移動(dòng)存儲器全面解析
——
加入技術(shù)交流群
CF標準是所有小型海量存儲器的鼻祖，10多年前由SanDisk開(kāi)發(fā)出來(lái)。它具有8或16位并行數據總線(xiàn)，傳輸速率在3～66MBPS之間。在許多需要16位寬UDMA總線(xiàn)(66Mbps)的高傳輸速率和高容量設備中，仍需要CF標準。目前CF+格式硬盤(pán)的可用容量最高可達10GB，而CF閃存卡可用的最高容量是8GB。
因為首款CF卡使用的是NOR閃存，所以CF標準要求CF卡隱匿與NAND閃存接口的部分。主機在與CF卡通信時(shí)會(huì )將其看作是一個(gè)IDE硬盤(pán)，而CF卡上的控制器則負責壞塊管理、平均讀寫(xiě)(wear leveling)算法和與NAND閃存協(xié)同工作時(shí)所需的邏輯-物理映射。
CF卡雖然一直未能成為手機用可移動(dòng)存儲器的主流，但它卻在數碼相機領(lǐng)域保持著(zhù)極高的市場(chǎng)份額，特別是在大容量和高速度極為重要的高端市場(chǎng)。目前其它幾種外設也可與CF+版本的接口進(jìn)行連接，包括以太網(wǎng)、RS-232、傳真/調制解調器、USB、藍牙以及802.11b WLAN。
多媒體存儲卡(MMC)
1997年，西門(mén)子和SanDisk推出了多媒體卡，其外形比CF卡小，從而可實(shí)現更小巧的便攜式設備。在基本應用中，MMC可通過(guò)標準三線(xiàn)SPI接口外加一條片選線(xiàn)來(lái)控制。SPI接口的時(shí)鐘頻率最高可達20MHz。對需要更高帶寬的應用，該規范提供拓寬了的4和8位帶寬。MMC規范的4.0版增加了52MHz頻率，從而支持50MBPS的傳輸速率。
與CF不同，MMC規范不免除授權費用。根據www.MMCA.org上提供的信息：如果你不是MMC制造商，你可以分別花500美元或1,000美元訂購MMC3.1或4.1版(MMCmobile和MMCplus)規范，而你的公司也并不需要成為MMCA成員。
目前有三種類(lèi)型的存儲卡以MMC框架為基礎，它們分別是：MMC Plus、MMC Mobile和MMC Micro。MMCplus是一種標稱(chēng)尺寸的MMC卡，它工作在2.7～3.6V電壓下；具有1、4或8位的總線(xiàn)帶寬；最低2.4MBPS的讀寫(xiě)性能和26MHz頻率(可以選擇52MHz)。MMCmobile的體積更小，支持的電壓也更低：1.65~1.95 V及2.7~3.6V。MMCmobile還必須支持MMCplus所需要提供的性能。MicroSD是該系列的最新補充。MicroSD的體積不到miniSD的1/3，是目前可用的最小存儲卡(表1)。
表1：各種存儲卡的主要參數比較。
MMC和SD卡：區別在哪里？
常常有人將MMC標準和SD標準混為一談，但實(shí)際上，它們是兩個(gè)不同的標準。SD卡規范由以松下、東芝和SanDisk牽頭的一個(gè)組織所有，而MMC規范由一個(gè)由涵蓋廣泛的行業(yè)組織領(lǐng)導的MMCA(多媒體卡協(xié)會(huì ))控制。
有些出人意料的是，SD卡背后的推動(dòng)力量從未得到行業(yè)的廣泛認可。SD卡具有與索尼MagicGate類(lèi)似的加密硬件，MagicGate被用于索尼的MemoryStick產(chǎn)品中。在音樂(lè )界接受以數字方式傳播音樂(lè )之前，SD卡花了8年多的時(shí)間希望得到行業(yè)認可，而現在，SD卡已經(jīng)成為該領(lǐng)域的附屬產(chǎn)品。去年初，MMC協(xié)會(huì )接納了具有競爭性的安全卡標準——Secure MMC 1.1版規范。在三星網(wǎng)站www.samsung.com上可查到Secure MMC的概覽。
MMC卡可插在為SD卡設計的物理槽內，該槽有兩種形態(tài)：薄形和標準形。薄SD卡可插入MMC槽，但標準SD卡卻因為厚度而無(wú)法插進(jìn)。MMC和SD卡所用的協(xié)議在SD卡規范rev 2.11中完全兼容，但自此后，兩種規范出現了某種程度的分道揚鑣。
圖1：7腳MMC卡和9腳SD卡的區別清楚可見(jiàn)。
