Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Přenosná média s velkou kapacitou. Speciální paměti jsou určeny v převážné míře jako paměti digitálních fotoaparátů a různých kapesních počítačů, či jiných.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Přenosná média s velkou kapacitou. Speciální paměti jsou určeny v převážné míře jako paměti digitálních fotoaparátů a různých kapesních počítačů, či jiných."— Transkript prezentace:

1 Přenosná média s velkou kapacitou

2 Speciální paměti jsou určeny v převážné míře jako paměti digitálních fotoaparátů a různých kapesních počítačů, či jiných takovýchto přístrojů. Tyto karty nemají často žádný standard.

3 Paměti typu FLASH Paměť typu FLASH která si uchovává svoji informaci i po odpojení od zdroje napětí. Principiálně je to paměť typu EEPROM. Hlavní rozdíl mezi nimi je v tom, že zatímco u paměti EEPROM se buňky mažou každá zvlášť, tak u flash paměti se maže najednou celý blok. Jelikož je mazání časově náročná operace, umožňuje takovýto postup podstatně zrychlit přepisování paměti. V roce 1988 byly firmou Intel představeny flash paměti na principu NOR. Zápis a mazání bylo pomalé, ale zato umožňovaly přímé adresování s náhodným přístupem. Životnost se pohybovala mezi 10 a 100 tisíci mazacími cykly.

4 Roku 1989 představily firmy Samsung a Toshiba flash paměti na principu NAND, které byly rychlejší a měly 10x vyšší životnost. Umožňovaly jen sekvenční přístup k datům. Prvním výměnným paměťovým médiem používajícím tuto technologii byly již dnes prakticky nepoužívané paměti SmartMedia. Později systém NAND použily i Compact Flash karty. S touto technologií pracují i další současné typy karet: MMC, Secure Digital, Memory Stick a xD- Picture Card.

5 Paměťová buňka je tranzistor MOSFET, který má svou řídící elektrodu rozdělenou na dvě části. Řídící část, která je spojena s ovládacím vstupem a plovoucí část (vlastně izolovaná část kondenzátoru), která je od řídící části oddělena izolační vrstvou. Samotná izolační vrstva odděluje plovoucí část od tranzistoru a je tvořena speciální izolační vrstvou umožňující za určitých podmínek přenos elektronů.

6 Paměťový efekt je založen na tom, ze pokud elektrony proniknou na plovoucí část, nemohou z ní již sami od sebe uniknout. Elektrické pole, které vytváří, pak ovlivňuje funkci tranzistoru. Je-li tento kondenzátor nabit, je tranzistor otevřený a paměťová buňka je ve stavu 0. Je-li kondenzátor vybit, je tranzistor zavřený a paměťová buňka je ve stavu 1.

7 K programování dochází je-li na mezi drain a source dostatečně velké napětí. Pak některé elektrony putující kanálem mezi d-s dostanou takovou energii, že jsou injektovány do plovoucí elektrody, kde zůstávají. Mazání paměti flash se na rozdíl od paměti EEPROM koná po blocích (8000 a 1 milion buněk), čímž se dosahuje jeho značná rychlost. Při mazání se využívá toho ze jsou všechny součástky společně na jednom substrátu. Vhodně připojeným napětím lze elektrony odvést z plovoucí elektrody pryč.

8 Tento cyklus však nelze opakovat do nekonečna. Po jistém počtu smazání oxid křemíku izolující plovoucí elektrodu od substrátu degraduje a přestává plnit svojí izolační funkci. Následkem toho paměť přestane fungovat. Dnešní pokročilé výrobní technologie však umožňují vytvořit buňku která vydrží řádově až statisíce cyklů. Někteří výrobci koncových zařízení deklarují životnost až 1 milion zápisových cyklů. Jedná se zatím o nadsazený zavádějící údaj vycházející z předpokladu, že uživatel nebude nikdy přepisovat celou paměť a tudíž „chytrý“ kontroler zajistí rovnoměrné rozložení zapisovací „zátěže“ mezi všechny buňky.

