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技术解析：数码存储卡（闪存卡）技术全解数码存储卡（闪存卡）技术全解 闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称 之为闪存卡。根据不同的生产厂商和不同的应用，闪存卡大概有SmartMedia（SM卡）、Compact Flash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、Secure Digital（SD卡）、Memory Stick（记忆棒）、xD-Picture Card（XD卡）这些闪存卡虽然外观、规格不同，但是技术原理都是相同的。 1、什么叫闪存卡 2、闪存卡的分类 3、闪存卡的用途 4、闪存卡的发展趋势 5、闪存卡相关技术 6、闪存卡的故障及排除 7、闪存卡使用须知 8、闪存卡的数据安全 9、手机闪存的使用及故障排除 一: 什么叫闪存卡 在过去,人们照相要使用胶卷,听歌要有磁带,录相要用录相带,存储文件使用磁盘,科技的发展,尤其是数码产品的发展，促使闪存卡的诞生。目前闪存卡的应用领域范围广泛，使得闪存卡迅猛发展，现在照相存储照片，录相存储视频，听歌存储音乐，及其它数据都可由闪存卡来代替。 闪存： 闪存是采用一种新型的EEPROM内存（电可擦可写可编程只读内存），具有内存可擦可写可编程的优点，还具有写入的数据在断电后不会丢失的优点。所有被广泛应用用于数码相机，MP3，及移动存储设备。 闪存卡：闪存卡（Flash Card）是利用闪存（Flash Memory）技术达到存储电子信息的存储器，一般应用在数码相机，掌上电脑，MP3等小型数码产品中作为存储介质，所以样子小巧，有如一张卡片，所以称之为闪存卡。 二:闪存卡的分类 由于不同的厂家，不同的设备，使用的用途也不同，所以闪存卡分为六大类十二小类， SD 卡 CF 卡 MMC 卡 XD 卡 SM 卡 SONY记忆棒 Minisd 卡 T-flash卡 CF 卡 CF 卡 Rsmmc卡 DVrsmmc卡 Sony mspro长棒 Sony mspro duo 短棒 SD卡: SD卡（Secure Digital Memory Card）是一种基于半导体快闪记忆器的新一代记忆设备。SD卡由日本松下、东芝及美国SanDisk公司于1999年8月共同开发研制。大小犹如一张邮 票的SD记忆卡，重量只有2克，但却拥有高记忆容量、快速数据传输率、极大的移动灵活性以及很好的安全性。 CF卡: CF卡（Compact Flash）是1994年由SanDisk最先推出的。CF卡具有PCMCIA-ATA功能，并与之兼容；CF卡重量只有14g，仅纸板火柴般大小（43mm x 36m x m3.3mm），是一种固态产品，也就是工作时没有运动部件。 MMC卡: MMC（MultiMedia Card）卡由西门子公司和首推CF的SanDisk于1997年推出。1998年1月十四家公司联合成立了MMC协会（MultiMedia Card Association简称MMCA），现在已经有超过84个成员，外形跟SD卡差不多。少了几根针脚。 XD卡: XD卡全称为XD-PICTURE CARD，是由富士和奥林巴斯联合推出的专为数码相机使用的小型存储卡，采用单面18针接口，是目前体积最小的存储卡。XD取自于“Extreme Digital”，是“极限数字”的意思。XD卡是较为新型的闪存卡，相比于其它闪存卡，它拥有众多的优势特点。袖珍的外形尺寸，外形尺寸为20mm 25mm1.7mm，总体积只有0.85立方厘米，约为2克重，是目前世界上最为轻便、体积最小的数字闪存卡 SM卡: SM（Smart Media）卡是由东芝公司在1995年11月发布的Flash Memory存贮卡，三星公司在1996年购买了生产和销售许可，这两家公司成为主要的SM卡厂商 SM卡的尺寸为37mm45mm0.76mm（图1），由于SM卡本身没有控制电路，而且由塑胶制成（被分成了许多薄片），因此SM卡的体积小非常轻 薄 SONY记忆棒: Sony ms(记忆棒):索尼一向独来独往的性格造就了记忆棒的诞生。