Накопители типа SDHC

Министерство образования  и науки Российской федерации

Частное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Южно-Уральский институт управления и экономики»

Кафедра «Математические, технические  и естественнонаучные дисциплины»

 

Реферат

НА ТЕМУ ___Накопители стандарта_SDHC ______ ________(Secure Digital High Capacity)____________

ПО ДИСЦИПЛИНЕ____Информатика_______________

 

Выполнил(а) студент(ка)

______Теплюк_______

_Андрей Федорович__

(Ф.И.О)

_Володарского 12_кв. 42

(адрес проживания)

Группа___Т-106______

Дата отправки________

Результат проверки_____________

Проверил преподаватель__Леонова  Оксана Евгеньевна___

Дата проверки___12.12.2012________

 

 

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ 3

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1 О  ФОРМАТЕ 3

ГЛАВА 2 СКОРОСТЬ ОБМЕНА ДЛЯ ВСЕХ КАРТ ТИПА SD 3

ГЛАВА 3 ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ 3

ГЛАВА 4 MINISD И MICROSD 3

ГЛАВА 5 SDHC 3

ГЛАВА 6 SDXC 3

ГЛАВА 7 CОВМЕСТИМОСТЬ 3

ГЛАВА 8 СРАВНЕНИЕ  ТЕХНИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ MMC И SD ВАРИАНТОВ  КАРТ 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 3

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АННОТАЦИЯ

Secure Digital Memory Card (SD)— формат карт памяти, разработанный для использования в основном в портативных устройствах. На сегодняшний день широко используется в цифровых фотоаппаратах,мобильных телефонах,КПК, коммуникаторах и смартфонах, электронных книгах,GPS-навигаторах и в некоторых игровых приставках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

SDHC - Secure Digital High Capacity (SD-карты повышенной емкости). Емкость SDHC может достигать до 32 Gb, в то время как емкость карт памяти SD ограничена 4 Gb.

Хотя габариты карт SD и SDHC совпадают, SDHC-карты могут быть прочитаны только в устройствах, поддерживающих этот формат. Связано это с механизмом адресации: оригинальный SD-формат использует схему побайтовой адресации, а SDHC - посекторную.

Карты SDHC Class 2 обеспечивают скорость записи не менее 2 Мб/сек, а SDHC Class 6 - не менее 6 Мб/сек.

 

Рис.1- «Устройство SD карты: U1— контроллер, две большие микросхемы снизу— память. Контактные площадки расположены с обратной стороны платы.»

 

ГЛАВА 1 О ФОРМАТЕ

Формат был разработан в 1999 году фирмами Panasonic, SanDisk и Toshiba на основе MMC-карты. В 2000 году на CES компаниями Matsushita, SanDisk и Toshiba было объявлено о создании SD Card Association.

Карта размером 24x32x2,1 мм снабжена собственным контроллером и специальной областью, способной, в отличие от MMC, записывать информацию таким образом, чтобы «незаконное» чтение информации было невозможно, в соответствии с требованиями «Secure Digital Music Initiative». Этот факт был отражён в названии стандарта («Secure Digital»). Для записи в защищённую область используется специальный протокол записи, недоступный для обычных пользователей. При этом карта также может быть защищена паролем, без которого доступ к записанной информации невозможен; восстановить работоспособность карты можно только её полным переформатированием с потерей записанной информации.

Карты формата Secure Digital снабжены механическим переключателем защиты от записи. В  положении «lock» невозможны запись информации, и, соответственно, удаление файлов и форматирование карты, что  позволяет избежать случайной потери информации. Однако следует учитывать, что собственно защита от записи осуществляется не самой картой, а устройством, использующим карту, и может оказаться в  нём не реализованной, либо намеренно  отсутствовать. Например, автозагрузка резидентной программы CHDK для фотоаппаратов Canon работает только когда карта защищена от записи.

В большинстве случаев SD можно заменить MMC-картой. Обратная замена обычно невозможна: SD толще и может просто не войти в слот для MMC, SD поддерживает дополнительные протоколы, которые не поддерживает MMC.

