數(shù)碼存儲卡技術(shù)介紹

1、數(shù)碼存儲卡技術(shù)介紹作者：胤灝(SourceO原創(chuàng))發(fā)表日期：2003-6-30關(guān)鍵字：PC外設(shè) 原理 存儲卡本站自2003年撰寫、發(fā)布本文后，感謝廣大讀者的關(guān)愛閱讀和承蒙眾多網(wǎng)站相繼轉(zhuǎn)載，隨著近年來技術(shù)迅速地發(fā)展和應(yīng)用迅速擴(kuò)大，我們對本文做了更新，并補(bǔ)充了新的內(nèi)容，希望能夠給予大家更多的信息。Master of SourceO2006-9隨著各種存儲卡的出現(xiàn)和應(yīng)用，目前市面上可以看到的純出存儲卡就協(xié)議不同的種類已經(jīng)達(dá)到種至多他們主要應(yīng)用于MP3、智能手機(jī)、PDA、PM4、PMP、游戲機(jī)等場合?，F(xiàn)有多種標(biāo)準(zhǔn)，其各自有著一定的優(yōu)點(diǎn) ，盡管這些存儲卡格式的不同，但是他們均

2、有一點(diǎn)相同，就是全部使用的半導(dǎo)體“閃存”(Flash Memory Chip)芯片作為存儲介質(zhì)，并在存儲卡中集成了一片控制器實(shí)現(xiàn)通訊、讀寫、擦除等工作。存儲介質(zhì)外型尺寸 (LxWxDmm)重量 (克)容量(MB)接口標(biāo)準(zhǔn)最大讀/寫速度(MB/S)最大工作電壓(V)功耗工作/靜態(tài) (mA/uA)主要廠商外觀CF卡 I型/II型卡Compact Flash42.8x36.4x3.3151284GBATA協(xié)議的CompactFlash的接口為50針6/ 1.5(低) 6(高)3.3/5.0150/200SanDisk卡外觀SM卡 Smart Media Card45x37x0.761.81

3、2822針的接口,扁平的金手指-TAEC,Samsung卡外觀MMC卡Multi Media Card32x24x1.4264-1287針引腳-Siemens (Infineon), Sundisk卡外觀RS-MMC卡18x24x1.47針兼容MMC插槽-SanDisk卡外觀MMCplus卡32x24x1.432-1GB13針52/523.3(1.8Option)KingMAX卡外觀MMCmicro卡secureMMCmicro12x14x1.10.451210針，1/4位數(shù)據(jù)>1.9(1b)>7(4b)1.8/3.318mA(1位)25mA(4位)Samsung

4、卡外觀MMCmobile卡18x24x1.41281GB兼容MMC插槽2.41.651.95；2.73.6-SanDisk卡外觀secureMMC卡18x24x1.41/2/4位傳輸1.8-3.3-SanDisk卡外觀SD卡Secure Digital32x24x2.124GB9針引腳-/2(低) 10(高)2.7-3.6Panasonic, Sundisk, Toshiba,卡外觀Mini SD卡Mini Secure Digital21.5x20x1.4116-25611針引腳-/22.7-3.6Panasonic, Sundisk, Toshiba卡外觀Micro SD卡Micro Se

5、cure Digital15x11x10.52GB8針引腳12.52.7-3.6卡外觀MS卡Memory Stick50x21.5x0.28416-128SDMI標(biāo)準(zhǔn),單面10針 接口2.45/1.52.7-3.645mA/130µASony卡外觀MS PRO卡Memory Stick DUO50x21.5x0.284256-2GSDMI標(biāo)準(zhǔn),單面10針 接口和4線并行接口-/15Mbps (最小，4線方式)100mA(并行)65mA(串行)-mA待機(jī)Sony卡外觀MS DUO卡Memory Stick DUO31x20.0x1.62128SDMI標(biāo)準(zhǔn),單面10針 接口和4線并行接口

