для «записи фильмов» в цифровых камерах. Существуют и другие карты памяти, например, карта памяти Sony Memory Stick, PCMCIA, а также карты памяти для таких видеоприставок как Nintendo's N64, Sega's Dreamcast и Sony's PlayStation. Мы остановимся подробнее на картах SmartMedia и CompactFlash, хотя принцип работы всех флэш-карт практически одинаковый.

Есть несколько причин, почему лучше использовать карту памяти вместо жесткого диска:

  • Флэш-карта работает беззвучно
  • Флэш-карта работает быстрее
  • Она более компактна
  • Она легче

Почему же мы тогда не везде используем карты памяти? Дело в то, что устройства хранения данных, основанные на ней, еще достаточно дороги, чтобы конкурировать с жесткими дисками для настольных систем или ноутбуков.

SmartMedia

Карта SSFDC, больше известная как SmartMedia, изначально была разработана компанией Toshiba.

Карты памяти SmartMedia бывают объемом от 2 Мб до 128 Мб. Размер карты небольшой- 45 мм в длину, 37 мм в ширину и менее 1 мм в толщину. Это особенно удивительно, если учесть, сколько можно поместить информации на таком небольшом клочке.

Как показано на рисунке, карты SmartMedia очень компактны и просты. Плоский электрод (plane electrode) соединен с флэш-кортой соединительным проводом (bonding wire). Чип флэш-карты, плоский электрод и провода соединены золотом – так называемый процесс точечной пайки. Благодаря этому, все это можно уместить в одну карту без спаивания деталей.

Для создания самой карты, модуль OMTP приклеивают к корпусу карты. Когда карту памяти вставляют в какое-либо устройство, электроды переносят информацию на чип флэш-карты. Зазубренный край указывает на то, сколько чип флэш-карты требует энергии. Если край зазубрен слева, то такая карта потребляет 5 вольт. Если зазубрен правы край, то карта потребляет 3,3 вольта.

Карты SmartMedia стирают, записывают и считывают память небольшими блоками (по 256-512 байт). За счет этого они работают быстро и надежно, когда Вы сохраняете какие-либо данные. Они компактны, легки и просты в использовании.

CompactFlash

Карты CompactFlash были разработаны компанией Sandisk в 1994, и немного отличаются от карт SmartMedia:

  • Они толще
  • Они используют контрольный чип

CompactFlash состоит из небольшой платы с чипом карты памяти и специального контрольного чипа, которые упакованы в толстый корпус (в несколько раз толще корпуса карты SmartMedia).

Как показано на рисунке, карта CompactFlash 43 мм в ширину и 36 мм в длину и бывает разной толщины: 1 вид – 3,3 мм в толщину, второй – 5,5 мм.

Карты CompactFlash могут работать как при 3,3 вольтах, так и при 5. Толщина карт позволяет сохранять больший объем информации, чем это делают карты SmartMedia. Размер CompactFlash бывает от 8 Мб до 6Гб. Встроенный контроллер повышает работоспособность устройств, особенно устройств со слабым процессором. Из-за контрольного процессора и встроенного регулятора, эти карты намного тяжелее и больше карт SmartMedia.


к содержанию

Стандарты памяти

Обе карты SmartMedia и CompactFlash, а также 2 вида карт памяти PCMCIA, были созданы согласно стандартам Международной Ассоциаци Компьютерных Карт Памяти (PCMCIA). Благодаря этим стандартам, карты CompactFlash и SmartMedia можно использовать во многих устройствах. Например, для подключения к компьютеру или ноутбуку можно купить специальные адапторы.. Карты Memory Stick от компании Sony используются в большинстве устройств Sony, и в то же время начинают применяться в продукции других производителей.

И несмотря на большое разнообразие стандартов, многие виды карт памяти запатентованы, как например, карты памяти для видеоприставок.

В сентябре 2006 года, компания Samsung заявила о разработке первого полностью функционального прототипа PRAM-чипа памяти (Phase-change Random Access Memory) или «память с произвольным доступом на основе фразовых превращений». Этот новый вид памяти имеет потенциал стать альтернативой оперативной памяти (RAM) и флэш-памяти. Предполагается, что PRAM будет работать в 30 раз быстрее, чем обычная флэш-карта, и будет служить в 10 раз дольше. Компания Samsung планирует выпустить чип памяти PRAM в 2010 году, с мощностью 512 Мб. Вероятнее всего, их будут использовать в мобильных телефонах и других портативных устройствах.


к содержанию
Комментарии к статье "Как работают Flash(флеш) карты. Их устройство, принципы работы."
Стас (гость)
. 09.08.2011 12:12
Спасибо за доступно изложенную информацию. На сегодня, правда, она несколько устарела, судя по объемам памяти упоминающихся устройств.
Александр (гость)
. 22.01.2012 18:54
Где рисунки, на которые ссылаются в тексте?
Алексей (гость)
. 09.04.2013 08:09
“В данной статье, мы расскажем про работу флэш-карт, про их разновидность и про устройства, в которых они применяются“
Враньё. Указано что как они устроены, и это по Вашему доступно изложенная информация? Рекалмируете много но не пишите ничего.
Добавить комментарий:


Имя:

Комментарий:

Защитный код:

Реклама