Не все производители SD/miniSD/microSD карт заботятся 100% соответствии стандарту. Поэтому встречаются карты, которые отказываются работать в отдельных устройствах (например, SD карты Apacer в мобильных телефонах Nokia)

Стандарту Memory Stick дала название специфическая форма корпусов карт памяти, напоминающая пластинку жевательной резинки (stick). Разработчик и производитель накопителей этого типа — компания Sony — была серьезно обеспокоена необходимостью соблюдения авторских прав и поддержкой высокого уровня безопасности записанной информации. Эти стимулы и привели в итоге к созданию нового вида носителей. В них контроль за копированием защищенных данных реализован с применением технологии MagicGate, которая соответствует требованиям стандартов Digital Media Association. Первоначально для обмена информацией в Memory Stick использовался лишь один последовательный канал (DIO 0), а также внешняя линия синхронизации (CLK). При такой организации интерфейса скорость передачи данных достигала 20 Мбит/с. Последующие усовершенствования стандарта при вели к увеличению емкости (появились карты Memory Stick Pro, теоретически способные вместить до 32 Гбайт). Производительность интерфейса была повышена в 8 раз (до 160 Мбит/с) благодаря использованию трех дополнительных двунаправленных каналов (DIO 1, DIO 2, DIO 3) и повышению тактовой частоты (до 40 МГц). Правда, основной выигрыш в быстродействии коснулся лишь внутреннего кэша; сама флэш память карт может обеспечить скорость записи более 15 Мбит/с. Структура данных, хранимых в MemoryStick, обеспечивает совместимость карт этого типа с логическими дисками, поддерживающими эмуляцию файловой системы FAT16. Это «подобие» реализуется промежуточным программным кодом с системой команд последовательного интерфейса. Структура разных типов хранимых данных подразумевает их распределение по особым каталогам. Например, музыка (сжатие в формате ATRAC3) должна храниться в каталоге HIFI. Здесь же помещается таблица записанных файлов (PBLIST.MSF) и служебная информация. Флэшкарты со встроенными контроллерами могут быть вовсе не столь притягательны, как казалось многим разработчикам. Доказательством тому может служить xDPicture Card. Этот стандарт был создан в 2002 г. компаниями Olympus и Fujifilm как усовершенствованный вариант сошедших с дистанции устройств SmartMedia и отличается, вопервых, небольшими размерами и, вовторых, малым потреблением энергии. В названии карт заложен маркетинговый призыв к покупателям карманных электронных устройств: eXtreme Digital означает «необычайно цифровые». Может показаться, что разработчики нового стандарта считали, что отсутствие встроенного блока управления (контроллера) способно серьезно удешевить карты памяти и сделать их намного более конкурентоспособными, чем «умные» аналоги. Однако в итоге в жертву было принесено быстродействие. «Неинтеллектуальные», как и SmartMedia, эти носители поддерживаются, в основном, лишь самими разработчиками. Другие производители карт памяти не спешат осваивать их производство (исключение — SanDisk). Правда, некоторые разработчики электронных устройств используют их в своих новинках. Причина проста: флэшкарты этого стандарта проигрывают даже традиционно медленным MMC. К тому же отсутствие встроенного блока управления дает разработчикам слишком много свободы — каждый волен реализовывать собственные решения для записи и чтения содержимого карт. 
Сегодня можно с уверенностью говорить о тенденции к снижению размеров карт флэшпамяти. Это продиктовано, в основном, растущими требованиями к повышению компактности мобильных теле фонов и прочих «гаджетов». Следствием этого процесса стало появление в 2004 г. карт RSMMC (Reduced Size), а в 2003 г. — miniSD. Эти устройства используют тотже интерфейс, что и их предшественники (MMC и SD). При помощи переходников их можно использовать так же, как и «прародителей», а компактность намного выше. Появляются и новые стандарты «сверхмалых» устройств (например, TransFlash).

              

ГЛАВА 2 СКОРОСТЬ ОБМЕНА ДЛЯ ВСЕХ КАРТ ТИПА SD

По мере того, как совершенствовались технологии, многие производители стали  выпускать карты с повышенной скоростью записи. Чтобы обозначить скорость, на картах памяти обычно указывается  специальный множитель (подобно CD-ROM). 1x = 150 КБ/с. Простейшие карты имеют скорость 6x (900 КБ/с), самые быстрые — 633x (95000 КБ/с).