6、2.45/1.82.7-3.6100mA(并行)300mA(串行)-mA待機(jī)Sony卡外觀MS PRO Duo卡Memory Stick PRO DUO31x20.0x1.62SDMI標(biāo)準(zhǔn),單面10針接口和4線并行接口80Mbps/80Mbps2.7-3.6100mA(并行)300mA(串行)-mA待機(jī)Sony卡外觀MS Micro卡Memory Stick Micro(M2)12.5x15x1.211GB4線并行接口-/15Mbps (最小)1.8/3.3100mA(并行)65mA(串行)1mA待機(jī)Sony, SanDisk卡外觀xD卡Picture Card20x25x 1.7316M-8

7、G單面18針接合器4/2.5富士膠卷和奧林巴斯光學(xué)工業(yè)卡外觀1.CF卡(Compact Flash Card)CF卡的全稱是"Compact Flash",由當(dāng)時(shí)最大的Flash Memory卡廠商之一美國SanDisk公司于1994年推出的。大小為43mm x 36mm x 3.3mm，重量大約在15克以內(nèi)，由于推出時(shí)間早，所以發(fā)展上較為成熟，采用ATA協(xié)議的CompactFlash的接口為50針，發(fā)展到今天，它的最高容量已經(jīng)由當(dāng)初的8M、16M一路躍升到今天最高達(dá)8GB之多，目前我們在市場面上能見到的最大容量都在8GB。CF卡可以通過一個(gè)適配器，將CF格式轉(zhuǎn)界到PCMC

8、IA卡的格式，并在筆記本電腦上使用。早期佳能數(shù)碼照相機(jī)和PDA上使用。由于應(yīng)用較早加上容量上的優(yōu)勢，目前很多款數(shù)碼相機(jī)上都是使用這種閃存卡來作為存儲介質(zhì)，而且兼容性較好，市面上也有很多讀卡設(shè)備支持，但是它過大的體積和重量則將限制它的發(fā)展。CF有兩種最大寫入速度，分別是1.5MB/秒和6MB/秒注1，讀出速度均為6MB/秒。兼容PCMCIA卡，有CF卡協(xié)會。無后繼派生產(chǎn)品。在DOS，Windows 3.x，Windows 95，Windows 98，Windows CE，Apple System 7，甚至大多數(shù)的UNIX等操作系統(tǒng)中，都支持CF卡的讀寫。2.SM卡SM卡的全稱是"Sma

9、rtMedia" ，由東芝公司（TAEC）于1995年11月發(fā)布的Flash Memory存貯卡，三星公司和東芝公司是最主要的SmartMedia廠商。從它的體積來說，45mm x 37mm x 0.76mm使它成為最薄的Flash Memory存貯卡，僅重1.8克。接口方面，SmartMedia采用了22針的接口，我們在卡外部只能看到扁平的金手指。容量上目前已經(jīng)發(fā)展到了128M，由于控制格式的不統(tǒng)一，在以前它的兼容性則不太好，往往出現(xiàn)格式互不兼容的現(xiàn)象，有時(shí)會出現(xiàn)不同廠商的數(shù)碼相機(jī)或MP3上使用的SM卡互不能直接使用，或者新的大容量SM卡不能被舊的SM讀取設(shè)備所讀取等怪現(xiàn)象，但是現(xiàn)

10、在東芝公司則力圖統(tǒng)一這種控制格式，希望可以提高它的兼容水平。點(diǎn)評：早期設(shè)計(jì)上的問題使得它在兼容性上有不少缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是體積小，價(jià)格低，是目前最便宜的Flash Memory。3.MMC卡(Multi Media Card)MMC的全稱是"MultiMediaCard"，是一種小巧大容量的快閃存儲卡。MMC卡是SanDisk公司和英飛凌(原德國西門子)公司于1997年合作推出的新型存儲卡，后有MMC協(xié)會，是一個(gè)開放性的協(xié)會，成立于1998年，由華碩、惠普、英飛凌、Kingston、Micron科技、諾基亞、三星電子、Silicon Motion等14家芯片、卡制造、軟件和設(shè)備端