这种口香糖型的存储设备几乎可以在所有的索尼影音产品上通用。记忆棒（Memory Stick）外形轻巧，并拥有全面多元化的功能。它的极高兼容性和前所未有的“通用储存媒体”（Universal Media）概念，为未来高科技个人电脑、电视、电话、数码照相机、摄像机和便携式个人视听器材提供新一代更高速、更大容量的数字信息储存、交换媒体。 三:闪存卡的用途 n 用于数码相机上存储照片 n 用于手机上存储音乐文、文件、电影视频 n 用于DV（数码摄像机）上存储视频 n 用于GPS上用于存储数据 n 用于工控上存储程序软件等 n 用于MP3、MP4、数码录音笔等 n 用于四：闪存卡的技术及参数 常见的闪存的全称为非易失性闪存，主要有NOR和NAND两种类型。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。第二年东芝公司继而发表了NAND flash结构，强调降低每比特储存空间的成本，而且拥有更高的性能，并且能像磁盘一样可以通过接口轻松升级。SD和SDHC的区别SDHC和SD的区别其实也就是SD 1.0/1.1规范和SD 2.0规范的区别。虽然编编手上有一份SD 1.1规范的文件，不过由于SD 2.0规范只有SDA的会员才能拿得到，而且对于一般用户来说冗长的规范文件实在没有多大的研究价值，因此编编就简单介绍一下SD 1.1和SD 2.0规范体现在SD卡上的区别。 由于SD 1.1规范中规定的SD卡使用的是FAT12和FAT16文件系统，这样一来符合SD 1.1规范的SD卡最大只能达到2G的容量(FAT12的最大磁盘管理能力为8M；最终版的FAT16分区格式最大磁盘管理能力为2G)。而随着 flash闪存价格的逐步走低，大容量SD卡很快成为了主流，从而使得SD 1.1规范下的SD卡已经越来越无法满足未来应用的需要，为此SD协会指定了SD 2.0规范，符合该规范的SD卡就被成为SDHC(High Capacity SD Memory Card)。从上文可以看出，由于文件系统的限制，普通SD卡的容量极限为2G，所以2G便成为了SDHC卡的容量起点。SDHC卡与SD卡的物理尺寸一样，最大的区别就是SDHC卡采用的是FAT32的文件系统，这样一来最大就可以支持到32GB的容量了。除了文件系统外，SD 2.0的另一个不同就是针对音频和视频的应用加入了相应的设计规范，在新的规范中将卡的速度依写入速度的不同划分为三个等级，以便于与相应的视频录像所需的速度相对应。另外，SDHC卡还明确规定了卡的标志，在符合规范的卡上既有SDHC的标志，也有代表写入速度的CLASS标志。SDHC速度等级对应的写入速度所满足的设备Class 22MB/s能满足观看普通MPEG2/4的电影、SDTV、数码摄像机拍摄Class 44MB/s可以流畅播放高清电视(HDTV)，数码相机连拍等需求Class 66MB/s满足单反相机连拍和专业设备的使用要求虽然支持SDHC卡的设备能够兼容SD卡，但SDHC卡却无法用在不支持SD 2.0的设备上。这里不单单是文件系统不同的问题，为避免新老设备装置误读SDHC卡而造成的数据损毁，通常会把SDHC控制芯片里的 CSD_Structure参数设为1，而传统的SD卡则为0。目前市面上主流的SDHC卡的容量为4GB，因为文件系统不同，旧版的读卡器不能兼容SDHC卡，和许多兼容规律一样，符合SD 2.0规范的读卡器理所当然地兼容了普通的SD卡，所以大家在购买读卡器的时候也要注意是否支持SDHC卡或符合SD 2.0规范。存储卡的速度1X=150 KB/s，150X=150150 KB/s102422MB/s，要称得上是150X，读取速度就必须达到20MB/s以上。而在闪存产品中，20MB/s的速度已经是相当相当快的了。传输速率：一般按倍速来算。