О г л а в л е н и е:
Спецификация USB……………………………………………………………………………………3
Создатели……………………………………………………………………………………………….3
Работа USB……………………………………………………………………………………………..3
Виды периферийного оборудования, которые поддерживает
USB…………………………………4
Программное обеспечение, которое нужно для работы USB……………………………………….4
Значение USB для поставщиков систем и периферии………………………………………………4
Применение USB при наличие двух систем, например ноутбука и настольного
компьютера…..5
Возможность увеличения длины соединения устройств через шину USB до
50-200 метров (например, используя
оптоволокно)………………………………………………………………….6
Разница между соединителями серии “A” и “B”…………………………………………………….6
Разница между основным хабом и обычным с точки зрения аппаратной
реализации и программного обеспечения……………………………………………………………………………7
Технология USB 2.0……………………………………………………………………………………7
Флэш-память……………………………………………………………………………………………25
Compact Flash……………………………………………………………………………………………26
SmartMedia………………………………………………………………………………………………27
MultiMediaCard…………………………………………………………………………………………27
Secure Digital……………………………………………………………………………………………28
Memory Stick……………………………………………………………………………………………28
Считыватели……………………………………………………………………………………………29
Внешние считыватели …………………………………………………………………………………29
Внутренние считыватели………………………………………………………………………………30
Считыватели – переходники………………………………………………………………….30
Список использованных материалов…………………………………………………………31
Спецификация USB.
йные устройства и осуществляют их автоматическое конфигурирование, как
только устройство физически будет присоединено к машине, и при этом нет
необходимость перезагружать или выключать компьютер, а так же запускать
программы установки и конфигурирования. Шина USB позволяет одновременно
подключать последовательно до 127 устройств, таких, как мониторы или
клавиатуры, выполняющие роль дополнительно подключенных компонентов, или
хабов (т.е. устройство, через которое подключается еще несколько).
Создатели.
USB была разработана группой из семи компаний, которые видели
необходимость во взаимодействии для обеспечения дальнейшего роста и
развития расцветающей индустрии интегрированных компьютеров и телефонии.
Эти семь компаний, продвигающие USB, следующие: Compaq, Digital
Equipment Corp, IBM PC Co., Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom.
Работа USB.
USB определяет, добавлено устройство или отключено, благодаря своей
разумности, обеспечиваемой основной системой. Шина автоматически
определяет, какой системный ресурс, включая программный драйвер и
пропускную способность, нужен каждому периферийному устройству и делает
этот ресурс доступным без вмешательства пользователя. Владельцы
компьютеров, оснащенных шиной USB имеют возможность переключать
совместимые периферийные устройства, так же просто, как они вкручивают
новую лампочку в лампу.
Виды периферийного оборудования, которые поддерживает USB.
рез USB все современное поколение периферийных устройств, включая
аппаратуру для обработки видео данных формата MPEG-2, перчатки для
управления виртуальными объектами и дигитайзеры. Также, с ожиданием
большого роста в области интеграции компьютеров и телефонии, шина USB
может выступать в качестве интерфейса для подключения устройств Цифровой
сети с интегрированными услугами (ISDN) и цифровых устройств Private
Branch eXchange (PBX), позволяющих подключать большое количество
телефонов к небольшому количеству линий связи.
Программное обеспечение, которое нужно для работы USB.
Операционная система Windows 95 (начиная с версии OSR 2.1, выпущенной 29
октября 1996г.) поставляется уже со встроенными драйверами, которые
позволяет Вашему персональному компьютеру распознавать USB периферию. В
результате, Вам не нужно покупать или инсталлировать дополнительное
программное обеспеченье для каждого нового периферийного устройства. Тем
не менее, вместе с новой USB периферией вы получите дискету с новыми
драйверами. Однако, не все так радужно – например, корректную работу
принтера с интерфейсом USB способна обеспечить только OC Windows 98 и
выше.
Значение USB для поставщиков систем и периферии.
Совместимость USB строится на основе технологически целостной и открытой
спецификации, которая удовлетворяет потребностям потребителей в легко
расширяемых компьютерах. В свою очередь, для поставщиков и реселлеров
компьютеров, периферии и программного обеспечения, совместимость USB
принесет прибыль, за счет использования новых методов маркетинга:
“Готовая платформа” позволяет логично связать аппаратное и программное
обеспечение для совместной поставки покупателю.
USB может снизить риск возможной несовместимости периферийного и
программного обеспечения, поставляемого с компьютерами, за счет поставки
готовых систем по ключ, которые удовлетворяют требованиям
специализированных рыночных ниш.