11、的廠商組成。MMC卡由于它的封裝技術(shù)較為先進(jìn)，而且目前已經(jīng)相當(dāng)成熟，它的外形尺寸大約為 32mm×24mm×1.4mm，重量在2克以下，7針引腳，它的體積甚至比SmartMedia還要小，不怕沖擊，可反復(fù)讀寫記錄30 萬次,驅(qū)動電壓在2.7-3.6V。MMC規(guī)格版本有老版本是V3.31，新版本是V4.1。V4.x規(guī)格中允許最大數(shù)據(jù)傳輸速度是416Mbit/Sec，相當(dāng)于52MB/Sec的速度。傳輸時(shí)支持1/4/8bit方式。在所有MMC卡中，標(biāo)準(zhǔn)MMC和RS MMC卡是遵循MMC 3.x標(biāo)準(zhǔn)，MMCplus、MMCmobile、MMCmicro、secureMMC和secu

12、reMMCmicro都是遵循MMC 4.x標(biāo)準(zhǔn)。MMC卡主要針對移動電話，數(shù)碼相機(jī)，數(shù)碼攝像機(jī)，MP3等多種數(shù)碼產(chǎn)品上的應(yīng)用。MMC卡在之后的時(shí)間里，又陸續(xù)推出派生產(chǎn)品，分別是RS-MMC卡、MMCplus卡、MMCmicro卡、secureMMC卡、secureMMCmicro卡等，以適應(yīng)于不同應(yīng)用場合的需要。2004年9月，MMCA宣布對高速M(fèi)MC（High Speed MMC)卡新的分類，產(chǎn)生了MMCplus和MMCmobile并實(shí)行新的標(biāo)識。從MMCplus和MMCmobile字面也可以看出，這兩種卡主要針對手機(jī)和數(shù)碼影像等方面的應(yīng)用。MMCmobile商標(biāo)MMCplus商標(biāo)MMCmi

13、cro商標(biāo)此外還有三星(Samsung)研制的MMCmicro/secureMMCmicro卡，它是三種MMC卡中最小的卡，其三種卡相對大小如下圖2，另有減尺寸的封裝，稱之為RS MMC(Reduced Sie MMC)卡，大小相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)MMC卡的一半，和MMCmobile一樣大小。圖2、三種MMC卡的相對大小示意圖4.SD卡(Secure Digital)SD卡的全稱是"Secure Digital"，意為“安全數(shù)碼”，它是由日本兩大電器集團(tuán)松下電器、東芝和SanDisk聯(lián)合推出，1999年8月首次發(fā)布。由于SD卡數(shù)據(jù)傳送和物理規(guī)范皆由MMC發(fā)展而來，因此大小和MMC差不

14、多，尺寸為32mm x 24mm x 2.1mm。僅是比MMC是厚了0.7mm，以容納更大容量的存貯單元，重量上也秉承了MMC的輕重量，僅重約1.6克。重要的是，SD卡與MMC卡保持著向上兼容，也就是說，MMC可以被也新的SD設(shè)備存取，但SD卡卻不可以被MMC設(shè)備存取。從外觀上的區(qū)別來看，由于SD接口除了保留MMC的7針外，還在兩邊加多了2針作為數(shù)據(jù)線，并且?guī)Я宋锢韺懕Ｗo(hù)開關(guān)。 在容量方面，目前市場上已經(jīng)有4GB的產(chǎn)品。為適應(yīng)高容量和高速的應(yīng)用，出現(xiàn)了SDHC卡，在SDHC卡中，另有三種格式，分別是SD-音頻 (SD-Audio)、SD-視頻 (SD-Video) 和 SD-捆綁 (SD-Bi

15、nding)。要注意的是SD-Video規(guī)格通過每張 SD 卡內(nèi)置的 CPRM(可錄媒體內(nèi)容保護(hù))提供內(nèi)容保護(hù)，從而防止數(shù)據(jù)復(fù)制等。寫入速度上，分SD卡和高速SD卡，寫入速度分別是可以達(dá)到2MB和10MB每秒。通常高速卡的存儲容量要比標(biāo)準(zhǔn)SD小。SD卡系列中還派生出以下幾個(gè)品種：SDHC卡：是SD High Capacity的縮寫?；赟DA 2.00標(biāo)準(zhǔn)，允許容量達(dá)到4GB-32GB，它和以前SD相比較，文件格式上有很大區(qū)別，既它是32位FAT格式。Mini SD卡：主要也是進(jìn)攻手機(jī)、PDA、掌上電腦的信息終端。接口上和SD卡有區(qū)別，它有11個(gè)引腳，但仍然兼容SD卡的標(biāo)準(zhǔn)。單卡存儲容量最大到

