O unitate flash este un dispozitiv de stocare care utilizează memorie flash. Memoria flash este nevolatilă. Poate fi sters electric si reprogramat.

Astfel, este un tip de memorie programabilă doar pentru citire, ștersă electric, numită EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). Acest tip de memorie poate fi șters și reumplut cu date de până la un milion de ori. Unitățile flash sunt similare cu hard disk-urile obișnuite și le pot înlocui. Memoria flash este folosită pentru a stoca și transfera informații ușor și rapid.

Despre memoria flash

Unitățile flash sunt adesea folosite în produsele care funcționează la putere redusă și în cele care ar putea fi nevoite să funcționeze în medii dure. Memoria flash este nevolatilă și, prin urmare, unitățile flash nu trebuie să fie susținute de o baterie. Memorie flash cu stare solidă. Aceasta înseamnă că nu are nimic mecanic în el. Totul este pur electronic. Memoria flash are o grilă de coloane și rânduri, fiecare celulă având câte doi tranzistori la fiecare punct de intersecție din grilă. Un strat subțire de oxid separă tranzistoarele din fiecare pereche. Un tranzistor dintr-o pereche se numește poartă plutitoare, iar celălalt este cunoscut ca poartă de control. O poartă plutitoare poate păstra o sarcină electrică. Această sarcină este conținută în izolația electrică a stratului de oxid care îl separă de poarta de control. Astfel, orice electroni plasați pe poarta plutitoare rămân acolo. Acest lucru face ca memoria flash să nu fie volatilă. Memoria flash funcționează prin adăugarea și eliminarea electronilor din porțile plutitoare.

Cum funcționează o unitate flash?

Trebuie să fie introdus într-un port USB al computerului dvs. Sistemele de operare actuale pot detecta unitățile flash și pot instala singure driverele necesare. Odată ce dispozitivul este detectat, acesta poate fi folosit pentru a stoca date. Unitatea flash poate fi scoasă de pe computer numai după ce lucrarea sa este finalizată. Sistemul vă va solicita când este sigur să îl eliminați, după care poate fi eliminat fizic.

Unitatea flash este alcătuită dintr-o placă de circuit imprimat și este acoperită cu o carcasă din plastic sau cauciuc care o face durabilă. Conectorul USB care iese în afară este acoperit cu un capac detașabil. Majoritatea unităților flash folosesc o conexiune USB de tip A, ceea ce le face compatibile cu conectorii standard de computer. Prin urmare, acestea pot fi conectate direct la un port de pe computer.

Unitățile flash nu necesită drivere de dispozitiv suplimentare. Atunci când o unitate flash este conectată la un computer care rulează un sistem de operare cu unități logice bloc, aceasta extrage detaliile de implementare ale dispozitivelor de memorie flash complexe și permite sistemului de operare să utilizeze orice sistem de fișiere sau sistem de adresare a blocurilor de pe sistem. Pe scurt, sistemul de operare îl tratează ca pe un hard disk. Când este conectată, unitatea flash intră în modul de emulare, ceea ce înseamnă că emulează funcționarea hard disk-ului în viitor. Acest lucru face transferul de date între o unitate flash și un computer mult mai ușor.

Unitățile flash sunt folosite pentru a gestiona sistemele de operare pentru a transforma computerele personale într-o rețea de aparate electrice. În astfel de cazuri, ele conțin sistemul de operare și sunt folosite pentru a porni sistemul. Unitățile flash au un avantaj față de alte dispozitive datorită consumului redus de energie și ratei scăzute de eșec. În plus, unitățile flash sunt mici și portabile ca dimensiune. Acestea permit transferul rapid de date cu mai puține bătăi de cap. Practic, sunt dispozitive plug-and-play. Nu necesită nicio pregătire specială din partea dumneavoastră pentru a le putea folosi. Au un depozit mare de memorie, cu o capacitate de memorie mai mare decât dischetele sau CD-urile.