USB-совместимая периферия может предложить частным и корпоративным
покупателям больший выбор оборудования, без страха снижения
функциональных возможностей аппаратных средств.
Реселлеры получают большую гибкость в подборе аппаратуры и готовых
систем, для стимуляции покупательского спроса, за счет возможности
комбинирования комплектов поставляемой периферии, без опасений, что
что-то с чем-то не будет работать в паре.
периферии дополнительную выгоду, за счет поставки нового оборудования
для систем, использующих технологию MMX™.
USB может помочь поставщикам снизить их затраты на разработки, что в
свою очередь позволит им устанавливать новые, более конкурентоспособные,
цены.
Применение USB при наличие двух систем, например ноутбука и настольного
компьютера.
ядеть, как маленькая капля в середине кабеля или, может быть, небольшое
утолщение, расположенное на одном из его концов. Кабель, подобный
описанному, сможет выполнять так же и функции хаба, всего лишь за
небольшую дополнительную плату, а это уже гораздо более ценный продукт.
Возможность увеличения длины соединения устройств через шину USB до
50-200 метров (например, используя оптоволокно).
Периферийный интерфейс USB предназначен для настольных систем, а
расстояние в 200 метров, похоже, соответствует очень большему столу.
Многие компании, входящие в сообщество внедрения USB, уже долгое время
обсуждают проблему применения шины на больших расстояниях и думают о
создании продуктов, которые позволили бы сделать это возможным.
Устройство расширения выглядит как два хаба для шины USB, однако
использует другие протоколы (например, для оптоволокна) между точками
соединения кабеля. На каждом конце электрический сигнал в USB должен
быть транслирован в или из сигнала для длинных расстояний. Для того, что
бы все это стало возможным, необходимо решить вопросы, связанные с
протоколом передачи пакетов данных и временными задержками, которые
должны быть совместимы и соответствовать спецификации USB.
Разница между соединителями серии “A” и “B”.
Коннекторы серии “A” разработаны для всех устройств USB, и являются
разъемом для периферии и гнездом для персонального компьютера. В
большинстве случаев, кабель USB должен быть встроен в периферийное
устройство. Это снижает стоимость соединителей, избавляет от
несовместимости, возможной в случае разного сопротивления кабелей, и
упрощает действия пользователей по подключению. Однако в некоторых
случаях встроенный кабель нельзя использовать. Хорошим примером могут
служить очень большие и тяжелые устройства, плохо сочетатающиеся с
тонким кабелем, который нельзя удалить, а так же устройства,
подключаемые только изредка, которые интенсивно используются, когда не
являются подключенными. Для таких случаев и были созданы коннекторы
серии “B”. Две серии коннекторов различаются внешне, это сделано для
предотвращения соединений, которые бы могли нарушить топологию
архитектуры USB.
Разница между основным хабом и обычным с точки зрения аппаратной
реализации и программного обеспечения.
Технология USB 2.0
Бедняжка пользователь в таком огромном потоке высокотехнологичных
устройств часто теряется, и многие технологии остаются за гранью его
внимания. Так вот и шина USB, какой бы новой многим она ни казалась, –
технология в возрасте. Десятилетний юбилей не за горами. Жизнь ее
началась в далеком 1995 году, когда многие компании, стремясь следовать
провозглашенному принципу Plug’n’Play стремились создать нечто,
позволяющее сделать процедуру добавления новых устройств в систему
настолько простой, насколько это вообще возможно, да и к тому же
универсальное, пригодное для большого числа разного вида устройств. Эта
идея объединила лидеров компьютерной и телекоммуникационной
промышленности в лицах Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и
Northern Telecom. Мы же простые пользователи, с трепетом ожидали
окончания разработок.
Ведь если новая технология действительно будет работать, то это позволит
забыть о проблеме постоянной нехватки коммуникационных портов, с которой
в те годы благодаря значительно увеличившейся доступности периферии
многим уже довелось столкнуться.
Что ж. Их мучения не прошли даром. И хотя поначалу внедрение шло с очень
большим скрипом, сегодня сотни миллионов компьютеров по всему миру
оснащены шиной USB, а периферийных устройств с этим интерфейсов всех не
перечесть: от мышек и клавиатур до жестких дисков, приводов для записи
CD и DVD и др.