Подавляющее большинство производителей из коммерческих соображений присваивают  «нечестные» множители. Фактически, если карта показывает такую скорость, то только в режиме чтения. Скорость записи обычно в два раза ниже.

Позднее SD Card Association ввела классификацию скоростных характеристик карт и устройств для работы с ними, так называемый SD Speed Class. Изначально было определено три класса, позже, в SD Card Specification Ver.3.0 был добавлен ещё один (Class 10):

SD Class 2 — (скорость записи не менее 2 МБ/с)— 13x

SD Class 4 — (скорость записи не менее 4 МБ/с) — 26x

SD Class 6 — (скорость записи не менее 6 МБ/с) — 40x

SD Class 10 — (скорость записи не менее 10 МБ/с) — 66x

SD Class 16 — (скорость записи не менее 16 МБ/с) — 106x

 

Для записи видеопотока в  разрешении 1920×1080 при использовании алгоритмов компрессии скорость составляет — 24 Мбит/сек (3 Мбайт/сек), следовательно требуется карта класса не ниже 4.

 

ГЛАВА 3 ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ

Стандартной для карт SD, SDHC и SDXC является файловая система FAT (до 2 ГБ включительно—FAT16, до 32 ГБвключительно — FAT32, более 32 ГБ —exFAT); многие производители поставляют их предварительно отформатированными. Однако, как и любое запоминающее устройство с произвольным доступом, карты Secure Digital при помощи соответствующего программного обеспечения можно отформатировать любым желаемым способом— например, аналогично жёсткому диску с использованием таблицы разделов.

Следует учитывать, что поддержка  той или иной файловой системы  зависит от микропрограммы использующего карту устройства; так, некоторые устройства поддерживают исключительно FAT16, а иногда, помимо того, имеют ограничение на максимальный объём используемой карты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 4 MINISD И MICROSD

Для миниатюрных приборов разработаны miniSD размером 20x21,5x1,4 мм и самая маленькая из всех карт— MicroSD (ранее известная как TransFlash) размером 11x15x1 мм. Карты MiniSD и MicroSD имеют переходники (адаптеры), при помощи которых их можно вставлять в любой слот для обычной SD-карты. В некоторые кардридеры miniSD и microSD могут быть вставлены без адаптера.

 

Рис.2 -«Сравнение SD карты с пятирублевой монетой»

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 5 SDHC

SDHC — Secure Digital High Capacity — сменная карта флеш-памяти, удовлетворяющая спецификации SDA 2.00, введённой SD Card Association (SDA), объединяющей порядка 500 производителей карт флеш-памяти. SDHC стал развитием популярного формата SD (Secure Digital), унаследовав большинство его характеристик.

Потенциальный максимальный объём  карт SDHC увеличен до 32 GB. Как правило, для хранения информации на картах этого типа используют файловую систему FAT32 (для SD использовалась FAT16/32). SDHC отличаются от своих предшественников изменённой схемой адресации и использованием файловой системы FAT32, что теоретический увеличивает максимальный объём памяти карт с интерфейсом SDHC до 2Тб. Пока же, на практике, максимальная ёмкость выпускаемых SDHC карт равна 32Гб. Минимальный объем SDHC карт – 4Гб, «обычные» SD карты такого объема являются прямым нарушением стандарта SD и обладают ограниченной совместимостью. Любое устройство с поддержкой SDHC поддерживает соответствующие карты любого объёма. Т.е повторяясь SDHC - являются развитием карт памяти SD, позволяющим увеличить объем памяти карт и поддерживающий обратную совместимость.  
Также для SDHC введено понятие «класс», его численное значение равно минимальной установившейся скорости записи на данную карту (наиболее важная скоростная характеристика подобных изделий, влияющая, например, на скорость серийной сьёмки у некоторых фотоаппаратов.) Т.е. «SDHC Class 6» означает, что на такую карту можно записывать данные со скоростью минимум 6Мб/cек.

Как видно выиграв в  одном, потеряли в другом: как правило  карты памяти SD - имеют более высокие  показатели скорости чтения / записи.

