揭開(kāi)數字“膠卷”的秘密，CF卡30秒拆解報告

傳統相機要記錄圖像信息，靠的是膠卷;數碼相機(DC)也要保存數據，靠的是什么呢?這就是微存儲器。CF卡于1994年由SanDisk公司首次推出，由于標準推出時(shí)間較長(cháng)、兼容性較好、通用性較強等原因得到了廣泛的應用 。CF卡結構上的最大特點(diǎn)是整合了控制器，這樣使用CF卡的外部設備就可以做得相對簡(jiǎn)單，而且不同的CF卡都可以通過(guò)單一的機構來(lái)讀寫(xiě)，無(wú)需考慮兼容性的問(wèn)題。雖然CF規格推出得很早，卻并沒(méi)有一點(diǎn)衰老的痕跡，技術(shù)的不斷革新和完善使得CF在今天仍獨具魅力，目前的CF卡的最高容量已經(jīng)達到6GB，將來(lái)更可達到10GB甚至更高。眾所周知，傳統的膠卷是通過(guò)感光發(fā)生的化學(xué)反應來(lái)記錄信息的，那么數字“膠卷”又是如何記錄信息的呢?下面就等筆者為大家揭開(kāi)這個(gè)秘密吧。

讀懂CF存儲卡的“身份證”

每塊CF卡上都少不了印有產(chǎn)品的一些標識，例如品牌、卡的種類(lèi)、容量以及一些技術(shù)參數等，讀懂這張存儲器的“身份證”，是選好CF卡的前提。

可是我們有時(shí)候會(huì )發(fā)現這些參數并不“準確”，例如有不少朋友問(wèn)“我的1024MB的CF卡為什么顯示只有988MB”，這里邊分為幾種情況：一是存儲器本身出現質(zhì)量問(wèn)題，如FLASH芯片價(jià)質(zhì)損壞等，這種情況比較少見(jiàn);最常見(jiàn)的是實(shí)際容量與標稱(chēng)相差不大，這種情況是正常的，不是質(zhì)量問(wèn)題。因為操作系統計算容量都是以1M=1024K為標準的，而廠(chǎng)商標稱(chēng)的容量都是按1MB=1000KB計算的，也就是說(shuō)，廠(chǎng)家標稱(chēng)的1024MB相當于1,024,000KB，而操作系統則計算為1024000/1024=1000MB。另外，像硬盤(pán)一樣，閃盤(pán)在格式化過(guò)程中建立文件分配表(FAT)等系統數據，這些數據也要占用一些空間。三是對于CF卡來(lái)說(shuō)，由于內置的控制需要占用一定的存儲容量，因此會(huì )對總存儲空間產(chǎn)生影響，這個(gè)控制器的生成是和使用有關(guān)的，不同的數字產(chǎn)品應用CF卡都會(huì )對卡容量的識別或者占用產(chǎn)生影響。

只要30秒!揭開(kāi)數字“膠卷”內部的秘密

即將送上邢臺的CF卡

CF卡的正反兩面都是金屬片，四邊與接口都是塑料的，拆解時(shí)只能從金屬片的邊緣下手。

拆機的過(guò)程就是這樣傻瓜，相信任何人花30秒就脫下CF卡的外衣。當然，如果想復原的話(huà)，拆的時(shí)候就需要細致一點(diǎn)，不可用力過(guò)猛，否則很容易會(huì )損壞邊框或接口。接口一壞CF卡就無(wú)法使用了。

CF卡由兩個(gè)基本部分構成：內部控制器和閃存模塊。CF卡和閃盤(pán)基本都使用NAND型flash，NAND Flash自身是沒(méi)有存儲控制器的，其結構可看作是由許多的小區塊組成的，每塊都能存儲一定數量的信息，類(lèi)似于硬盤(pán)的簇。NAND型flash的讀寫(xiě)也是以塊和頁(yè)為單位來(lái)進(jìn)行的，使用8bit的I/O端口存取數據。CF卡內部控制器設計完全模擬硬盤(pán)，最大的特色是兼容性好，無(wú)論采用多大容量的閃存芯片組，其外部接口都是標準的ATA/ID E接口，可以很容易地通過(guò)IDE接口與電腦連接，而且早已實(shí)現無(wú)驅動(dòng)設計，使用非常方便。 由于CF卡內置控制器和仿硬盤(pán)的設計，也簡(jiǎn)化了CF卡適配器的設計。CF卡的讀寫(xiě)速度，例如能達到標稱(chēng)的多少X，也是由控制芯片決定的，高速CF卡之所以能夠實(shí)現高速，就是靠性能優(yōu)秀的控制芯片實(shí)現的。圖中所見(jiàn)的是SanDisk自身開(kāi)發(fā)的一款控制芯片，主要針對普通型的CF卡產(chǎn)品。

另外，CF卡出現故障主要是在控制芯片上，一般情況是在操作過(guò)程中使用的格式或設備不匹配擾亂控制芯片的內部運作，或者是不正當的插拔造成卡的傷害。其實(shí)大部分控制芯片都沒(méi)有真正意義上損壞，重新格式化就可以了(一般相機說(shuō)明書(shū)里也有這樣的提示)。CF卡一般不會(huì )壞，真損壞的情況非常少。經(jīng)常是讀取設備設計不合理或是不正當的操作造成格式的損壞。如果格式損壞后，里面的資料可能是不能備份出來(lái)的，都需要經(jīng)過(guò)格式化才可以，但有些軟件可以處理格式化過(guò)的閃存卡，但并不能保證卡內全部數據可以恢復。

CF卡的背面。對于采用多片閃存來(lái)提升容量的CF卡，背面也能放置兩顆Flash芯片。

CF卡的結構原理圖。CF卡的內部設計采用了模擬硬盤(pán)方式，所以CF卡采用的接口和IDE接口是兼容的，在存儲芯片和接口間不需要特殊的信號轉換芯片。但CF卡沒(méi)有機械結構，因此CF卡的扇區尋址適宜采用邏輯尋址方式。邏輯尋址方式?jīng)]有磁頭和磁道的轉換操作，因此在訪(fǎng)問(wèn)連續扇區時(shí)，操作速度比物理尋址方式快得多。由于CF卡并不是單純的存儲器，還內置了專(zhuān)用控制器，與外部的接口是標準的ATA/IDE，3.3V、5V外電壓通用。所以CF卡的兼容性好，無(wú)論內部采用多少容量的閃存芯片組，都可以用ATA/IDE標準與其他設備交換數據，便于增加容量和加快傳輸速度。

走出速度的誤區：100X真的能快100倍?

目前CF卡的速度標準普遍采用與CD-ROM相同的“X倍速”方式計算，1X倍速即為150KB/秒的傳輸速率。而決定CF卡本身速度的關(guān)鍵則在內建的控制芯片和高速閃存芯片中?，F在已有CF卡生產(chǎn)廠(chǎng)商通過(guò)使用最新的控制器和高質(zhì)量閃存芯片，已經(jīng)將CF卡的寫(xiě)入速度提高到100X倍速。不過(guò)在一般的消費類(lèi)DC上，不同倍速的CF區別并不明顯——這主要受制于DC本身的處理速度，因此一般的用戶(hù)不必盲目追求高速的CF卡。最后，如果CF說(shuō)有什么缺點(diǎn)的話(huà)，那就是功耗較其它使用Flash介質(zhì)的存儲卡要大，且其50針接口在頻繁插拔的情況下較容易損壞，接口成本較高，體積相對其它微存儲器來(lái)說(shuō)也略顯“笨重”。