Причиной скрипа при внедрении был замкнутый круг: естественно, что новая
шина должна была поддерживаться операционной системой, а Windows 95 этим
похвастаться не могла. Microsoft не горела желанием работать не пойми
для чего – устройства с USB интерфейсом можно было пересчитать едва ли
не на пальцах, а в производители аппаратного обеспечения в свою очередь
не хотели делать устройства для не поддерживающейся популярной ОС шины.
– для них это было источником прибыли (по данным аналитиков Dataquest
объем продаж систем с USB должен был составить в 1997 году 30 млн штук и
в 1998 все продаваемые компьютеры должны были быть оснащены этой шиной
(возможно так и было, но не у нас:-))), и, потом, товарищи верили, что
взойдет она, звезда пленительного счастья.
Пусть не сегодня, завтра, но взойдет. Так и случилось. Переломным
моментом в истории USB стал выход Windows 98: появилась поддержка,
начался выпуск устройств, и технология начала свое существование не
только у разработчиков, но и у пользователей, кстати, многие из которых
относят появление именно к этому моменту.
Сегодня USB – это очень популярная универсальная последовательная шина.
Предназначена для легкого подключения различного вида устройств это
клавиатуры, мыши, джойстики, колонки, модемы, мобильные телефоны,
ленточные, дисковые, оптические и магнитооптические накопители,
флэш-диски, сканеры и принтеры, дигитайзеры, словом все, что
подключается к ПК. Также, с ожиданием большого роста в области
интеграции компьютеров и телефонии, шина USB может выступать в качестве
интерфейса для подключения устройств цифровой сети с интегрированными
услугами (ISDN) и цифровых устройств Private Branch eXchange (PBX).
Пропускной способности в 480 Мбит/с в версии 2.0 достаточно для
удовлетворения потребностей всех этих применений в полной мере.
Добавление устройств больше не сопряжено с установкой дополнительных
адаптеров, выполнением сложного конфигурирования, ручным
инсталлированием дополнительного программного обеспечения: система
автоматически определяет, какой ресурс, включая программный драйвер и
пропускную способность, нужен каждому периферийному устройству и делает
этот ресурс доступным без вмешательства пользователя. Популярная
периферия сегодня доступна в вариантах с USB гораздо чаще, чем с
другими.
рируются в чипсеты материнских плат, и пользователь получает их в свое
распоряжение практический задаром. USB вышел в массы и нужно
констатировать тот факт, что COM LPT и PS/2 порты медленно умирают. Что
ж. Давно пора была избавиться от многочисленных пережитков прошлого. Это
та красивая внешняя сторона, которой USB обращена к пользователю.
Наверное многие слышали о том что USB шина позволяет подключать до 127
устройств. И в тоже время на задней стенке обычно находится 2 или 4
порта. И у многих наверняка возник вопрос – нас обманули, на нас
сэкономили (меньше портов – дешевле система. Хотя… 127 портов разместить
на задней панели… Даже представить сложно) или что-то еще. Оказывается
дело все в том, что шина USB позволяет многоуровневое каскадирование.
Наглядно это объясняет следующий рисунок:
турную особенность шины USB: ее логическая топология – многоуровневая
звезда.
рневой концентратор, который обычно совмещается с USB контроллером. Если
функции контроллера понятны, то концентратор – устройство для
периферийных интерфейсов не привычное. В данном случае его функция такая
же, что и концентраторов сетей передачи данных – добавление новых портов
для подключения большего числа устройств. Ничего большего, чем просто
разветвитель.
имеющие в своем составе концентратор, расширяющие набор портов и
позволяющие подключать другие устройства (в качестве наиболее часто
встречающихся примеров можно назвать мониторы, позволяющие по USB
осуществлять настройку параметров, и обычно имеющих еще несколько
дополнительные порты, для подключения других устройств или клавиатуры, с
разъемами для подключения мышей).
Обратите внимание, на то, что на пятом уровне комбинированное устройство
использоваться не может. Кроме того отдельно стоит упомянуть о хосте,
являющемся скорее программно-аппаратным комплексом, нежели просто
устройством. Физическая топология шины – звезда
Это объясняется тем, что каждый концентратор обеспечивает прозрачно для
хоста соединение с устройством.
в отрыве от конкретного подключенного к шине устройства и его
конфигурации. Для клиентской программы USB – это лишь набор функций.
Все классы устройств уже были упомянуты. Теперь можно о каждом
поговорить немного подробнее.
Хост. Как уже было сказано ранее, программно-аппаратный комплекс.
В обязанности хоста входит:
Слежение за подключением и отключением устройств
Организация управляющих потоков между USB-устройством и хостом.