9 Firma Intel vyvinula paměťovou buňku, která si je schopna zapamatovat 4 stavy a díky tomu může efektivně zdvojnásobit hustotu uložených dat na čipu. Základní princip spočívá v tom, že uzavření tranzistoru lze nastavit a řídit přesněji nežli pouze - otevřeno a zavřeno.

10 Základní módy buňky jsou čti, naprogramuj a smaž. V dnešní době však výrobci vyrábějí paměti, které na jednom čipu integrují jak paměť, tak vnitřní ovládací logiku včetně bufferů a nabízejí díky tomu větší počet módů, především blokové čtení nebo zápis, které poskytují znatelně vyšší rychlosti při operacích s delšími sekvencemi dat. Některé nové paměti dokonce umožňují na jednu část mazat a na druhé mezitím zapisovat nebo číst.

11 První Compact Flash karty vyrobila v roce 1994 firma SanDisk. O rok později byla založena asociace CompactFlash Association (CFA), která sdružuje výrobce zařízení pro využití CF. CFA v tuto chvíli sdružuje více než 260 firem z celého světa. Správní radu tvoří mimo jiné firmy jako Canon, Hewlett-Packard, Hitachi, Kodak, Lexar, SanDisk a další.

12 K paměťovému čipu je možno vyvinout mnoho „obalů“. Od prosté „Smart media“ karty, která vlastně není nic jiného nežli speciální pouzdro pro čip, k sofistikovaným zařízením integrujícím vlastní řadič a další logiku umožňující připojit paměť i k obecnějším rozhraním. Největšího rozšíření v tomto směru dosáhla kombinace paměti a USB konektoru. Díky vestavěnému řadiči může být paměť připojena jako „slave“ zřízení do USB portu.

13 Samotný čip je velmi malý a konektor USB také nepatří mezi největší, proto je vzniklé zařízení miniaturní o velikosti přívěsku na klíče s kapacitou až 128GB s výhledem na další zvyšování. Dalším kladem je začlenění základních ovladačů USB flash disků do systémů MS-Windows, Linuxu a MacOs. Díky tomu je možné USB disk užívat téměř na všech současných počítačích.

14 Starší disky, které se připojují přes USB 1.0 nebo 2.0 většinou nemají zrovna vysokou rychlost zápisu a čtení dat.

15 S-RAM Tyto paměti byly asi nejstarší karty v průmyslu. Pro uchování dat byla nutná záloha lithiovou knoflíkovou baterií, která zde vydržela dle typu karty ½ roku až 3 roky. Byly dostupné ve velikostech 64kB až 8MB. V minulosti byly oblíbeny pro jednoduchost přístupu. Dnes je však z trhu vytlačila ostatní média, která nabízejí vyšší paměťovou kapacitu, bezbateriový provoz a nižší cenu na 1MB paměti. Pro tuto paměť existovaly interní i externí čtečky pro paralelní port.

16 Linear flash Tyto paměti jsou nástupci S-RAM karet, které již umožňují bezbateriový provoz. Jejich maximální kapacita byla do 8MB. Umožňují ještě přímý přístup do paměti. Jsou však velmi drahé, jejich cena dosahuje násobků cen S-RAM pamětí.

17 ATA flash Jsou paměti, jejichž kapacita se dnes pohybuje od 8MB až ke 2GB. Vychází z koncepce lineární flash karty, do které je přidán ATA řadič podle standartu HITACHI Corp. Díky tomuto řadiči se karta nechá přes jednoduchý interface připojit jako vyměnitelné médium pro PC.

18 Compact Flash (CF) Compact Flash je zmenšenou verzí ATA flash karty. Elektricky se chová identicky jako ATA flash. Compact Flash byla první kartou s pamětmi Flash, která byla představena v roce Byla kompatibilní se standardem PCMCIA až na konektor, který má 50 špičkový. Existují 2 typy a to :  Compact Flash I (43x36x3,3 mm)  Compact Flash II (43x36x 5 mm) – je určena pro profesionální fotoaparáty a dnes se prakticky nepoužívá.

