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  • U盘存储结构原理

    千次阅读 2008-12-02 15:54:00
    所谓“USB闪存盘”(以下简称“U盘”)是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破,其体积小巧,特别适合随身携带,可以随时随地、轻松交换资料数据,是理想的移动办公...

        所谓“USB闪存盘”(以下简称“U盘”)是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破,其体积小巧,特别适合随身携带,可以随时随地、轻松交换资料数据,是理想的移动办公及数据存储交换产品。
        U盘使用标准的USB接口,容量一般在32M~256M之间,最高容量已有2G的产品,能够在各种主流操作系统及硬件平台之间作大容量数据存储及交换。其低端产品的市场价格已与软驱接近,而且现在很多主板已支持从USB存储器启动,实用功能更强。总体来说U盘有着软驱不可比拟的优势,主要具有体积小、功能齐全、使用安全可靠等特点。但也存在容量还不够大且无法扩充、价格较高、在Win98等部分操作系统下需安装驱动程序等缺点。
    U盘的结构基本上由五部分组成:USB端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB底板、外壳封装。其中,主控芯片可由部分公司自行研发,而价格最贵的部分是FLASH(闪存)芯片,可占到U盘总价的6/7左右,且一般使用是品牌厂商的。国产的U盘在40—60元/个(512兆),加上PEDA(主板+主控)7—10/元,再加外壳1—3元/个,包装1—5元/个,运输1—2元/个,成本大概在60—70元/个左右,但这不是最终的价格,其中需要注意的是:必须事先对闪存芯片与注入的软件进行测试,以确实哪种闪存芯片能快速识别其ID,所以,闪存芯片的价格浮动较大,测试以前不能确定。U盘主要包括三块:1、PEDA(主板+主控芯片IC);2、FLASH(闪存)芯片;3、外壳,价格分别为7—10元/个,40—60元/个,1—3元/个。目前市场上很多品牌厂商号称所谓的“X合1”功能的产品在销售,随身Q、随身邮、杀毒等功能越做越多。
        U盘的基本工作原理也比较简单:USB端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”,是U盘的“大脑”;FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后,使用者下达数据存取的动作指令后,USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。

    具体来讲还要了解以下几个概念:

    1 USB设备的分类
      USB设备分为5大类,即显示器、通信设备、音频设备、人机输入和海量存储。通常所用的U盘、移动硬盘均属于海量存储类。

    2 USB设备的检测及初始化
      当一个USB设备插入主机时,由于USB设备硬件本身的原因,它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化,而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时,它即知道有设备插入。
      当USB设备刚插入主机时,USB设备它本身会初始化,并认为地址是0。也就是没有分配地址,这有点象刚进校的大学生没有学号一样。

    3 USB描述符
    USB描述符主要包括:设备描述符,配置描述符,接口描述符,端点描述符等。
    (1)设备描述符
    当USB设备插入主机时,主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来,其中就包含了设备类型及制造商信息。
    (2)配置描述符
    配置描述符用于定义设备的功能。
    (3)接口描述符
    传输所采用的协议是由接口描述符确定。
    (4)端点描述符
    传输的方式则包含在端点描述符中。

    4 USB接口与端点
    接口是指设备中哪些硬件要与USB交换信息。海量存储器支持一个接口(数据接口),其中包含三个端口。
    端点是和USB交换信息的硬件设备。
    接口是端点的集合。

    5 USB的传输类型
    USB(通用串行总线)用于将USB接口的外围设备(device)连接到主机(host),实现二者之间数据传输的外部总线结构,是一种快速、灵活的总线接口,USB的传输类型有控制(control)、批量(bulk)、中断(interrupt)和同步(synchronous)传输4种,它最大的特点是易于使用,即插即用,主要是用在中速和低速的外设。