Организация потоков данных между USB-устройством и хостом
Контроль состояния устроств и ведение статистики активности
Снабжение подключенных устройств электропитанием
Аппаратной частью является хост контроллер – посредник между хостом и
устройствами на шине.
фигурирование, управление энергопотреблением, процессами передачи,
устройствами на шине и самой шиной) возложены на операционную систему.
Первой популярной операционной системой, в которой поддержка USB
реализована была в полном объеме стала Windows 98 Second Edition.
Некоторые устройства могут быть работоспособными и под более ранними
версиями (98 без SE, и изредка 95), но далеко не все и не всегда.
Концентратор (хаб). Позволяет множественные подключения к одному порту,
создавая дополнительные порты. Каждый хаб имеет один восходящий порт,
предназначенный для подключения к имеющемуся в наличии свободному порту,
и несколько нисходящих, к которым могут быть подключены или снова
концентраторы, или конечные устройства, либо совмещенные устройства.
инения с хостом. Подключенное к высокоскоростному (USB 2.0) порту старое
медленное (USB 1.1) устройство съедало бы значительную часть времени, а
следовательно и полезной пропускной способности шины, ведя обмен с
хостом на низкой скорости (почему так происходит мы выясним позже при
рассмотрении механизма обмена данными хост-устройство). Как метод борьбы
транслятор транзакций буферизирует поступающий с медленного порта кадр,
а затем на максимальной скорости передает его хосту, или же буферизирует
получаемый на максимальной скорости кадр от хоста, передавая его затем
устройству на меньшей, приемлемой для него скорости. Помимо разветвления
и трансляции транзакций хаб должен осуществлять конфигурирование портов
и слежение за корректным функционированием подключенных к ним устройств.
Нужно сказать также, что при использовании старых и новых концентраторов
вместе возможно создание неоптимальных с точки зрения производительности
конфигураций. Для того что бы избежать создания узких мест в своей цепи,
подключайте низкоскоростные устройства к низкоскоростным хабам, которые
в свою очередь делайте последними уровнями ветвления и не подключайте их
в середину высокоскоростной цепочки.
Функциональное устройство. С точки зрения USB, устройство – это набор
конечных точек с которыми возможен обмен данными. Число и функции точек
зависят от устройства и выполняемых им функций, и определяются при
производстве. В обязательном порядке присутствует точка с номером 0 –
для контроля состояния устройства и управления им. До осуществления
конфигурирования устройства через точку 0 остальные каналы не доступны.
Каждая конечная точка устройства описывается следующими параметрами:
Частотой обращения к шине и требованиями к задержкам
Необходимой полосой пропускания
й точки
Требованиями к обработке ошибок
Максимальным размером кадра который может быть принят или послан.
Типом поддерживаемой передачи данных
Направлением осуществления передачи между конечной точной и хостом.
Для низкоскоростных (low-speed) устройств возможно существование до двух
дополнительных точек; для full-speed устройств их число ограничивается
лишь возможностями протокола и может достигать 15-ти для ввода и 15-ти
для вывода.
–
Ae
AE
E
I
ip
????\?E
I
I
pr?aeeB
j
n
p
&
gd3/4S?
gd3/4S?
&
&
&
&
&
. данными между хост-контроллером и устройством на шине может
проихсодить по нескольким каналам, так называемый многоканальный режим.
Полоса пропускания шины делиться между всеми установленными каналами. В
распоряжение шина USB может предоставить каналы следующих типов:
Каналы сообщений. Являются двунаправленными каналами и служат, не трудно
сообразить, для передачи сообщений, имеющих строго определенный в
спецификации формат, необходимый для обеспечения надежной идентификации
и передачи команд. Возникает канал при отсылке хостом запроса в
устройства, и управляет передачей только хост. Каналы сообщений
используется для передач только управляющего типа (что такое смотрим
ниже).
передачи могут контролироваться не только хостом, но и устройством.
Используется для передач данных типа прерывание, групповая пересылка,
изохронная (смотрим ниже). В спецификации в зависимости от типа
передаваемых данных, предъявляемых требований к скорости обработки,
задержки доставки и т.п. определены следующие типы передач.
Управляющие передачи. Используются для конфигурирования устройств во
время подключения и выполнения других специфических функций над
устройством, включая организацию новых каналов.
