Новые технологии:

Противостояние HD DVD и Blu-ray в вопросах и ответах

News image

Одним из недавних событий в борьбе сторонников двух форматов стало заявление Майкрософт и Интел о поддержке ...

Трёхслойные гибридные HD DVD/DVD диски

News image

Международная организация DVD Forum, занимающаяся DVD-форматами, утвердила к производству односторонний трех...

Авторизация





Как работаю флэшки?
Технологии - О USB flash памяти

как работаю флэшки?

Флэш-память по типу запоминающих элементов и основным принципам работы подобна памяти типа EEPROM, однако ряд архитектурных и структурных особенностей позволяют выделить ее в отдельный класс. Разработка Флэш-памяти считается кульминацией десятилетнего развития схемотехники памяти с электрическим стиранием информации.

В схемах Флэш-памяти не предусмотрено стирание отдельных слов, стирание информации осуществляется либо для всей памяти одновременно, либо для достаточно больших блоков. Понятно, что это позволяет упростить схемы ЗУ, т. е. способствует достижению высокого уровня интеграции и быстродействия при снижении стоимости. Технологически схемы Флэш-памяти выполняются с высоким качеством и обладают очень хорошими параметрами. Термин Flash по одной из версий связан с характерной особенностью этого вида памяти — возможностью одновременного стирания всего ее объема. Согласно этой версии ещё до появления Флэш-памяти при хранении секретных данных использовались устройства, которые при попытках несанкционированного доступа к ним автоматически стирали хранимую информацию и назывались устройствами типа Flash (вспышка, мгновение). Это название перешло и к памяти, обладавшей свойством быстрого стирания всего массива данных одним сигналом.

Одновременное стирание всей информации ЗУ реализуется наиболее просто, но имеет тот недостаток, что даже замена одного слова в ЗУ требует стирания и новой записи для всего ЗУ в целом. Для многих применений это неудобно. Поэтому наряду со схемами с одновременным стиранием всего содержимого имеются схемы с блочной структурой, в которых весь массив памяти делится на блоки, стираемые независимо друг от друга. Объем таких блоков сильно разнится: от 256 байт до 128 Кбайт.

Число циклов программирования для Флэш-памяти хотя и велико, но ограничено, т. е. ячейки при перезаписи «изнашиваются». Чтобы увеличить долговечность памяти, в ее работе используются специальные алгоритмы, способствующие «разравниванию» числа перезаписей по всем блокам микросхемы. Соответственно областям применения Флэш-память имеет архитектурные и схемотехнические разновидности. Двумя основными направлениями эффективного использования Флэш-памяти являются хранение не очень часто изменяемых данных (обновляемых программ, в частности) и замена памяти на магнитных дисках. Для первого направления в связи с редким обновлением содержимого параметры циклов стирания и записи не столь существенны как информационная емкость и скорость считывания информации. Стирание в этих схемах может быть как одновременным для всей памяти, так и блочным. Среди устройств с блочным стиранием выделяют схемы со специализированными блоками (несимметричные блочные структуры). По имени так называемых Boot-блоков, в которых информация надежно защищена аппаратными средствами от случайного стирания, эти ЗУ называют Boot Block Flash Memory. Boot-блоки хранят программы инициализации системы, позволяющие ввести ее в рабочее состояние после включения питания.

Микросхемы для замены жестких магнитных дисков {Flash-File Memory) содержат более развитые средства перезаписи информации и имеют идентичные блоки (симметричные блочные структуры).

Одним из элементов структуры Флэш-памяти является накопитель (матрица запоминающих элементов). В схемотехнике накопителей развиваются два направления: на основе ячеек типа ИЛИ-НЕ (NOR) и на основе ячеек типа И-НЕ (NAND). Накопители на основе ячеек ИЛИ-НЕ (с параллельным включением ЛИЗ-МОП-транзисторов с двойным затвором) обеспечивают быстрый доступ к словам при произвольной выборке. Они приемлемы для разных применений, но наиболее бесспорным считается их применение в памяти для хранении редко обновляемых данных. При этом возникает полезная преемственность с применявшимися ранее ROM и EPROM, сохраняются типичные сигналы управления, обеспечивающие чтение с произвольной выборкой. Каждый столбец представляет собою совокупность параллельно соединенных транзисторов. Разрядные линии выборки находятся под высоким потенциалом. Все транзисторы невыбранных строк заперты. В выбранной строке открываются и (передают высокий уровень напряжения на разрядные линии считывания те транзисторы, в плавающих затворах которых отсутствует заряд электронов, и, следовательно, пороговое напряжение транзистора имеет нормальное (не повышенное) значение.