În primii ani ai evoluției lor, unitățile flash nu au putut rezista prea multor cicluri de ștergere. Acest lucru a făcut ca unitățile flash timpurii să nu fie adecvate pentru datele care necesitau actualizări frecvente. Pentru a umple acest gol, producătorii au dezvoltat o metodă de aliniere care distribuie fizic datele în toate celulele de memorie. Unitățile flash moderne pot rezista până la un milion de cicluri.

Unități flash USB

Unitatea flash USB este un cuvânt la modă în tehnologia computerelor astăzi. Aceasta este o memorie flash sau un dispozitiv de stocare a memoriei de tip NAND. Componentele principale ale unei unități flash includ un conector USB de tip A, un controler de stocare, un cip de memorie flash NAND și un oscilator cu cristal. Conectorul USB acționează ca o interfață între dispozitiv și computer. Controlerul de stocare este format dintr-un procesor RISC minuscul. De asemenea, are o anumită cantitate de memorie pe cip (poate fi ROM sau RAM). Cipul de memorie flash realizează munca reală de stocare a datelor. Oscilatorul cu cristal produce semnale de ceas și controlează ieșirea datelor de la dispozitiv. LED-urile care acționează ca indicatori oferă protecție la scriere și comută alte componente care pot face parte din unitățile flash.

Folosind o unitate flash

• Conectați unitatea flash la computer.
• Computerul vă va indica că a detectat un dispozitiv extern.
• Sistemul de operare îl va trata ca orice alt hard disk. Dispozitivul nu necesită drivere speciale. Nu este necesar un sistem de fișiere specific.
• Accesați meniul „Computerul meu” și veți vedea unitatea flash printre alte unități.
• Îl vei putea deschide ca orice alt hard disk.

Avantajele unităților flash

• Sunt ușoare și portabile.
• Sunt de încredere. Sunt rezistente la zgârieturi și nu sunt afectate de câmpurile magnetice.
• Memoria flash este nevolatilă.
• Sunt dispozitive plug-and-play, deci sunt ușor de utilizat.
• Computerul le tratează ca orice alt hard disk, facilitând astfel transferul de date.

Dezavantajele unităților flash

• Au dimensiuni mici. Deci pot fi pierdute cu ușurință.
• Utilizarea frecventă provoacă uzură, mai ales în punctul în care se conectează la computer.
• Există o limită a numărului de cicluri de scriere și ștergere pe care le pot rezista.
• Utilizarea unei unități flash pe diferite computere o face susceptibilă la infecții. Un virus de pe un disc poate distruge datele sau le poate face ilizibile.

Unitățile flash moderne vin cu măsuri de securitate precum criptarea sau chiar biometria. Sunt echipate cu o carcasă de protecție care le face fiabile. Deși numărul de cicluri de ștergere și scriere poate fi limitat. Au avantajul suplimentar de capacitate, viteză, portabilitate și consum redus de energie. Este clar că dezavantajele unităților flash sunt neglijabile în comparație cu ușurința de utilizare pe care o oferă. Unitățile flash sunt unul dintre cele mai populare dispozitive de stocare astăzi. Pot descărca programe, pot stoca documente importante, proiecte și teme și pot stoca muzică, filme și imagini.

Salut, prietenii mei. Astăzi nu vom lua în considerare nicio diagramă cu anumite modele, subiectul pentru astăzi este așa-numita unitate flash de casă. Unii, desigur, s-ar putea să nu creadă că acest lucru este posibil acasă și au dreptate să facă acest lucru, deoarece este destul de dificil și practic imposibil de făcut acasă fără echipamente speciale. Dar oamenii inteligenți au venit cu mult timp în urmă cu un card de memorie pentru telefoane mobile. În magazine găsești cu ușurință un adaptor cu care poți conecta un card de memorie la un computer printr-un port USB. Acest adaptor costă doar 2 USD.