Прерывания. Используются для спонтанных, но гарантированных передач с
гарантированными скоростями и задержками. Используются обычно для
передачи введенных данных от клавиатуры или сведений об изменении
положения указателя мыши, в устройствах обратной связи, и.т.д
Групповая пересылка. Используется для гарантированной передачи данных
больших объемов без предьявленных требований к скоростям и задержкам.
Занимает под себя всю свободную пропускную способность шины. В любой
момент доступная полоса может быть урезана при необходимости
осуществления передач других видов с более высоким приоритетом, или
добавлена, при освобождении другими устройствами. Обычно такие передачи
используется между принтерами, сканерами, накопителями и др.
Изохронная передачи. Используются для потоковых передач данных в
реальном времени. Резервируют определенную полосу пропускания шины,
гарантируют определенные величины задержек доставки, но не гарантируют
доставку (в случае обнаружения ошибки повторной передачи не происходит.
Передачи этого вида используются для передачи аудио и видео трафика.
Обмен данными может осуществляться в трех скоростных режимах:
рость передачи составляет 1.5 Мбит/с.
Full Speed. Полноскоростной режим. Скорость передачи 12 Мбит/с.
High Speed. Высокоскоростной режим. Появился лишь в спецификации 2.0.
Скорость передачи 480 Мбит/с.
Информация по шине передается пакетами. Всего их определено 4 вида:
Маркерные пакеты.
In – информируют USB устройство, что хост хочет читать данные из
устройства
Out – информирует USB устройство, что хост хочет передавать данные в
устройство
Setup – используются для обозначения начала управляющего типа передачи
данных
SOF – пакеты начала кадра (Start of Frame Packets)
Пакеты данных.
Существуют два типа пакетов данных – DATA0, DATA1 , каждый из которых
способен содержать до 1024 байтов данных. У высокоскоростных устройств
для пакетов данных определены два других PID-a: DATA2 и MDATA.
Пакеты подтверждения.
ACK – подтверждение того, что пакет был успешно принят
NAK – информирует, что устройство в данный момент не может принимать
либо отправлять данные. А в Interrupt транзакциях сообщает хосту, что
устройство не имеет новых данных для передачи.
STALL – указывает, что устройство неспособно передавать или получать
данные и требуется вмешательство хоста.
Специальные.
PRE – предшествует низкоскоростной передаче данных.
ущие и ведомые. Фактически, ведущих устройств на шине может быть только
одно, и таковым является хост. Все передачи данных инициируются хостом в
соответствии определенной временной программой. Функциональные
устройства сами не могут инициировать передачу, а лишь отвечают на
запросы хоста. Обмен данными возможен только между хостом и устройством,
и не возможен на прямую между устройствами подключенными к шине (это
означает, что в принципе в первую очередь USB – это шина вывода. Позже
мы поймем почему). Транзакции на USB шине состоят из двух-трех актов:
посылки пакета маркера, определяющего, что будет следовать дальше (тип
транзакции, адрес устройства и его конечную точку), пакета данных
(опционально), и пакета статуса транзакции (для подтверждения
нормального выполнения операции или сообщения об ошибке).
Мы не станем опускаться в рассмотрении до уровня кадров и микрокадров,
так как это совсем не помешает понять нам общие принципы работа шина.
Физические каналы связи организуются концентраторами и соединительными
проводами. С концентраторами мы уже почти разобрались ранее. Провод
использующийся для подключения USB устройств представляет собой
экранированную витую пару. Для высокоскоростных устройств предъявляются
высокие требования к ее качеству. Низкоскоростные к этому элементу
физического интерфейса относятся не критично, и без проблемно могут
функционировать на неэкранированном невитом проводе. Всего в USB кабеле
используется 4 проводов.
одачи напряжения. Для подключения устройств предназначены соединители
двух типов: типа “A” и типа “B”. Как мне кажется создание двух различных
видов коннекторов было необходимо для того, что бы избежать излишней
путаницы при подключении устройств и защититься от дурака, лишив его
возможности подключить что-либо не так. Кроме того, они характеризуются
различным усилием необходимым для вставки и силой удержания в разьеме.
Коннекторы типа “А” используются для подключения к компьютеру,
обеспечивают жесткое и надежное крепление и не предназначены для частого
подключения/отсоединения.
Соединители же типа “B”, наоборот, нужны в тех местах, где существует
необходимость частого подключения/отключения, и применяются они со
стороны периферии.
трятся.
Кроме того в новой версии USB определен коннектор miniUSB типа “B”.