19 Ukázka snímače karet CompactFlash

20 Ukázky karet CompactFlash

21 Karty pracují s napětím 3,5 V nebo 5 V. Kapacity pamětí jsou od 64 MB zatím do 8 GB. Nový standard (CF 2.0) počítá s kapacitou až 137 GB a přenosovou rychlostí 16 MB/s.

22 Komunikaci karty s okolním světem umožňuje konektor s 50 piny, za kterými se (stejně jako u karet typu MMC/SD nebo MemoryStick) skrývá řadič, který se stará o komunikaci mezi vlastním paměťovým úložištěm a okolním světem (fotoaparátem, počítačem, apod.). Tím se liší od např. od pamětí SmartMedia a xD, které tvoří pouze paměťové buňky a o komunikaci se stará samostatně každé zařízení, které karty používá. Řadič je jedním z faktorů, které ovlivňují výslednou rychlost karty. Řadiče dnes prodávaných CF karet používají některý z těchto režimů pro přístup k datům uloženým na kartě:

23  PIO (Programmed Input/Output) – přístup přes integrovaný řadič  Mód 0 – maximálně 3,3 MB/s  Mód 1 – maximálně 5,2 MB/s  Mód 2 – maximálně 8,3 MB/s  Mód 3 – maximálně 11,1 MB/s  Mód 4 – maximálně 16,7 MB/s  Mód 5 – maximálně 20 MB/s (*)  Mód 6 – maximálně 25 MB/s (*)  DMA (Direct Memory Access) – přímý přístup k paměťové buňce

24 Módy 5 a 6 jsou zatím v návrhu ve specifikaci CompactFlash 3.0. Proto je poslední verze jen 2.1, která přináší zrychlení v podobě režimu Multiword Direct Memory Access s rychlostí přenosu 16,7 MB/s). Na světě je jen několik výrobců technologií pro CF karty jako jsou SanDisk, Lexar, Hitachi, Samsung a Toshiba. Některé z nich prodávají karty pod svým vlastním jménem (SanDisk, Lexar), ostatní většinou licencují svoji technologii dalším výrobcům nebo prodávají tzv. OEM karty - tj. takové, které se pouze přelepí štítkem dané obchodní značky.

25 Na CF kartách jsou různé informace vztahující se k rychlosti jako například High Speed, Ultra, 40X, 80X, 100X apod. Rychlost těchto paměťových karet se udává v násobku hodnoty 150 kB/s. Z toho pak vyplývá, že karty označené jako „40x“ by měly být schopny přenášet data rychlostí 6000 kB/s. Bohužel těchto rychlostí se dosahuje pouze v optimálních laboratorních podmínkách.

26 Smart Media (SSFDC) Tyto karty vyvinula firma Toshiba byly navrženy s ohledem na co největší jednoduchost. Karty Smart Media mají též označení SSFDC (Solid State Floppy Disk Card). Neobsahují žádný řadič, jen samotné paměťové obvody. Existuje též adaptér PCMCIA pro tyto karty. Lze je snadno číst v notebooku se slotem PC Card.

27 Adaptér je často ve tvaru 3,5” diskety do nějž se vloží karta a její obsah je možno číst v disketové mechanice. Karty se používají v některých digitálních fotoaparátech. Vyrábí s kapacitami od 8 MB do 128 MB. Mají rozměr 45x37x0,75 mm a váží 1.8g.

28 Dodávají se ve dvou provedeních a to pro 3.3V a 5V. Výrobci zaručují životnost až 10 let a 1 milión mazacích cyklů. Jejich vývoj byl zastaven a do budoucna budou nahrazeny kartami xD Picture Card, které mají kapacitní limit někde u 8 GB.

29 xD Picture Card Je nástupcem rozšířených SmartMedia karet. Mají rozměr 20x25x1.7mm, takže se v současné době jedná o nejmenší formát média pro ukládání dat. Stejně jako SmartMedia, ani xD karta neobsahuje vestavěný řadič. Je výrobně levnější, ale jakékoliv zařízení, které bude s touto kartou komunikovat, musí mít řadič vestavěn. Karta váží 2.2g a pracuje s napájecím napětím 3.3V. Maximální kapacita je 1 GB, ale výhledově bude k dispozici kapacita až 8 GB. Za touto kartou firmy FujiFilm a Olympus, které jimi osazují své fotoaparáty.