16、256MB，最大寫入速度為2MB。Micro SD卡：2004年底有SD協(xié)會正式將Trans-flash Card命名為Micro SD卡，可用于多媒體手機(jī)產(chǎn)品中，兼容SD Music Initiative(SDMI)標(biāo)準(zhǔn)。Micro SD卡強(qiáng)調(diào)的是低功耗。KingMAX還設(shè)計(jì)出防水產(chǎn)品。5.MS卡(Memory Stick)自從1997年7月SONY宣布開發(fā)Memory Stick以來，Memory Stick已經(jīng)在Sony全系列產(chǎn)品上得到充分應(yīng)用，從4M到1GB容量的產(chǎn)品都能在SONY自己的產(chǎn)品上得到不同的應(yīng)用，數(shù)碼設(shè)備的產(chǎn)品線最為豐富的SONY甚至力圖使這種Flash Memory成為業(yè)

17、界標(biāo)準(zhǔn)。SONY自己稱它的中文名字是記憶棒，其實(shí)它的大小為50mm x 21.5mm x 0.28mm，重量4克。接口是由單一平面的10針接合器連獨(dú)立針槽，并具有寫保護(hù)開關(guān)。在越來越強(qiáng)調(diào)的版權(quán)保護(hù)需求中，在1999年12月Sony推出了新的MagicGate Memory Stick，主要的變化在于加入了稱為MagicGate的Sony專利的版權(quán)保護(hù)技術(shù)，遵從SDMI的標(biāo)準(zhǔn)。 MS卡是由日本Sony公司推出的，主要用于Sony自己生產(chǎn)的設(shè)備中，例如數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、智能手機(jī)、PDA等。派生格式有MS-Pro、MS Duo、MS PRO Duc和MS Micro。主要是在容量和體積上的差異。

18、目前Memory Stick的容量可達(dá)512MB。Memory Stick Pro的容量在256MB-2GB之間，未來可以達(dá)到32GB；Memory Stick DUO的容量最小，在16MB-32MB之間，通過一個(gè)適配器，可以像原來的MS卡插在卡槽中；Memory Stick Micro是2005年，Sony和SanDisk聯(lián)合推出的存儲卡，目前在Sony網(wǎng)站上發(fā)布最大容量是1GB。MS PRO屬于MS家族中的高檔產(chǎn)品，盡管形狀和MS卡相同，但它的傳輸速度有所提高，最低記錄速度為15Mbps?？梢赃m應(yīng)記錄連續(xù)的動態(tài)圖象。 MS Duo外形大約是標(biāo)準(zhǔn)MS卡的1/3大小，可以通過MS卡適配器轉(zhuǎn)接成

19、標(biāo)準(zhǔn)MS。MS Micro可用于移動電話和電腦產(chǎn)品中，又稱M2卡。體積相當(dāng)于Memory Stick PRO Duo的四分之一。最大寫入速度是15Mbps，不到2MB/s。MS Micro卡的現(xiàn)售容量在256MB/512MB/1GMB三種。1.8V產(chǎn)品可以用于移動電話；而3.3V產(chǎn)品則可以用于兼容Memory Stick Pro的產(chǎn)品Sony標(biāo)稱的1GB產(chǎn)品，實(shí)際可用容量是90%，例如標(biāo)稱1GB容量的卡，實(shí)際可用的大約是900MB。6.富士膠卷(Fujifilm)和奧林巴斯(Olympus)光學(xué)工業(yè)作為SM卡的后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)成功的“xD Picture Card”這種專為數(shù)碼相機(jī)開發(fā)的新型介質(zhì)的特點(diǎn)是體積小、容量大。外觀尺寸在現(xiàn)有的小型存儲卡中是最小的，僅為縱長20×25×1.7mm。富士膠卷和奧林巴斯光學(xué)工業(yè)以此在數(shù)碼照相機(jī)上替代SM卡?！皒D Picture Card”卡則預(yù)定了8GB的產(chǎn)品，從而解決了這方面的問題?！皒D”的含義是“eXtreme Digital”的縮寫。XD卡于2002年9月份上市，首次上市的容量共有