x 1x为150KB现市面上出现了很多60X、80X的高速卡， 倍速越高速度越快。 读速度和写速度：指对闪存的读操作和写操作，这个速度会根据闪存卡的控制芯片来决定是多少速的闪存卡，读速度和写速度都会不一样。 控制芯片：主要提供卓越的功能，强化您的记忆卡效能。高速的传输速率( 传输速度)，优良的兼容性，让您的储存资料万无一失(安全性)。 电压：不同类型的闪存卡具有不同的规范，其所能正常工作的电压是不同的。不过不同的闪存卡接口也各不相同，不存在插错接口的可能。因此不会出现因插 错接口，工作电压不同而损坏闪存卡的情况。一般的工作电压:CF卡：3.3V/5V SD卡： 2.7-3.6V SM: 3.3V DVRSMMC: 1.8/3.3V 大约在1984年，在受聘于东芝公司期间，Fujio Masuoka博士发明了一种独特的存储器件，具有只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM) 和电可擦除只读存储器(EEPROM)器件的理想特征。与RAM 和EEPROM一样，可以对这些新颖的器件或同类的ROM进行写、擦除和重写数据的操作，器件能将可恢复的静态数据保存几乎无限长时间。此外，与RAM 和ROM相比，Masuoka博士的存储器的容量容易提高。重要的是，与ROM和EEPROM相比，该芯片能长时期存储数据，不需要备份电池或外部电源 （见图）。除无需外部电源（非易失性）存储数据和可写、擦除信息的功能外，随着读/写操作更快，且成本更低的新型存储器的出现， EEPROM和ROM不再那么普遍了。Masuoka博士的同事Shoji Ariizumi将新存储器的擦除速度比作照相机的快闪，虽然它没有RAM快，但这一比较形象而吸引人，快闪存储器因而得名。在那一年晚些时候，在加州圣何塞召开的“IEEE 1984国际电子器件会议”上，闪存首次亮相。预测到该技术的好处和经济生命力后，Intel公司于1988年推出了首款商用NOR型闪存芯片。如今，闪存广泛地应用在大容量消费类电子产品中，如数字音频播放器、照相机、手机、USB驱动、存储卡和视频游戏，以及如嵌入式系统和集成在微控制器中的复杂设计。闪存的分类闪存由门组成，基本上有两种类型：NOR和NAND。 在工作上，NOR存储器用作如计算机里典型的RAM操作，允许直接存取单个字节或者多字节空间，不管他们在存储空间中的位置如何。在用途方面，NOR闪存 可以用于存储元件的专用软件，如路由器固件或计算机的BIOS。NOR闪存规定的工作寿命约为100,000次写周期，超过此寿命后会出现坏区。在Intel 展出首款NOR闪存器件后大约一年，东芝公司开发了NAND闪存，该闪存依靠闪存转化软件使器件成为类似操作系统的硬盘驱动器。这种闪存与其NOR对手相 比，有三个明显的优点：寿命长，为100万次读/写周期；读/写操作更快；成本更低。另外，NAND闪存能够保留更大的数据块，进行长时间或短时间存储。 NAND器件对存储由产品收集或下载到产品的数据更有用，如数据记录仪的信息、数码相机的照片/视频、MP3播放器的音乐文件，等等。更新出现的第三种类型的闪存是OneNAND闪 存，由Samsung开发，支持更快速数据吞吐和更高的密度，这两点是满足高分辨率摄影、视频和其他媒体应用的两个主要要求。OneNAND可看作NOR 和NAND技术的一种混合。从本质上来讲，一个单独的OneNAND芯片集成了一个NOR闪存接口，NAND闪存控制器逻辑、一个NAND闪存阵列，以及 高达5 KB的缓冲RAM。至于速度，它能以高达108 MB/s的持续读数据率传输。OneNAND器件有两种类型： muxed和demuxed。对于muxed型，地址引脚和数据引脚结合在一起，而demuxed型芯片这两个引脚是分开的。当关注的是减少引脚数时，选 择muxed OneNAND可能好一些。另外，muxed OneNAND只工作在1.8V，demuxed的密度较低，不到1 Gbit，demuxed有1.8V 和3.3V两种选择。如果muxed或demuxed器件的密度超过1 Gbit，则只能选择1.8V的工作电压。