Dispozitivul funcționează foarte simplu - trebuie doar să plasați cardul de memorie într-un anumit loc pe adaptor, iar adaptorul în sine este realizat sub forma unei mufe USB care trebuie doar conectată la portul USB al computerului. Pentru unitatea noastră flash de casă, trebuie să aveți la îndemână un astfel de adaptor cu un card de memorie de la un telefon mobil și o altă mufă sau o carcasă din plastic corespunzătoare pentru USB.

Apoi punem adaptorul în carcasa prizei și închidem capacul și vedem ce avem.

Acum arată ca o mufă USB tăiată, dar nimeni nu va bănui că există o unitate de memorie acolo! Acum este rândul schemelor. Sunt 4 fire, îndepărtăm o mică parte din izolație din fire în avans și le cositorim. Apoi, luăm câteva piese noi-nouțe (este mai bine să luăm cele deteriorate, dar astfel încât să arate ca noi) și le lipim împreună. Nu există un circuit specific aici, lipiți orice doriți, designul trebuie doar să arate ca un circuit, desigur că nu va funcționa! Puteți folosi condensatoare, rezistențe, condensatoare polare și nepolare și câteva tranzistoare, după cum știți, unele unități flash au un indicator LED încorporat pe spate, puteți obține un simulator de un astfel de indicator; unitatea flash pare credibilă și nu ridică îndoieli.

Pentru a face acest lucru, o despachetare a prizei USB și a mufei este atașată la articol prin canalele laterale, care trebuie conectate la firele noastre, apoi asamblați un circuit intermitent simplu pentru un LED, în acest caz încă; mai avem două fire libere la care putem atașa un prefabricat<блеф>circuit de stocare a memoriei. Deci, să rezumam - avem un design destul de interesant, atunci când este conectat la portul USB al computerului, LED-ul va începe să clipească și pentru străini va da senzația că o unitate flash este conectată, dar vor fi mai surprinși când computerul va anunța că o unitate de memorie este conectată la el! Da, toată lumea va crede că ești un geniu și va cere o diagramă a unei astfel de simple unități flash minune. Încercați să faceți schema de conectare a pieselor cât mai confuză, astfel încât nici măcar maestrul să nu bănuiască ce este înșelat. Ei bine, asta este tot, puteți vedea lucruri atât de interesante în articolele ulterioare, la revedere prieteni - Arthur Kasyan (AKA).

Suntem obișnuiți să ne bucurăm de beneficiile civilizației și în ultimul timp nici nu le observăm. Dar mulți oameni se întreabă cum funcționează acest sau acela mecanism. Acest articol este scris pentru cei curioși care se întreabă cum funcționează o unitate flash? Puteți restaura unitățile flash.

Celulele de memorie sunt folosite pentru a stoca informații. O celulă poate stoca doar un bit. Un element de cod binar de 0 sau 1 este scris în acest bit.

O unitate flash conține miliarde de celule care sunt gata să rețină informații pentru tine. Opt biți formează un octet. Deci, o unitate de un gigabyte constă din 8.589.934.592 de celule de memorie, iar acest articol se încadrează în aproximativ 20.000 de celule.

Mai multe despre celulele de memorie

Celulele de memorie sunt tranzistoare. Tranzistorul are doi semiconductori de tip n, acestea fiind situate pe laturile sale. Acești semiconductori au mulți electroni liberi. Când aceste particule se mișcă, curentul trece.

În mijlocul semiconductorilor de tip n există un semiconductor de tip p, care se caracterizează printr-o lipsă de electroni. Transportă curent prin găuri lipsite de electroni.

Datorită diferitelor tipuri de conductivitate ale acestor materiale semiconductoare, curentul nu este capabil să treacă între ele.

Designul tranzistorului prevede o poartă de control, care este situată deasupra semiconductorului p. Este un electrod și i se aplică tensiune. Când se aplică o tensiune pozitivă, împinge găurile p-semiconductorului și atrage particule. Acest lucru se datorează atracției sarcinilor opuse.