    6 U盘存储规范
    U盘属于海量存储类,它的存储规范中包括4个独立的子规范,即CBI传输、Bulk-Only传输、ATA命令块、UFI命令规范。前两个协议定义了数据/命令/状态在USB总线上的传输方法,Bulk-Only传输协议仅仅使用Bulk端点传送数据/命令/状态,CBI传输协议则使用Control/bulk/interrupt三种类型的端点进行数据/命令/状态的传送。后两个协议定义了存储介质的操作命令,ATA协议用于硬盘,UFI协议则针对USB移动存储,U盘读写器的设计遵循Bulk-Only传输协议和UFI命令规范。UFI命令块规范是针对USB移动存储而制定的,它总共定义了19个12字节长度的操作命令。

    (1) Bulk-Only传输协议
    当一个U盘插入主机以后,主机会要求USB设备传回它们的描述符,当主机得到这些描述符后,即完成了设备的配置。识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。
    在这种传输方式下,有三种类型数据在USB和设备传送,它们是命令块包(CBW),命令执行状态包(CSW)和普通数据包。CBW是主机发往设备的命令。执行的结果又以CSW的形式发给主机。
    (2) UFI命令块规范
    UFI是针对USB移动存储而制定的命令块协议,它规定了主机和设备进行信息交换所使用的命令块、数据和状态信息,Bulk-Only传输协议定义了传输这些信息的方法,其中UFI命令块是封装在CB
    W包中的CBWCB,设备通过读取CBWCB确定具体要执行何种操作命令(如读命令),如何完成这个命令(如从闪存的哪个地址读,需要读取的长度),设备将命令的执行状态封装成CSW返回给主机。


     http://article.ednchina.com/Embeded/200612290952181.htm

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  • 解读U盘存储结构原理

    2010-10-09 11:31:00
    U盘的结构基本上由五部分组成:USB端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB底板、外壳封装。其中,主控芯片可由部分公司自行研发,而价格最贵的部分是FLASH(闪存)芯片,可占到U盘总价的6/7左右,且一般使用是品牌...

    U盘的结构基本上由五部分组成:USB端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB底板、外壳封装。其中,主控芯片可由部分公司自行研发,而价格最贵的部分是FLASH(闪存)芯片,可占到U盘总价的6/7左右,且一般使用是品牌厂商的,目前市场品牌种类繁多,如:三星、芯邦、安国、现代和Intel等等,因目前闪存芯片价格猛涨,三星的价格最高,62元/个左右,如选择国产的则在40—60元/个(512兆),加上PEDA(主板+主控)7—10/元,再加外壳1—3元/个,包装1—5元/个,运输1—2元/个,成本大概在60—70元/个左右,但这不是最终的价格,其中需要注意的是:必须事先对闪存芯片与注入的软件进行测试,以确实哪种闪存芯片能快速识别其ID,所以,闪存芯片的价格浮动较大,测试以前不能确定。备注:如上述情况未看明白的话,只需知道U盘主要包括三块:1、PEDA(主板+主控芯片IC);2、FLASH(闪存)芯片;3、外壳,价格分别为7—10元/个,40—60元/个,1—3元/个。

    U盘的基本工作原理也比较简单:USB端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”,是U盘的“大脑”;FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后,使用者下达数据存取的动作指令后,USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。

    U盘的存储原理是:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令)读写到USB芯片适配接口,通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据,实现数据的存储。 EPROM2数据存储器,其控制原理是电压控制栅晶体管的电压高低值(高低电位),栅晶体管的结电容可长时间保存电压值,也就是为什么USB断电后能保存数据的原因。只能这么通俗简单的解释了。

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  • U盘结构、存储原理和发明人

    万次阅读 2015-06-17 02:14:12
    U盘原理存储结构 所谓“USB闪存盘”(以下简称“U盘”)是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的无需驱动器的新一代存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破,其体积小巧,特别适合随身携带,可以随时随地...
     