где нет возможности разместить стандартный полноразмерный разъем. (По
совершенно непонятным для меня причинам, с доступностью кабелей miniUSB
ситуация обстоит не лучшим образом: и хотя это очень распространенный в
последнее время тип подключения, достать его зачастую очень проблемно, а
если и возможно, то за него просят порой 10-20$, при том что с обычной
вилкой типа “B” можно приобрести на каждом углу за 1$. Это и собственное
наблюдение, и опыт общения с людьми в разных городах и странах) От
мелкой периферии, типа клавиатур, мышек, где размещение соединительных
разъемов неудобно да и вообще глупо, кабель может вообще не
отсоединятся. Конструктивно разъемы задуманы так, что сначала происходит
соединение шины питания, потом шины данных.
По подписям D+ и D- на схеме кабеля должно быть вы уже догадались, что
USB использует дифференциальную передачу (впрочем, каждый порт помимо
дифференциального приемника имеет еще и линейные для каждого сигнала),
добавлю еще что применяется потенциальное кодирование по методу NRZI
(Non Return to Zero Invert to ones, без возвращения к нулю с инверсией
для единиц) и битстаффинг для улучшения самосинхронизирующихся свойств
потока. Это в общем. Глубже мы не станем вдаваться. Совершенно ни к
чему.
урирования потребляемый ток не должен превышать 100 мА, в противном
случае устройство просто не будет инициировано). Для увеличения
доступной мощности питания на шине, концентраторы могут оснащаться своим
собственным блоком питания, однако такое решение не популярно.
Теперь, обладая необходимым минимумом сведений об шине USB, устройствах
протоколах и пр. можно попробовать в общих чертах разобраться с тем как
же все это работает.
Итак, к шине подключено новое устройство. Наверняка вы задавались
вопросом, каким образом происходит обнаружение. Ответ прост: обнаружение
устройства, а также и его скоростной режим определяется по скачку
напряжения, который имеет место быть при включении на шине данных. Этот
скачок создается подключением резистора к напряжению 3.3 В. Для
низкоскоростных устройств этот резистор подключается к шине D-, для
полно- и высокоскоростных – к шине D+. Обычно тот резистор делается
программно управляемым для того, что бы после обнаружения устройства его
можно было отключить и сбалансировать линию. Итак, новое устройство
подключено и обнаружено.
Конфигурирование осуществляется через конечную точку с номером 0 (для
любопытных можно сказать, что обмен информацией в этот момент происходит
в полноскоростном режиме!). Загружаются необходимые драйверы. Устройство
готово к работе.
ает пакет ACK, подтверждающий, что данные устройством получены без
ошибок (если это не изохронный тип передачи, для которого подтверждение
не передается).
Обмен данными. Случай второй: от устройства к хосту. У устройства
возникла необходимость передать данные. НО! Оно не может никаким образом
дать знать об этом хосту. Таких средств в USB просто не предусмотрено.
Для того, что бы выполнить такую передачу, хост должен обратиться у
устройству с вопросом, не имеет ли оно желание чего-либо ему сказать
(послав пакет in). В ответ на что устройство вышлет ему имеющиеся данные
и дождется получения подтверждения (снова же, если ведется не изохронная
передача). Соответственно, если хост не обратиться с таким вопросом, то
данные никогда не будут переданы.
Обмен управляющей информацией. В принципе имеет ту же логику, но
используется передача типа управление и канал сообщений и специальные
пакеты.
Во время простоев в энергосберегающих целях устройства переводятся в
состояние suspend (и выход из этого состояния, передача информации о
пробуждении – единственный случай, когда устройство может стать
инициатором транзакции). Вообще состояний в которых может пребывать
устройство гораздо больше, но это основное из того, что нам было
необходимо знать для формирования общего представления о принципах
работы.
Флэш-память
тетов она стоит далеко не на первом месте.
При выборе портативных устройств самое важное, на мой взгляд – время
автономной работы при разумных массе и размерах элемента питания. Во
многом это от памяти, которая определяет объем сохраненного материала,
и, продолжительность работы без подзарядки аккумуляторов. Возможность
хранения информации в карманных устройствах ограничивается скромными
энергоресурсами Память, обычно используемая в ОЗУ компьютеров, требует
постоянной подачи напряжения. Дисковые накопители могут сохранять
информацию и без непрерывной подачи электричества, зато при записи и
считывании данных тратят его за троих. Хорошим выходом оказалась
флэш-память, не разряжающаяся самопроизвольно. Носители на ее основе
называются твердотельными, поскольку не имеют движущихся частей. К
сожалению, флэш-память – дорогое удовольствие: средняя стоимость ее
мегабайта составляет 2 доллара, что в восемь раз выше, чем у SDRAM, не
говоря уж о жестких дисках. А вот отсутствие движущихся частей повышает
надежность флэш-памяти: стандартные рабочие перегрузки равняются 15 g, а
кратковременные могут достигать 2000 g, т. е. теоретически карта должна
превосходно работать при максимально возможных космических перегрузках,
и выдержать падения с трёхметровой высоты. Причем в таких условиях
гарантируется функционирование карты до 100 лет.
