Распространенные стандарты флэш-карт

ATA-FLASH или PC-CARD (PCMCIA-Personal computer memory card international association)

Интерфейс карт - параллельный.

Исторически первый накопитель на флэш-памяти. Эти накопители изготавливаются в виде стандартных карт PC Card. Карта имеет встроенный АТА контроллер. Благодаря чему карта при работе эмулирует обычный жесткий диск. Существует три типа PC-CARD ATA (I, II, III). Все они отличаются толщиной (3,3 5,0 и 10,5 мм соответственно). Все типы обратно совместимы между собой - в более толстом разъеме всегда можно использовать более тонкую карту, так как толщина разъемов у всех типов одинакова - 3,3 мм. Наибольшее применение получили карты ATA-flashType I. Карты работают при напряжении 3,3В и 5В. PC-Card бывают объемом до 2GB. Вследствие больших своих рамеров флэш-память этого стандарта не получила широкого применения. В настоящее время практически не используется.

COMPACT FLASH (CF)

Интерфейс: параллельный, 50-ти контактный

Карты CF были предложены компанией SanDisk в качестве более компактной и удобной в работе альтернативы картам ATA Flash и впервые появились в 1994 г. Все CF-карты имеют 50-контактный параллельный интерфейс. Разработчики формата Compact Flash достигли всех преимуществ карт ATA Flash, преодолев их основной недостаток - большие размеры. Конструкция карт CompactFlash обеспечивает эмуляцию жёсткого диска с АТА интерфейсом. Разъёмы карты электрически и функционально повторяют назначение контактов PCMCIA. Таким образом, чтобы установить CompactFlash в слот PCMCIA достаточно простейшего адаптера CF-PCMCIA, повторяющего своими размерами обычную PC-Card.

Карты Compact Flash могут работать при двух напряжениях: 3.3В и 5В.

Существуют карты CF двух типов: Type I и Type II. Карты Type II толще карт Type 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). Карты Type II были разработаны тогда, когда появилась необходимость в картах больших объемах. В настоящее время карты Type II потеряли популярность, так как CF I догнали по объему памяти карты CF II.

В июне 2003 года была утверждена спецификация v2.0. Скорость передачи данных согласно новой спецификации может достигать 16MB/s, при этом обеспечивается обратная совместимость - карты, выпущенные по спецификации 2.0, будут работать в старых устройствах, но с меньшей скоростью.

SMARTMEDIA (SSFDC - Solid State Floppy Disk Card)

Интерфейс: параллельный, 22-х контактный

Стандарт Smart-media был предложен в 1995 г. компаниями Toshiba и Samsung, разработавшими флэш-карты чрезвычайно простой конструкции. В картах SM нет встроенного контроллера интерфейса. Карта собирается без пайки и, кроме микросхемы NAND-памяти, не содержит в себе никакой другой микроэлектроники. Карты SmartMedia бывают как на одном, так и на двух чипах NAND-памяти.

Толщина карты всего лишь 0,76мм.

8 из 22-х контактов карты используются для передачи данных, остальные используются для питания микросхем, управления и несут на себе другие вспомогательные функции.

Существует два типа SmartMedia: 3-х и 5-и вольтовые (отличаются маркировкой и тем с какой стороны у карты скошен угол - у 3В он скошен справа, а у 5В скошен слева).

xD-Picture Card (eXtreme Digital Picture Card)

Интерфейс: параллельный, 22-х контактный.

Был анонсирован в июле 2002 года компаниями Fujifilm и Olympus и призван заменить стандарт SmartMedia.

Cкорость записи данных на xD может достигать 3 Мбайт/с, а скорость чтения - 5 Мбайт/с. Теоретический предел емкости xD-карт равен 8 Гбайт

Размер карты 20х25х 1,7 мм.

К конструктивным особенностям xD-карт следует отнести отсутствие встроенного контроллера - в этом они повторяют стандарт SmartMedia.

Карта разработана в качестве замены SmartMedia и продается по сравнимой со SmartMedia цене.

MMC (MultiMedia Card)

Интерфейс: последовательный, 7-ми контактный

Стандарт был разработан в 1997 году совместными усилиями компаний Hitachi, SanDisk и Siemens Semiconductors.

Карты MMC содержат 7 контактов, из которых используется 6, а седьмой был зарезервированным на будущее. По стандарту MMC способна работать на частотах до 20МГц. Карта содержит в себе микроконтроллер.

Назначение контактов MMC:

• 1 контакт на передачу данных
• 1 контакт на передачу команд
• 1 часы
• 3 на питание (2 земли и 1 питание)
• 1 зарезервирован

По протоколу MMC данные и команды могут передаваться одновременно.

Рабочее напряжение MultiMedia Card: 2.0В - 3.6В, однако спецификацией предусматриваются карты с пониженным энергопотреблением - Low Voltage MMC (рабочее напряжение 1.6В - 3.6В).

Ассоциация MMCA (MMC Association - ассоциация производителей MMC) утвердила в конце 2002 года стандарт RS-MMC (Redused Size MMC). RS-MMC отличается от обычной MMC только габаритами - карта почти в два раза меньше обычной MMC. Размеры карт RS-MMC - 24 x 18 x 1.4 мм, вес 0,8 г. Данные флэш-карты ориентированы на использование, прежде всего, в мобильных телефонах и коммуникаторах. Вместе с тем, применение специального механического переходника (как правило входящего в комплект карты памяти RS-MMC) позволяет считывать носители RS-MMC и в стандартных MMC-слотах.

Карты RS-MMC работает при том же напряжении, что и карты ММС - 3.3В-3.6В.