    U盘结构、存储原理,发明人

    所谓“USB闪存盘”(简称“U盘”)是基于USB接口、以闪存芯片为存储介质的无需驱动器的新一代存储设备。U盘的出现是移动存储技术领域的一大突破,其体积小巧,特别适合随身携带,可以随时随地、轻松交换资料数据,是理想的移动办公及数据存储交换产品。
    U盘原理使用标准的USB接口,容量一般在32M~32G,能够在各种主流操作系统及硬件平台之间作大容量数据存储及交换。其低端产品的市场价格已与软驱接近,而且现在很多主板已支持从USB存储器启动,实用功能更强。总体来说U盘有着软驱不可比拟的优势,主要具有体积小、功能齐全、使用安全可靠等特点。但也存在容量还不够大且无法扩充、价格较高、在Win98等部分操作系统下需安装驱动程序等缺点。
    U盘原理的结构基本上由五部分组成:USB端口、主控芯片、FLASH(闪存)芯片、PCB底板、外壳封装。其中,主控芯片可由部分公司自行研发,而价格最贵的部分是FLASH(闪存)芯片,可占到U盘总价的6/7左右,且一般使用是品牌厂商的,目前市场品牌种类繁多,如:三星、芯邦、安国、现代和Intel等等,因目前闪存芯片价格猛涨,三星的价格最高,62元/个左右,如选择国产的则在40—60元/个(512兆),加上PEDA(主板+主控)7—10/元,再加外壳1—3元/个,包装1—5元/个,运输1—2元/个,成本大概在60—70元/个左右,但这不是最终的价格,其中需要注意的是:必须事先对闪存芯片与注入的软件进行测试,以确实哪种闪存芯片能快速识别其ID,所以,闪存芯片的价格浮动较大,测试以前不能确定。备注:如上述情况未看明白的话,只需知道U盘主要包括三块:1、PEDA(主板+主控芯片IC);2、FLASH(闪存)芯片;3、外壳,价格分别为7—10元/个,40—60元/个,1—3元/个。

    U盘原理的基本工作也比较简单:USB端口负责连接电脑,是数据输入或输出的通道;主控芯片负责各部件的协调管理和下达各项动作指令,并使计算机将U盘识别为“可移动磁盘”,是U盘原理的“大脑”;FLASH芯片与电脑中内存条的原理基本相同,是保存数据的实体,其特点是断电后数据不会丢失,能长期保存;PCB底板是负责提供相应处理数据平台,且将各部件连接在一起。当U盘被操作系统识别后,使用者下达数据存取的动作指令后,USB移动存储盘的工作便包含了这几个处理过程。


    U盘存储原理
    在源极和漏极之间电流单向传导的半导体上形成贮存电子的浮动棚。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是0或1取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0,无电子为1。
    闪存就如同其名字一样,写入前删除数据进行初始化。具体说就是从所有浮动栅中导出电子。即将有所数据归“1”。
    写入时只有数据为0时才进行写入,数据为1时则什么也不做。写入0时,向栅电极和漏极施加高电压,增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来,电子就会突破氧化膜绝缘体,进入浮动栅。
    读取数据时,向栅电极施加一定的电压,电流大为1,电流小则定为0。浮动栅没有电子的状态(数据为1)下,在栅电极施加电压的状态时向漏极施加电压,源极和漏极之间由于大量电子的移动,就会产生电流。而在浮动栅有电子的状态(数据为0)下,沟道中传导的电子就会减少。因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后,很难对沟道产生影响。

    U盘原理的存储是:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令)读写到USB芯片适配接口,通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据,实现数据的存储。


    U盘是大陆人发明的?
    (2种说法)
    1.怀疑派
      U盘或随身碟最早称作拇指碟(Thumb drive)因为第一个 USB FLASH DISK 的商业化产品就是取这个名字,新加坡开发的,也有人认为是以色列…
      但是在大陆的网站上,他们一般认为是“朗科”发明了 U盘…
      在外国的网站,则多半不是如此认为,不过“朗科”确实如同新加坡的 Trek 曾经赢得诉讼,但多数生产随身碟厂商多半不予理会,亦没有支付专利或权利金,只有少数在大陆设厂的无奈支付,但多数厂商则不愿支付,而选择撤离大陆市场。