Многие производители вычислительной техники видят память будущего
исключительно твердотелой. Следствием этого стало практически
одновременное появление на рынке комплектующих нескольких стандартов
флэш-памяти.
Compact Flash
Этот стандарт был предложен в 1994 г. компанией SanDisk, а в 1995 г. его
стала продвигать ассоциация CFA, созданная такими крупными компаниями,
как Hewlett-Packard, Hitachi, IBM, Motorola и др. Сейчас в нее входят
уже более 165 фирм.
т всего 50 контактов вместо 68, но их можно подключать в разъемы PCMCIA
через пассивный переходник без дополнительного ПО. Устройства CF делятся
на два типа, внешне различающихся толщиной. Размеры CF типа I –
36,4×42,8×3,3 мм, a CF типа II имеют ту же площадь, но их толщина больше
– 5 мм. Карты типа II несовместимы с разъемами типа I, тогда как для
карт типа I подходят порты обоих видов.
Для работы модули CF используют напряжение 3,3 или 5 В и ток до 100 мА.
В итоге, по утверждению производителей, они потребляют в 20 раз меньше
энергии, нежели стандартные жесткие диски, так что не нужно часто
заменять батарейки.
Максимальная емкость карт типа I составляет 256 Мбайт (у компаний PQI и
Delkin), а карт типа II – 512 Мбайт (у фирмы SiliconTech).Причём цена
экспоненциально зависит от размера модуля. Например, SiliconTech за свою
полугигабайтную микросхему типа II требует 1608 долл., а наиболее
выгодные по критерию “доллар за мегабайт” 128- и 256-Мбайтные карты
стоят от 205 и 420 долл. соответственно. Память типа I дороже, чем типа
II, так как у нее то же число микросхем надо вмещать в меньший объем.
Стандарт Compact Flash уже довольно давно представлен на рынке, поэтому
при покупке камеры, работающей с картами CF, можно не сомневаться, что
удастся найти совместимый по памяти МРЗ-плеер и не придется иметь дело с
картами разных видов. Для совмещения карты данного типа с ноутбуком
достаточно купить за 10 долл. переходник для разъема PCMCIA.
SmartMedia
сразу трех основных типов: Compact Flash, SmartMedia и MultiMediaCard.
В отличие от Compact Flash, карты SmartMedia (SM) не снабжены встроенным
контроллером, что, по замыслу создателей, должно снижать их стоимость.
Кроме того, SM имеют меньшие размеры (37x45x1,76 мм) и массу (до 2 г).
По популярности SM спорят с CF, а вместе с ним оба этих стандарта
охватывают более половины рынка флэш-карт.
Рабочие напряжения у SM такие же, как и у CF, но обычно используется 3,3
В. Максимальная емкость карт, объявленная производителями, в частности
компаниями ЕМТЕС и Delkin, составляет 128 Мбайт, и стоит около 250
долл.. Из-за отсутствия внутреннего контроллера для работы с этими
картами невозможно применить пассивный переходник, а считыватели для них
стоят около 50 долл. SM обычно используются в цифровых камерах и
МРЗ-плеерах, а вот в КПК – практически никогда.
MultiMediaCard
Этот стандарт предложили в 1997 г. компании Infineon Technologies
(подразделение Siemens) и SanDisk, а продвигает его ассоциация ММСА,
состоящая из 80 компаний (Infineon, Nokia, Ericsson, Hitachi, SanDisk,
Motorola и др.).
Карты ММС еще меньше, чем рассмотренные выше, – 32x24x1,4 мм, да и весят
они всего 1,5 г. Поэтому и предназначены в основном для
ультрапортативных устройств, особенно актуальны они в КПК, сотовых
телефонах и электронных записных книжках.
Эти модули памяти работают при напряжениях 3,3 или 2,7 В и токе до 35
мА, что и обусловливает низкое энергопотребление.