В 2004 г. стандарт ММС получил новое развитие. Ассоциация MMCA утвердила новую спецификацию для флэш-карт MMC и RS-MMC - MMCPlus (MMC 4.0) и mobileMMC (Dual-Voltage Reduced-Sized MMC) соотвтетственно. В новых картах реализована расширенная шина, что позволило увеличить производительность при той же тактовой частоте, как вследствие выросли скорости записи и считывания. Таким образом карты ММС стали более пригодны для хранения контента, требующего больших скоростей считывания. И, наконец, карты памяти mobileMMC стали поддерживать два режима напряжения - 1,8 В и 3,3 В. Последнее обстоятельство немаловажно, поскольку более низкое рабочее напряжение требует меньших затрат энергии, что продлевает срок службы батареи. Это позволяет увеличить время работы портативных устройств.

SD CARD (SecureDigital Card)

Интерфейс: последовательно-параллельный, 9-ти контактный.

Стандарт был разработан в 2000 г. компаниями Matsushita, SanDisk и Toshiba.

SD - это фактически дальнейшее развитие стандарта MMC. Флэш-карты SD обратно совместимы с MMC (в устройство с разъемом SD можно вставить MMC, но не наоборот).

Основные отличия от ММС

• SD имеет на 2 контакта больше. Оба контакта используются как дополнительные линии для 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 может динамически изменяться). Это свойство переводит карту из разряда карт с чисто последовательным интерфейсом в разряд карт с последовательно-параллельным интерфейсом.
• SD соответствует соглашениям SDMI (карты SD содержат механизм защиты авторских прав). Именно по этой причине карты и получили свое название: SD-Card - SecureDigital Card.
• Карты SD традиционно оснащаются переключателем для защиты их содержимого от записи, однако стандарт также предусматривает модификацию SD-карт без такого переключателя
• SD может работать на частотах до 25МГц.
• Добавлен один дополнительный внутренний регистр, часть остальных несколько отличаются от аналогичных в MMC.
• Как правило, карточка несколько толще и тяжелее MMC.
• За счет более толстой пластиковой оболочки улучшена стойкость карты к статическим разрядам.

Mini SD

Современные портативные устройства требуют меньших размеров флэш-карт. Этот тип карт был принят ассоциацией SD Association в качестве расширения стандарта обычных SD-карт. Карты размером 21.5 x 20 x 1.4 имеют 11 контактов, против 9 у SD. Поскольку 2 контакта зарезирвированы на будущее в картах памяти miniSD реализована полная совместимость с существующими SD-картами как на программном, так и на аппаратном уровне. Для обеспечения работы карты в устройствах, оснащенных обычным SD-слотом предусмотрен адаптер.

Micro SD (Trans-Flash)

Поскольку усовершенствованные и более компактные мобильные устройства находят широкое применение, растет спрос на карты памяти меньших размеров, с более высокой емкостью и улучшенной производительностью. MicroSD Самая маленькая на сегодняшний день карта памяти с высокой производительностью. Размер карты microSD в два раза меньше SIM карт мобильных телефонов: 15 x 11 x 1 мм. Скорость передачи данных флэш-карты microSD составляет до 10 МБ/с, карты microSD превосходно подходят для последнего поколения мобильных телефонов, в которых предусмотрен слот для таких карт памяти. При помощи поставляемого в комплекте адаптера, достигается совместимость со всеми устройствами, имеющими разъем для карт SD.

MEMORY STICK

Интерфейс: последовательный, 10-ти контактный.

Формат разработан в 1998 году компанией Sony.

Флэш-карты этого типа оборудованы переключателем для защиты от записи и 10-контактным последовательным интерфейсом, работающим на частоте до 20 МГц. Соответственно теоретически максимальная скорость передачи данных для них составляет 20 Мбит/с. На питание у MemoryStick отведено 4 из 10 контактов, еще 2 контакта были зарезервированы на будущее, один контакт использовался для передачи данных и команд, один для синхронизации, один для сигнализации состояния шины (может находится в 4-х состояниях), а один для определения того, вставлена карта, или нет.

Существует разновидность Memory Stick - Memory Stick Magic Gate (сокращенно MG). MG отличается поддержкой механизма "защиты авторских прав" - Magic Gate. Благодаря поддержке этой технологии карточка и получила свое название. Механизм защиты, реализованной в MG, соответствует соглашениям SDMI.

В 2002 году в продаже появился ещё один формат - MemoryStick Duo. От обычного MemoryStick, Duo отличается меньшими размерами. При использовании MemoryStick Duo со специальным адаптером достигается совместимость с устройствами, предназначенных для обычных MemoryStick. Также существует модификация Memory Stick Duo MG.

В 2003 была разработана совместно с SanDisk серия PRO. Соответственно карты памяти получили названия MemoryStick Pro и MemoryStick Pro DUO. Новая серия карт Sony имеет те же размеры и такое же количество контактов, как и у обычных MemoryStick. Однако, карты Pro не совместимы с обычной серией. Реализована лишь обратная совместимость (в разъемах для карточек PRO обычные MemoryStick читаеются, а вот в разъемах предназначенных для обычных MemoryStick, карты серии PRO работать не будут).

Карты серии PRO работают при более высокой частоте (40MHz), а данные передаются по четырем линиям, вместо одной. MemoryStick PRO предусматривает также 10-контактный интерфейс, но здесь возможны два режима передачи данных - последовательный и 4-бит параллельный. В первом случае пропускная способность внешнего интерфейса карты (максимальная скорость чтения) может, как в стандарте MemoryStick, теоретически достигать 20 Мбит/с, во втором - 160 Мбит/с (или 20 Мбайт/с), 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 15 Мбит/с. И наконец, все карточки Pro стали поддерживать MagicGate.