Rezultă așa-numita n-joncțiune. Este necesar pentru a transfera electricitate de la un n-semiconductor la altul, rezultând curentul de trecere al tranzistorului.

Poarta de control este separată de p-semiconductor, care se numește poartă plutitoare (plachetă de siliciu policristalin). Dacă placa este încărcată negativ, curentul nu va fi condus de tranzistor, indiferent de sarcina porții de control, care poate interfera cu funcționarea acesteia în viitor.

Citirea datelor

Procesul de citire a informațiilor de pe o unitate flash are loc după cum urmează. Tensiunea este aplicată la poarta de control. Acest lucru este necesar pentru a determina zero sau unul care se află în această celulă de memorie. Combinația de zerouri și unu îi spune mașinii care citește informațiile despre caracterele codificate.

Dacă există un exces de electroni la poarta de control, nu circulă curent. Aceasta indică una.

Când există o lipsă de electroni la poarta de control, curentul curge. Aceasta indică zero.

Înregistrarea datelor

Pentru a înregistra informații, este necesar să umpleți poarta plutitoare cu electroni. Dar aceasta este o sarcină dificilă din cauza stratului dielectric care îl înconjoară și nu permite trecerea curentului.

Electronii sunt plasați într-o celulă plutitoare prin aplicarea unei sarcini pozitive, mai mare decât cea furnizată în timpul citirii, moment în care sar, trecând prin stratul dielectric.

La ștergerea informațiilor, o tensiune negativă este aplicată pe poarta plutitoare, iar electronii cad de pe poarta plutitoare.

Exact așa funcționează acel mic lucru care ne face mai ușor să schimbăm informații.

Ofer cadou pentru a descărca o carte gratuită: cauzele înghețurilor pe un PC, recuperare de date, rețea de calculatoare prin cablare electrică și multe alte caracteristici interesante.
Știri și mai interesante, și cel mai important comunicare, soluții la problemele tale! Adăugați la telegramă -

Pentru afaceri - o unitate flash, pentru distracție - un hard disk!
Înțelepciunea populară

⇡ Remediați-l imediat!

Repararea gadgeturilor actuale este o sarcină ingrată și adesea neprofitabilă. Sunt din ce în ce mai puține piese înlocuibile în ele, aspectul este din ce în ce mai dens și, între timp, prețurile (cu funcționalitate egală) sunt din ce în ce mai mici. Un meșter nu poate concura cu tehnologiile industriale. Cu toate acestea, reparatorii de telefoane mobile și laptopuri nu se plâng în mod deosebit de viața lor (vezi articolele din 2011 - și). Motivul, așa cum explică ei înșiși, este fragilitatea componentelor - ecrane, carcase, circuite de alimentare, o serie de microcircuite, precum și conexiuni nesigure. Unitățile flash — „stick-urile USB” și, într-o măsură mai mică, cardurile de memorie — urmează cu încredere aceeași cale.

Aproape fiecare utilizator a experimentat deja cel puțin o defecțiune a unității flash și, probabil, mulți s-au întrebat: este posibil să o remediați singur? Pe vremuri, când un gadget la modă costa o treime din salariul tău, asta era sugerat de o broască râioasă binecunoscută, iar mai târziu de simplă curiozitate. Într-adevăr, ca și pentru cheile defecte, cel puțin 50-60% din cazuri sunt tratate cu metode simple care nu necesită pregătire sau echipament special. De ce să nu încerci?

Astăzi, reparațiile devin din nou relevante pe măsură ce capacitatea (și, prin urmare, costul) unităților flash crește și, cel mai important, odată cu scăderea fiabilității acestora. Piața unităților flash este extrem de competitivă cu războaiele regulate ale prețurilor. Producătorii economisesc fiecare cent din costuri și nu le pasă prea mult de calitatea produselor lor (modelele emblematice scumpe sunt unele excepții). Le este mai ușor să includă un anumit procent de defecte în preț și să înlocuiască dispozitivele defectuoase în garanție. „Șeriful nu-i pasă ce se întâmplă cu unitatea flash mai târziu.”