MMC和SD卡的管腳排列是兼容的(圖1)。SD卡上最多有9個(gè)管腳，而MMC卡上最多有13個(gè)管腳(圖2)。MMC卡上多出管腳的唯一功能是增加總線(xiàn)寬度(表2)。因為可以對總線(xiàn)寬度進(jìn)行編程，所以控制器可容易地找到共同特性并據此進(jìn)行設置。所有帶內置MMC支持能力的微處理器也支持SD卡。
更小體積：MMCmicro vs. MicroSD
MMC和SD組織為小型閃存卡創(chuàng )建的兩種不同標準為業(yè)界帶來(lái)了困惑。通過(guò)使用機械適配器，MMCmicro和MicroSD(也稱(chēng)為T(mén)ransFlash)都后向兼容現有的SD/MMC插槽(圖3)。兩種存儲卡體積都很小，但MMCmicro比MicroSD更快。MMCmicro采用MMC規范定義的較高的52MHz時(shí)鐘速率，而MicroSD則繼續采用25MHz。另外，MMCmicro卡擁有4位數據總線(xiàn)，而MicroSD僅支持串行數據傳輸。再有，MMCmicro支持1.8V電壓，而MicroSD僅能工作于2.7～3.6 V電壓。
圖2：13腳MMC卡后向兼容7腳版本。
XD-Picture卡
XD-Picture卡(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“XD”卡)是在2002年7月推出的。與索尼的MemoryStick一樣，它也是一種專(zhuān)屬格式，所以很難從XD卡官方網(wǎng)站(www.xd-picture.com)中找到更多信息。如果想要了解你的公司需要花多少錢(qián)才能得到XD卡的使用許可，你必須與XD卡授權許可方簽定保密協(xié)議。
XD卡與SmartMedia標準有一點(diǎn)類(lèi)似，即它們都是針對原始NAND閃存的封裝技術(shù)。XD卡中沒(méi)有嵌入控制器，所以控制CPU負責維護邏輯-物理表、管理壞區并執行糾錯。該架構的優(yōu)點(diǎn)是減小了硅面積，并且允許管理CPU擁有更多的接口控制能力，從而縮短寫(xiě)入時(shí)間。該架構的不利面，是管理CPU必須執行全部SmartMedia控制功能。
圖3：MMCmicro與MMC和SD的管腳排布。
SDIO
SDIO在SD標準上定義了一種外設接口。目前，SDIO有兩類(lèi)主要應用——可移動(dòng)和不可移動(dòng)。目前的可移動(dòng)設備作為Palm和Windows Mobile的擴展設備，用來(lái)增加藍牙、照相機、GPS和802.11b功能。不可移動(dòng)設備遵循相同的電氣標準，但不要求符合物理標準。某些手機內包含通過(guò)SDIO連接CPU的802.11芯片。此舉將“珍貴”的I/O管腳資源用于更重要的功能。
藍牙、照相機、GPS和802.11b設備有專(zhuān)為它們定義的應用規范。這些應用規范與為PCI和USB設備定義的類(lèi)規范很相像。它們允許任何宿主設備與任意外設“通話(huà)”，只要它們都支持應用規范。
SDIO和SD卡規范間的一個(gè)重要區別是增加了低速標準。SDIO卡只需要SPI和1位SD傳輸模式。低速卡的目標應用是以最小的硬件開(kāi)支支持低速I(mǎi)/O能力。低速卡支持類(lèi)似調制解調器、條碼掃描儀和GPS接受器等應用。對“組合”卡(存儲器+ SDIO)而言，全速和4位操作對卡內存儲器和SDIO部分都是強制要求的。
CE-ATA
CE-ATA有助于簡(jiǎn)化消費電子(CE)和ATA硬盤(pán)的結合。消費電子中有越來(lái)越多使用硬盤(pán)的趨向，但在小巧的手持設備中，40腳的ATA連接器和50腳的CF連接器實(shí)在占用了太多I/O資源。在CE-ATA規范中，ATA指令結構被覆蓋在MMC物理層頂部。這種處理允許重新利用內置在當今常用應用處理器內的現有MMC控制器。CE-ATA連接器利用12個(gè)管腳實(shí)現9腳SD/MMC接口。多余的3個(gè)腳提供保留腳和額外的一對電源地，以便硬盤(pán)電機可工作在與信號線(xiàn)不同的電壓。CE-ATA接口性能與4位SD/MMC一樣。當采用25MHz和52MHz時(shí)鐘時(shí)，其最高傳輸速率可分別達12.5MBPS和26MBPS。
評論