Накопители на основе ячеек ИЛИ-НЕ широко используются фирмой Intel. Имеются мнения о конкурентоспособности этих накопителей и в применениях, связанных с заменой жестких магнитных дисков Флэш-памятью. Структуры с ячейками И-НЕ более компактны, но не обеспечивают режима произвольного доступа и практически используются только в схемах замены магнитных дисков. В схемах на этих ячейках сам накопитель компактнее, но увеличивается количество логических элементов обрамления накопителя. Для улучшения технико-экономических характеристик в схемах Флэш-памяти применяются различные средства и приемы:
Прерывание процессов записи при обращениях процессора для чтения (Erase Suspend). Без этого возникали бы длительные простои процессора, т. к. запись занимает достаточно большое время. После прерывания процесс записи возобновляется под управлением внутренних средств Флэш-памяти.
Внутренняя очередь команд, управляющих работой Флэш-памяти, которая позволяет организовать конвейеризацию выполняемых операций и ускорить процессы чтения и записи
Программирование длины хранимых в ЗУ слов для согласования с различными портами ввода/вывода.
Введение режимов пониженной мощности на время, когда к ЗУ нет обращений, в том числе режима глубокого покоя, в котором мощность снижается до крайне малых значений (например, ток потребления снижается до 2 мкА). Эти особенности очень важны для устройств с автономным (батарейным) питанием.
Приспособленность к работе при различных питающих напряжениях (5 В; 3,3 В и др.). Сама схема «чувствует» уровень питания и производит необходимые переключения для приспособления к нему.
Введение в структуры памяти страничных буферов для быстрого накопления новых данных, подлежащих записи. Два таких буфера могут работать в режиме, называемом «пинг-понг», когда один из них принимает слова, подлежащие записи, а другой в это время обеспечивает запись своего содержимого в память. Когда первый буфер заполнится, второй уже освободится, и они поменяются местами.
Различные меры защиты от случайного или несанкционированного доступа. Флэш-память с адресным доступом, ориентированная на хранение не слишком часто изменяемой информации, может иметь одновременное стирание всей информации (архитектура Bulk Erase) или блочное стирание (архитектура Boot Block Flash-Memory).

Имея преемственность с ЗУ типов EEPROM и EPROM, разработанными ранее, схемы Флэш-памяти предпочтительнее EEPROM по информационной емкости и стоимости в применениях, где не требуется индивидуальное стирание слов, а в сравнении с EPROM обладают тем преимуществом, что не требуют специальных условий и аппаратуры для стирания данных, которое к тому же происходит гораздо быстрее.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Технология работы жёстких дисков:

News image

RAID-практикум

Для начала скажу, что самая популярная схема подключения винчестеров такая: один диск подключен к стандартному разъему IDE, и является загрузочным (...

News image

Форматирование высокого уровня

При форматировании высокого уровня операционная система создает структуры для работы с файлами и данными. В каждый раздел (логический диск) заноситс...

News image

Несколько Слов О Наглядных Сравнениях Винчестеров

Вам, возможно, приходилось читать статьи или статьи, в которых для описания взаимодействия головки и диска используется аналогия с «Боингом-747», ле...

Работа с технологией DVD:

Программы для продвинутых любителей

News image

Sonic DVDiT Professional Edition 2.5.2 - эта программа, несмотря на свою простоту, имеет ряд существенных отличий от п...

Мастеринг в создании DVD

News image

Video DVD записывается с использованием файловой системы UDF (Universal Disk Format) и, также как VideoCD, содержит ...

Звуковое сопровождение при программном декодировании

News image

Самый простой метод, это микширование звукового сопровождения в обычный стерео и вывод на пару колонок или в наушник...

Подготовка файлов для создания DVD

News image

Как известно, видео на DVD хранится в формате MPEG2 (допускается MPEG1), а звук может быть в форматах PCM (несжатый), ...

Программы для DVD авторинга

News image

Наиболее известные программы DVD авторинга Adobe Encore DVD Наверное, невозможно встретить современного человека...

Программы для тех, кто не хочет тратить время на создание DVD-Video диска

News image

Ulead MediaStudio Pro 6.5 - в части создания DVD очень прост, практически не имеет никаких степеней свободы для ав...

Работа с DVD-R

News image

Итак, главное блюдо сегодняшнего обеда - работа привода с DVD-R дисками. На данный момент это наиболее совместимый ...

Запись диска

News image

Основы процесса записи дисков DVD-R должны быть знакомы любому пользователю технологии CD-R. Как и CD-R, диски DVD-R з...