oldi

Память на PC-картах

Олег Татарников

PCMCIA

ATA Flash-карты

Flash-карты

Compact Flash-карты

SRAM-карты

ATA-диски на PC-картах

Flash-память «на дискетах»

 

Форм-фактор

 

Что объединяет сегодня мобильные компьютеры, сетевые роутеры, цифровые фотокамеры, сотовые телефоны, пейджеры, плейеры MP3, портативные навигационные приборы GPS и многие другие весьма далекие друг от друга приборы и устройства? Безусловно, это — память! Миниатюрные унифицированные карточки памяти используются сегодня повсюду. Более того, появление более емких и менее энергозатратных карт памяти инициирует появление целых классов новых устройств и значительно расширяет области применения уже имеющихся.

Например, популярный пейджер с применением Flash-карт получил второе рождение. Известно, что пользование пейджером иногда причиняет серьезные неудобства. Когда кто-то подает вам коротенькое сообщение, вы бываете вынуждены искать телефон и вызывать автора «шифровки», чтобы узнать подробнее, в чем же, собственно, дело. А владельцы пейджеров с Flash-картами смогут получать и длинные речевые сообщения для прослушивания, и факсы для последующей печати, и электронную почту для просмотра на внешнем мониторе, и многое другое. В общем, пейджер получает столько дополнительных функций, что превращается уже в аппарат другого рода…

К сожалению, память на PC-картах выпускается в различных стандартах, и даже в пределах одного типа часто имеется ряд серьезных отличий, снижающих универсальность использования.

В начало В начало

PCMCIA

PCMCIA — некоммерческая ассоциация, законодатель стандартов в технологии PC-карт. Она состоит из более чем 350 компаний, которые определяют направления развития и области применения новейших разработок. PCMCIA поддерживает новые разработки, определяет технические спецификации и субсидирует широкие программы маркетинга.

Целью ассоциации PCMCIA является всесторонняя поддержка и обеспечение тесного взаимодействия между разработчиками систем на базе PC-карт. PCMCIA гарантирует, что любая PC-карта, выполненная в соответствии со стандартами, cможет работать в любом устройстве с PCMCIA-слотом. Унификация способствует уменьшению капиталовложений в разработку аппаратуры и программного обеспечения, а пользователи получают дополнительную гибкость мобильных систем.

PCMCIA-стандарт на периферийные устройства добавляет мобильным компьютерам широкие возможности: оперативную память, устройства хранения и передачи информации, локальную сеть, факс-модемы, беспроводные коммуникации и многое другое. PCMCIA-карты имеют стандартизированный 68-контактный разъем для соединения с соответствующим слотом. Существует три различных физических типоразмера плат, которые описаны ниже. Главные выгоды от применения PCMCIA-карт — это малое потребление энергии, небольшой размер, «горячее» подключение и широкое разнообразие применений. Release 1.0, вышедший в сентябре 1990 года, устанавливал спецификацию для PC-карт памяти в мобильных компьютерах. Release 2.0, вышедший в сентябре 1991 года, расширил спецификацию, добавил дополнительные функции ввода/вывода для организации массивов внешней памяти, жестких дисков, локальной сети, факсов, модемов и прочих средств связи. Текущий стандарт 2.01 — лишь некоторое исправление выпуска 2.0. При этом все PCMCIA-стандарты имеют полную обратную совместимость.

Текущий стандарт определяет три типа PC-карт (I, II и III). Все они имеют одинаковую длину и ширину и отличаются только толщиной. Все типы имеют единый стандарт на соединительный разъем, поэтому последний имеет минимальную толщину — 3,3 мм и более, причем тонкую карту можно вставлять в более широкую «щель». Тип I имеет толщину 3,3 мм по всей длине. Он обычно и используется для устройств памяти. Тип II — толщиной 5 мм, используется и для больших массивов памяти, и для других компонентов компьютера типа факс-модема, сетевых плат и т.д. Тип III — «толстый» (10,5 мм), предназначен для сложных электронных или даже электронно-механических устройств типа жестких дисков или беспроводных средств связи. Если по каким-либо причинам схемотехника или дополнительная коммутация не помещается в определенном стандартном объеме, то разрешается «удлинять» PC-карту на 50 мм1 . Такие карты называются Extended cards.