Din păcate, serviciile de garanție sunt adesea indisponibile utilizatorului: fie documentele sunt pierdute (câți oameni le amintesc, sau cel puțin păstrează chitanța?), fie locul de cumpărare este departe, fie unitatea flash are deteriorări externe - aceasta este în mod clar un caz fără garanție. Ce putem spune despre importurile gri și falsurile de-a dreptul (piețele de vechituri de pe internet sunt pline de ele - afacerile fără scrupule, din păcate, sunt înfloritoare). În astfel de cazuri, auto-repararea poate rezolva problema și poate readuce la viață cheia spartă.

Toate unitățile flash, cu excepția modelelor monolitice, sunt aranjate în același mod și destul de simplu: un conector USB, o placă de circuit imprimat, pe el sunt o duzină sau două elemente de cablare, un controler și de la unul la opt cipuri de memorie ( pe modelele de mare capacitate, acestea sunt adesea lipite în perechi, cum ar fi „sandvișurile”). Tehnologiile de reparații sunt simple și accesibile oricui are un fier de lipit și un multimetru. De asemenea, abilitățile minime în manipularea electronicelor nu vor fi de prisos.

Reparațiile cu succes aduc nu numai satisfacții morale legitime, ci și beneficii materiale. Unitatea „extra” care apare vă permite să vă gestionați datele într-un mod mai flexibil (de exemplu, duplicate) și, în general, să vă simțiți mai calm. Conform observațiilor, dispozitivele reanimate trăiesc chiar mai mult decât cele noi - punctele slabe au fost deja eliminate, iar proprietarul le manipulează cu mai multă atenție.

Foarte des, proprietarul unei unități flash sparte nu este interesat de unitatea flash în sine, ci de datele înregistrate pe ea. Tehnologiile de recuperare a datelor (DR) sunt fundamental diferite de reparațiile ca atare, deoarece nu este nevoie să vă faceți griji cu privire la funcționalitatea întregului dispozitiv. Cipurile de memorie flash, pe care sunt stocate informații, defectează foarte rar (1-2% din cazurile de urgență). Ele sunt protejate de vicisitudinile destinului atât mecanic - prin carcasă și prin designul unității flash în sine (cipurile sunt de obicei scoase din conectorul USB, partea cea mai stresantă), cât și electric - prin controler și cablaj. Acesta din urmă își asumă toate riscurile interacțiunii prin intermediul interfeței, inclusiv inversarea polarității, supratensiuni sau descărcări statice. Același lucru este valabil și pentru cardurile de memorie.

Prin urmare, datele „brute” de pe cipuri, de regulă, sunt salvate, iar cea mai fiabilă modalitate este de a dezlipi toate cipurile, a le citi la nivel fizic folosind un dispozitiv special (programator sau cititor) și a asambla o imagine a sistemului de fișiere. din haldele rezultate. Ultima etapă este cea mai dificilă, deoarece este necesar să se reproducă algoritmul controlerului. Producătorii nu sunt deloc dornici să dezvăluie astfel de lucruri, așa că trebuie să efectueze inginerie inversă - cunoscuta inginerie inversă.

Rezultatele săpăturilor cu forță de muncă intensivă ajung într-o bază de date, numită uneori sistem de decizie. Prin eforturi colective, am acumulat peste 3.000 de soluții care ne permit să emulăm aproape orice controler. Pentru asamblare se foloseste software specializat, care este foarte scump (aproximativ 1.000 de euro) si greu de stapanit. Pe teritoriul fostei URSS, precum și în multe alte țări, două sisteme hardware și software au câștigat cea mai mare popularitate: Flash Extractor de la compania din Moscova Soft-Center și PC-3000 Flash SSD Edition de la ACE Lab (acest dezvoltator Rostov este cunoscut și pentru instrumentele sale de reparare a hard disk-urilor).