    2.不怀疑派
    U盘的发明人是中国人吗?
      是的.自1998年至2000年,有很多公司声称自己是第一个发明了USB闪存盘。包括中国朗科科技,以色列M-Systems,新加坡Trek公司。但是真正获得U盘基础性发明专利的却是中国朗科公司。 2002年7月,朗科公司“用于数据处理系统的快闪电子式外存储方法及其装置”(专利号:ZL 99 1 17225.6)获得国家知识产权局正式授权。该专利填补了中国计算机存储领域20年来发明专利的空白。该专利权的获得引起了整个存储界的极大震动.包括以色列M-Systems立即向中国国家知识产权局提出了无效复审,一度成为全球闪存领域震惊中外的专利权之争.但是2004年12月7日,朗科获得美国国家专利局正式授权的闪存盘基础发明专利,美国专利号US6829672。这一专利权的获得,最终结束了这场争夺.中国朗科公司才是U盘的全球第一个发明者.美国时间2006年2月10日,朗科委托美国摩根路易斯律师向美国德克萨斯州东区联邦法院递交诉状,控告美国PNY公司侵犯了朗科的美国专利(美国专利号US6829672)。2008年2月,朗科与PNY达成庭外和解。朗科向PNY签订专利许可协议,PNY向朗科公司缴纳专利许可费用1000万美元。这是中国企业第一次在美国本土收到巨额专利许可费用.也进一步证明了朗科是U盘的全球发明者.
      闪存盘,是中国在计算机存储领域二十年来唯一属于中国人的原创性发明专利成果。



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  • U盘和硬盘的存储原理

    千次阅读 2008-04-19 11:37:00
    U盘存储原理是:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令)读写到USB芯片适配接口,通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据,实现数据的存储。...

    U盘的存储原理是:计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号(加入分配、核对、堆栈等指令)读写到USB芯片适配接口,通过芯片处理信号分配给EPROM2存储芯片的相应地址存储二进制数据,实现数据的存储。
    EPROM2数据存储器,其控制原理是电压控制栅晶体管的电压高低值(高低电位),栅晶体管的结电容可长时间保存电压值,也就是为什么USB断电后能保存数据的原因。只能这么通俗简单的解释了。

    硬盘 是一种采用磁介质的数据存储设备,数据存储在密封于洁净的硬盘驱动器内腔的若干个
    磁盘片上。这些盘片一般是在以铝为主要成分的片基表面涂上磁性介质所形成,在磁盘片的
    每一面上,以转动轴为轴心、以一定的磁密度为间隔的若干个同心圆就被划分成磁道
    (track),每个磁道又被划分为若干个扇区(sector),数据就按扇区存放在硬盘上。在
    每一面上都相应地有一个读写磁头(head),所以不同磁头的所有相同位置的磁道就构成了
    所谓的柱面(cylinder)。传统的硬盘读写都是以柱面、磁头、扇区为寻址方式的(CHS寻
    址)。硬盘在上电后保持高速旋转(5400转/min以上),位于磁头臂上的磁头悬浮在磁盘表
    面,可以通过步进电机在不同柱面之间移动,对不同的柱面进行读写。所以在上电期间如果
    硬盘受到剧烈振荡,磁盘表面就容易被划伤,磁头也容易损坏,这都将给盘上存储的数据带
    来灾难性的后果。
    本贴来自中关村在线产品论坛:<a href='http://group.zol.com.cn/'>http://group.zol.com.cn/</a>,本帖地址:<a href='http://group.zol.com.cn/1/37_6254.html' target='_blank'>http://group.zol.com.cn/1/37_6254.html</a>

     

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  • U盘存储

    2017-04-18 17:41:28
    当前的U盘一般采用的都是FLASH芯片。  FLASH 芯片是应用非常广泛的存储材料,与之容易混淆的是RAM芯片,我们经常在有关IT的文章里面谈到这两种芯片。由于它们的工作条件与方式不一样,决定它们性能和用途也有...
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    2019-07-14 15:07:51
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空空如也

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