Максимальная емкость ММС, представленных на Российском рынке, составляет
64 Мбайт, и стоит около 130 долл. Этот же объем оказался наиболее
выгодным по соотношению “доллар за мегабайт”.
Сейчас стандарт ММС уже достаточно популярен, и примером тому может
служить его поддержка КПК Cassiopea EM-500
Secure Digital
овой маркой Panasonic) вместе с SanDisk и Toshiba разработали стандарт,
в котором учли последние веяния времени. Чтобы предотвратить
несанкционированное копирование, носители Secure Digital (SD) снабжены
средствами защиты от незаконного копирования.
Размеры карт – 32x24x2,1 мм. Разъемы для них совместимы с модулями ММС.
Пока стандарт только начал завоевывать рынок, но производители обещают
уже в этом году довести емкость карт SD до 256 Мбайт.
Уже анонсирован выпуск в формате SD модемов и других периферийных
устройств. А возможность защиты авторских прав позволила продавцам
выпустить в продажу книги и песни на этих носителях.
Memory Stick
Некогда Sony заставила компьютерную индустрию выбрать в качестве сменных
носителей свои 3,5-дюймовые флоппи-дисководы, а теперь она решила
позаботиться о своих позициях и на аудиорынке, для чего разработала
новый стандарт флэш-карт Memory Stick
(MS). Эти 10-контактные устройства . размерами 21,5x50x2,8 мм и массой 4
г стали опорой цифровой империи Sony, которая устанавливает их в свои
цифровые плееры, фотоаппараты и видеокамеры, также игрушки и другие
устройства.
В апреле этого (2001) года была выпущена новая, 128-Мбайт модель MS
стоимостью 249 долл. Также существует разновидность MS MagicGate (с
защитой от несанкционированного копирования), предназначенная для
плееров. В настоящее время стандарт Memory Stick поддерживается почти
исключительно устройствами производства концерна Sony. Из-за такой не
универсальности они и не получили широкого распространения.
Считыватели
между флэш-картами и компьютером используются считыватели. Они
различаются способом и интерфейсом подключения к ПК, а также скоростными
характеристиками.
Внешние считыватели
Эти устройства могут подключаться через USB, LPT, и FireWire(IEEE1394)
интерфейсы. Они отличаются друг от друга только скоростными
показателями. Скорость самого медленного из них – подключаемого через
параллельный порт, может достигать 0,34Мбайт/с – при записи, и
0,62Мбайт/с – при чтение данных. У моделей с универсальным
последовательным портом эти показатели составляют 0,46 и 0,77Мбайт/с. А
вот FireWire считыватель оставил далеко позади всех своих конкурентов.
Устройства с данным интерфейсом способны “запоминать” информацию на
скорости до 0,7Мбайт/с, и выдавать её в три раза быстрее – 2,1Мбайт/с.
Также большим плюсом является способность некоторых моделей работать ни
с одним, а с несколькими стандартами флэш-памяти.
Внутренние считыватели
Подобные устройства вставляются в 3,5-дюймовый отсек системного блока, и
подключаются к ATA интерфейсу. К достоинствам считывателей данного
класса относятся высокая скорость(0,52 Мбайт/с и 1Мбайт/с) и отсутствие
посторонних устройств на столе. А к недостаткам – то он занимает отсек
системного блока, и IDE канал.
Считыватели – переходники
6 Кбайт/с. И это при том что FDD(FlashPath)-адаптер стоит дороже любого
другого считывателя.
Список использованных материалов:
HYPERLINK http://ixbt.stack.net http://ixbt.stack.net
HYPERLINK http://developer.intel.com/design/iio/
http://developer.intel.com/design/iio/
HYPERLINK “http://www.usb.org/” http://www.usb.org/
HYPERLINK “http://www.skipstone.com/” http://www.skipstone.com/
HYPERLINK
“http://www.sel.sony.com/SEL/consumer/camcorder/dcr_vx1000.html”
http://www.sel.sony.com/SEL/consumer/camcorder/dcr_vx1000.html
HYPERLINK “http://www.ti.com/sc/docs/msp/1394/1394.htm”
http://www.ti.com/sc/docs/msp/1394/1394.htm
HYPERLINK http://developers.intel.com/technology/agp
http://developers.intel.com/technology/agp
HYPERLINK “http://www.mka.ru/?p=41229” http://www.mka.ru/?p=41229
HYPERLINK “http://www.3dnews.ru/storage/usb-2”
http://www.3dnews.ru/storage/usb-2
-Здесь и далее цены приведены на лето 2001 года.
PAGE
PAGE 2
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