总之，NOR闪存适合代码存储，就是说，固件、器件应用等，而NAND闪存处理存储量大的类似于硬盘驱动的例行工作。OneNAND闪存两个优点都具备， 它能胜任代码和海量数据存储，同时效率更高。基本的闪存工作各类闪存都包含大量单元，每个单元都是一组浮置栅极晶体管阵列。早期的闪存器件每个单元存储1位信息。不过，经过不断发展已经出现了多级单元器件，通过使用两级以上的电荷，这些多级单元器件的存储量超过了每单元1位。典 型的NOR单元看起来类似两个栅极的MOSFET：一个控制栅极和一个浮置栅极，有一层氧化物将两者分开。浮置栅极在衬底和控制栅极之间，数据就存储于 此。当电流从源极流至漏极时，在控制栅极产生一个高压，就对NOR单元编程。当此高压达到适当的水平，电子（数据）流向浮置栅极，在此借助于绝缘层数据得 以保存。这一过程称作热电子注入。借助一个称为隧道释放的工艺，擦除单元、所有单元重新设置数据，需要在源极和控制栅极之间加入一个大电压差。该电压差通过一个集成电荷泵得到，迫使浮置栅极的电子释放，因此就擦除了单元。NAND 闪存芯片的工作电压为3.3V 或5V，采用与NOR器件相同的隧道释放工艺来擦除数据。写数据时，隧道注入，即量子隧道效应也就是大家知道的Fowler-Nordheim隧道效应， 是一种将电荷载流子通过氧化物绝缘体注入浮置栅极的方法。据说，这种方法可以节省功率同时能缩短写操作时间。NAND和OneNAND闪存的性能同类参数 的比较如表所示。存储器局限性闪 存最关键的限制可能是写/擦除周期数有限。多数商用基于快闪产品都保证能进行高达100万个写周期。这一数字看起来似乎很大，对于NOR闪存，很可能是这 样，因为将一个软件或BIOS保存很长时间可能没问题。不过，在典型的经常进行文件写入、检索和重写的NAND应用中，这些周期很快耗完，而大多数用户可 能不进行计数。对于频繁更新的关键数据的存储，闪存可能不适合。为应对这种限制，可采用固件或文件系统驱动器，对存储器写的次数进行逐次计数。这些软件将动态地重新映射这些块，在扇区间分享写操作。换句话说，万一写操作失败，软件通过写验证和重新映射向未使用的扇区授权写操作。像RAM一样，闪存可以一个字节或一个字一次进行读或编程，但擦除必须是一次进行一个完整的块，将块中的所有位重新置位为1。这意味着需要花更多时间进行编程。例如，如果将一位（0）写入一个块，要对该块重新编程，就必须完全擦除此块，而不是仅仅重写该位。闪存的优点闪 存的优点远远超过其局限性，这一点可通过市场上的基于闪存的产品及其受欢迎度来得到证明。与传统的存储器和存储器件一样，闪存的容量起初很小，而现在正接 近笔记本电脑中的硬盘驱动器的水平。例如，大约在去年这个时候，三星公司推出了采用NAND技术的基于其32 MB 闪存芯片(K9F5608U0BYCB0)的32GB闪存驱动器，此前不久，推出了采用一种40nm工艺开发的32Gb芯片。BiTMicro公司的 Edisk是硬盘驱动终端的另一个例子，它可在3.5英寸的固态磁盘上提供155 GB的存储容量。存储卡，这种受人们欢迎 的用于数字相机和其他便携式产品的存储媒介，如今容量可以与被认为是20世纪90年代末期最新的硬盘驱动器相当。目前，1 GB和2 GB容量已经替代了256MB和更低容量的存储卡。USB闪存驱动器-亦称拇指驱动器和/或袖珍驱动器-也一样。总的来说，闪存有五个明显的优点：（1）体积小，随着时间的推移，很可能会进一步缩小；（2）低功率；（3）高存储容量，随着时间的推移，将以指数提高；（4）如果封装合适，几乎不会毁坏（没有活动部件）；（5）越来越便宜。闪存的路线图显然，闪存是那些将在未来陪伴我们一段时间的技术之一。从该技术演化而来的新型存储技术也露出了曙光。就 在3个月前，多媒体卡协会（MMCA，MultiMediaCard Association)和JEDEC固体技术协会（JEDEC Solid State Technology Association）同意选择eMMC，作为建立在共同的