30 Karta Memory Stick Paměťové karty MemoryStick jsou výrobkem firmy Sony, která je navrhla jako datová média či jako karty do svých digitálních zařízení. Karta Memory Stick má kapacitu od 4 MB do 128 MB. Proti nechtěnému smazání ji lze zajistit jako disketu. Její rozměry jsou 21,5x50x2,8 mm. Používá se v digitálních fotoaparátech Sony. Brzy se má objevit s kapacitou 128 MB následovanou 256 MB. Karty mají rozměr 50x21.5x2.8mm, váží 2g a pracují s napájecím napětím o velikosti 3.3V.

31 MultiMedia Card Karty MultiMedia Card jsou výrobkem firmy Hitachi. Její maximální kapacita je 1 GB. Její rozměry jsou 32x24x1.4mm při hmotnosti 1,5 g. Napájecí napětí je 3.3V.

32 V současnosti se objevují paměťové karty na bázi specifikace MMC4.0 s vysokými přenosovými rychlostmi až 52 Mb/s s podporou přenosu 1, 4 a 8bitových přenosů. Tyto karty současně podporují režim dual-voltage v zařízeních s napájecím napětím jak 3,3 V tak i 1,8 V.

33 Miniature Card Tato karta nemá opět vestavěný řadič a pro svou činnost potřebuje vrstvu softwarových ovladačů (Flash Translation Layer). Kapacitu má maximálně 8 MB Používá se v některých fotoaparátech. Má rozměry 38x33x3,5 mm.

34 SecureDigital Karty SecureDigital jsou výrobkem firmy Matshushita. Její rozměry jsou 32x24x1.4mm při hmotnosti 1,5 g. Napájecí napětí je 3.3V. Obsahuje obvody, které zvyšují rychlost přenosu jednotlivých dat. Navíc díky těmto obvodům umí komunikovat s ochrannými prvky, umístěnými na nosičích krytých autorskými právy. Díky tomu je karta SecureDigital dražší, než kapacitně odpovídající MultiMedia Card.

35 Kombinace s WiFi Uživatelé PDA mohli stahovat pomocí WiFi jen tolik dat, na kolik jim stačila vnitřní paměť. To z důvodu, že pokud použili slot pro adaptér WiFi, nemohli již přidat žádnou další kartu. Proto se objevila kombinace karet SD (Secure Digital) zahrnující 256 MB paměť s adaptérem sítě WiFi.

36 Data zapsaná na kartě může používat to či ono zařízení a data lze přetáhnout do počítače nebo zapsat na jiné médium. To se provádí pomocí kabelu z přístroje do počítače přes příslušné rozhraní. Pro vlastní snímání je použita čtečka. Ta obsahuje slot, a je schopna přenášet data do počítače.

37 Aplikace – 20 GB banka snímků

38 Nástupce pamětí Flash Technologie, která zřejmě za nějaký čas nahradí paměti Flash nese pracovní označení Phase-Change Memory (PCM). Je založena na materiálu se zvláštními vlastnostmi obdobnými materiálu pro citlivou vrstvu CD RW či DVD. Tento materiál je schopen měnit svou strukturu od amorfního ke krystalickému stavu (phase-change – materiál fázové změny) díky energii elektronů procházejících materiálem. Tyto 2 stavy pak představují nulu a jedničku. Oproti pamětem Flash je zde předpokládána vyšší rychlost, vyšší spolehlivost, protože se zde nebude používat plovoucího hradla, ale jen změny elektrického odporu materiálu.


Stáhnout ppt "Přenosná média s velkou kapacitou. Speciální paměti jsou určeny v převážné míře jako paměti digitálních fotoaparátů a různých kapesních počítačů, či jiných."

Podobné prezentace


Reklamy Google