Рис.3 - «SDHC»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 6 SDXC

В 2009 г. На CES SD Association представила новый стандарт SDXC (eXtended Capacity), поддерживающий карты объёмом до 2 TB (2 199 023 255 552 байт) и скорость обмена до 104 МБ/с. В дальнейшем планируется повысить скорость до 300 МБ/с. Разумеется, речь идет о скорости интерфейса «контроллер карты» <=> «контроллер ридера», но флэш-памяти до таких скоростей ещё далеко, и именно её невысокой скоростью будет определяться быстродействие карты в целом. Планируется, что стандартной для SDXC карт будет файловая система exFAT, разработанная компанией Microsoft. Компании Panasonic, Kingston и SanDisk представили SDXC карту объёмом 64 GB. Фирма Lexar представила карту на 128 GB^.

Японская компания Toshiba объявила о выпуске SDXC карт памяти объёмом 64 ГБ, которые, со слов производителя, являются самыми быстрыми картами в мире и имеют максимальную скорость передачи данных при записи — 35 МБ/сек и 60 МБ/сек — при чтении. В дополнение к SDXC карте Toshiba представила две новые модели SDHC карт памяти объёмом 16 и 32 ГБ с аналогичными скоростными показателями, как и у SDXC карты.

Новые модели SDXC и SDHC карт памяти, как заявляет компания, соответствуют новому стандарту SD Ver. 3.00, UHS104 и предназначены для использования в устройствах, требующих больших объёмов памяти для хранения данных при их высокой скорости передачи, каковыми, например, являются цифровые фото- и видеокамеры.

Окончательная версия SDXC, также называемая SD 4.0, поднимает теоретическую максимальную скорость передачи данных до 300МБ/сек, а ёмкость карт может быть выше 64ГБ. С SDHC-устройствами они полностью  не совместимы.

Устройства с поддержкой SDXC также  полностью поддерживают карты стандартов SD и SDHC.

SDXC карты используют файловую  систему exFAT и официально поддержка  кардридеров и карт стандарта  SDXC заявлена только для Windows Vista, Windows Server 2008 и Windows 7. Остальные ОС  на момент написания FAQ SDXC не  поддерживают. В обозримом будущем  возможна реализация поддержки  SDXC для Linux. Обновленный от 2011 MacBook Pro так же имеет поддержку карт  памяти SDXC, согласно официальной  спецификации^[, и также все новые устройства от Apple с Mac OS X 10.6.5 или старше поддерживают карты SDXC при наличии физического слота в устройстве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 7 CОВМЕСТИМОСТЬ

Карты SDHC не совместимы с кардридерами и прочими устройствами, изначально рассчитанными только на SD-карты. А  вот устройства, способные работать с SDHC-картами, поддерживают также и SD-карты. Ключевым нововведением для SDHC-карт, позволившим им превзойти  объём в 4 GB, стало введение посекторной  адресации (аналогично жёстким дискам), в то время как обычные SD-карты  имеют побайтную адресацию (как  оперативная память) и, соответственно, при 32-разрядном адресе могут иметь  объём не более 4 GB.

Некоторые устройства (кардридеры, коммуникаторы  и др.), рассчитанные на работу только с картами SD, после смены программного обеспечения могут «научиться»  работать с SDHC, если аппаратная поддержка  данных карт была предусмотрена производителем.

Также следует обращать внимание на версию реализации карты SD (SD 1.0 или SD 1.1). Если её планируется использовать в  старом устройстве, поддерживающем карты  памяти объёмом до 2 GB, убедитесь, что  она выполнена в версии 1.0, а  не 1.1, иначе будут возникать сбои при форматировании и при заполнении карты памяти информацией.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 8 СРАВНЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ MMC И SD ВАРИАНТОВ КАРТ

Были протестированы различные  накопители - и SDHC-карты и традиционные носители типа HDD и твердотельные SSD. В качестве двух основных карт, используемых нами в тестах, были 8Гб Transcend SDHC и 16Гб A-DATA SDHC. Обе карты помечены как  “класс 6”. Это означает, что в  настоящее время они обладают наилучшими показателями времени чтения/записи среди SDHC-карт.