Японцы как ярые приверженцы миниатюризации разработали в свое время (раньше, чем PCMCIA) собственный стандарт — JEIDA (Japanese Electronic Industry Development Association — Японская ассоциация разработчиков электронной промышленности). Однако в дальнейшем JEIDA и PCMCIA тесно сотрудничали друг с другом, встречались и активно обменивались информацией относительно новых спецификаций в процессе их разработки. В результате JEIDA Release 4.0 идентичен PCMCIA 1.0, а JEIDA 4.1 — PCMCIA 2.0. Обе организации продолжают работать вместе, чтобы гарантировать совместимость и своих будущих стандартов.

PC-карты памяти, как правило, энергонезависимы и не содержат никаких механических или движущихся частей, поэтому они значительно надежнее, чем стандартные магнитные или магнитооптические дисководы. Кроме того, PC-карты потребляют только несколько процентов мощности, необходимой традиционным, даже маленьким дисководам.

Важно обратить внимание на то, что, вопреки распространенному заблуждению, никаких карт типа IV не существует и ассоциацией PCMCIA не планируется. Наоборот, идет постоянное сокращение размеров комплектующих и аксессуаров, и все большую популярность приобретают более миниатюрные стандарты.

В начало В начало

ATA Flash-карты

ATA Flash-серия — это карты памяти, выполненные по стандарту PCMCIA Rev. 2.1 тип II. Этот тип карт обычно используется в мобильных компьютерах в качестве сменной, энергонезависимой памяти. ATA-карты используют IDE-интерфейс для связи с компьютером и поэтому больше похожи на портативные жесткие диски, чем на традиционную память. ATA Flash-карта имеет интегрированный контроллер и обеспечивает полную совместимость со всеми приложениями DOS/Windows. В продаже имеются карты с плотностью от 4 Мбайт (стоимостью приблизительно 60 долл.) до 440 Мбайт (около 1200 долл.). Эти карты с малым потреблением энергии могут использоваться на любом устройстве со слотом PCMCIA типа II или III.

В начало В начало

Flash-карты

Flash-память обеспечивает долговременное хранение данных большого объема блоками по 128 или 256 Кбайт. Flash-карты не нуждаются в резервных батареях и могут перепрограммироваться более 100 000 раз в файловой системе Flash File System. В продаже имеются карты от 2 Мбайт (стоимостью около 60 долл.) до 20 Мбайт (около 250 долл.). Специальные PCMCIA Flash-карты выпускаются для роутеров компаний Bay Networks и Cisco.

При покупке следует обращать особое внимание на наличие у Flash-карты так называемой атрибутивной памяти (Attribute Memory). Это малый по размеру (2-8 Kбайт), но важный тип физической памяти, которая должна установиться на карте после производства. Она содержит «заголовок», сообщая устройству, какой тип карты используется. Атрибутивную память должны иметь карты всех типов (модемные карты, GPS-адаптеры, карты памяти и т.д.), и из нее устройство будет читать информационную структуру карты (Card Information Structure). Без этого PC-карта не распознается корректно. Некоторые старые устройства не использовали атрибутивную память, и поэтому раньше она ставилась факультативно, но современные решения без атрибутивной памяти, как правило, не работают.

Следует обратить внимание, что добавление карт памяти приводит к некоторому снижению срока службы батарей (карта памяти может сократить время работы батарей минут на 10-30, в зависимости от устройства и объема самой памяти). Самый большой расход мощности, связанный с использованием карт памяти, приходится на фазу записи. Чтобы предотвратить потерю энергии, производите энергоемкие операции, если это возможно, подсоединившись к электрической сети с помощью адаптера питания.

В начало В начало

Compact Flash-карты

Compact Flash-карты (CF) — на сегодня одни из самых маленьких сменных массовых устройств памяти. Представленные впервые в 1994 году корпорацией SanDisk, CF-карты весили вполовину меньше и имели половинный размер (43×36×3,3 мм) по сравнению со стандартными PCMCIA II-картами, но обеспечивали полную совместимость и функциональные возможности PCMCIA-ATA. Фактически Compact Flash-карта занимает четверть объема PCMCIA и поддерживает двойное питание: и 3,3 В, и 5,5 В (другие карты работают только при одном из этих напряжений питания). CF-карта имеет 50-контактный разъем против 68-контактного PCMCIA, но все еще соответствует ATA-спецификациям (как механическим, так и электрическим) и может использоваться в слоте PCMCIA Type II.

Compact Flash — это относительно новый стандарт PC-карт, предназначенный, главным образом, для использования в цифровых камерах и миниатюрных компьютерах (Handheld PC/Palmtop/PDA). Однако в последнее время, особенно в связи с возрастающей популярностью нового аудиоформата MP3, Compact Flash-карты используются для записи звука (около 60 минут на 64-мегабайтную карту) и применяются в сотовых телефонах, «голосовых» пейджерах, плейерах и т.д.

В продаже имеются Compact Flash-карты от 4 Мбайт (стоимостью около 50 долл.) до 96 Мбайт (около 350 долл.). Выпускаются и CF-адаптеры для использования этих карт в стандартных PCMCIA-слотах (стоимостью примерно 15 долл.)

Выпуск карты CF+ емкостью 128 Мбайт (представленной на выставке CeBIT’99 в Ганновере, Германия) и карты CF+ емкостью 160 Мбайт, демонстрирующейся там же, планируется этим летом. Прототип 320-мегабайтной карты CF+ появится в IV квартале этого года.

В начало В начало

SRAM-карты

SRAM-карты памяти стоят несколько особняком и предназначены для хранения (резервного восстановления) больших массивов данных в специализированных устройствах. Для обеспечения сохранности данных SRAM-карты требуют наличия встроенной батареи. Перезаряжаемые карты включают литиевые батареи длительного действия с возможностью подзарядки, а неперезаряжаемые имеют сменный источник питания и дополнительный — резервный, сохраняющий данные во время замены основных батарей. Выпускаются такие карты в стальном защищенном корпусе и стоят довольно дорого (1 Мбайт — от 100 долл., а 6 Мбайт — до 400 долл.).

Некоторые типы имеют режим пониженного питания, многие из них обладают защитой от записи. Время доступа к такой памяти — 100-200 наносекунд; рабочая температура от –20 до +85°C.

SRAM-карты очень дороги, в среднем в 3-4 раза дороже, чем Flash-карты, однако они обеспечивают более высокое быстродействие с быстрыми циклами чтения и записи (у Flash-карт цикл записи значительно медленнее). Количество перезаписей у SRAM-карт, в отличие от Flash, не ограничено.

В начало В начало

ATA-диски на PC-картах

PCMCIA-карты типа III были разработаны в основном для жестких дисков размером 1,8 дюйма. Их небольшие размеры (86×54×10,5 мм), «горячее подключение» и высокая плотность записи идеально подходят для применения как в мобильных, так и в настольных компьютерах со слотом PCMCIA типа III. Режимы низкого энергопотребления, вплоть до полного отключения при отсутствии нагрузки, относительно низкая цена единицы информации, минимальный вес и исключительная надежность (они выдерживают перегрузки до 100 g) превращают такой диск-карту в идеальное решение для всех мобильных приложений.

В начало В начало

Flash-память «на дискетах»

В 1995 году корпорация Toshiba разработала уникальное средство хранения данных — SSFDC-карту (Solid State Floppy Disc Card). Крошечные гибкие SSFDC SmartMedia-карточки (45,0×37,0×0,76 мм) можно вставить в специальный адаптер и использовать как карту PCMCIA/JEIDA тип II или как флоппи-диск и считывать/записывать информацию в стандартном дисководе (вместо гибкой вращающейся дискеты здесь используется магнитная полоса, с которой информация передается на головку дисковода). Такое решение очень привлекательно для владельцев цифровых камер и персональных компьютеров, поэтому некоторые модели фотоаппаратов уже поставляются со специальным SSFD-адаптером.

КомпьютерПресс 8'1999