Cititor din complexul Flash Extractor. Prizele înlocuibile vă permit să conectați microcircuite de toate tipurile majore

Este clar că astfel de tehnologii sunt apanajul specialiștilor. Dar aceasta este singura opțiune în cazurile în care controlerul se arde sau informațiile de service de pe cipuri sunt deteriorate. Unitatea flash nu este apoi recunoscută deloc sau nu oferă acces la date și chiar și înlocuirea controlerului cu unul cunoscut bun nu ajută (eficiența acestei tehnologii învechite este de doar 15-20%).

Dacă problemele hardware nu afectează controlerul și firmware-ul, atunci după reparație datele devin disponibile din nou - puteți ucide două păsări dintr-o singură piatră. Adevărat, o astfel de „dublă” profitabilă este posibilă numai în cele mai simple cazuri, cum ar fi o siguranță arsă sau alt element de cablare. Un conector USB îndoit sau o placă spartă (defecțiuni tipice cu care unitățile flash sunt aduse pentru reparare), din păcate, nu se aplică acestora. Adesea, în astfel de situații, firmware-ul se blochează și chiar și după repararea plăcii, nu veți putea ajunge la fișiere.

Motivul este utilizatorii înșiși: ei încearcă să lucreze cu o unitate flash deteriorată apăsând conectorul cu mâna. Și este în zadar - încă nu puteți obține un contact stabil, dar controlerul este blocat de chatter (ceea ce este echivalent cu mai multe conexiuni și deconectări). Unitatea flash nu mai este detectată, după care soluțiile simple nu mai funcționează.

Trebuie să alegeți dacă aveți nevoie de „informații” sau de unitatea în sine. În primul caz, utilizatorul se poate aștepta la recuperarea profesională a datelor (dacă merită...), iar în al doilea - repararea, cel mai probabil independent. Aduce unitatea flash într-o stare „ca nouă”, distrugând tot ce a fost înregistrat anterior. Deci, tehnologiile de reparații și DR sunt în general incompatibile.

Cum se rup unitățile flash și cardurile de memorie? Să luăm în considerare principalele tipuri de defecte, cauzele lor și metodele de eliminare.

⇡ Mecanici populare

Problemele mecanice sunt greu de ratat. În ceea ce privește unitățile flash, acestea sunt defecte ale carcasei, ruperea capacului și a altor părți în mișcare, deteriorarea conectorului USB (cazul cel mai frecvent), fisuri și cipuri ale plăcii de circuit imprimat și elemente radio de pe acesta. Unităților flash nu le place umezeala și, dacă sunt înecate sau inundate, nu vor funcționa.

Excepție fac modelele scumpe și mai rare protejate, în care volumul interior este umplut cu silicon (acestea poartă adesea denumirile de marketing Extreme, Voyager etc.). Apropo, același silicon face destul de dificilă dezlipirea cipurilor în timpul reparației hardware sau al recuperării datelor - fiecare pin trebuie curățat cu un bisturiu. Structurile monolitice ies în evidență separat: sunt relativ rezistente la apă și la impacturi (minore), dar pagubele grave sunt cu siguranță fatale.

Această unitate flash Corsair, care a sosit „la data”, a trebuit să fie literalmente smulsă din silicon

O carcasă spartă, un capac lipsă sau piese în mișcare blocate pot să nu afecteze performanța unității flash, dar devine incomod și chiar dificil de utilizat, iar durata de viață a acesteia este redusă drastic. Dacă conectorul USB este îndoit, șifonat sau rupt (ca și în cazul altor probleme de contact), unitatea flash este fie complet inoperabilă, fie este recunoscută o singură dată și nu va dura mult. O placă deteriorată necesită cu siguranță reparații, dar nu duce întotdeauna la succes - este dificil să restabiliți urmele interne ale unei structuri multistrat.

Un capac crăpat al unei unități flash este una dintre cele mai frecvente defecțiuni. La modelele ieftine acest lucru se întâmplă după o lună sau două de utilizare.

Spre deosebire de unitățile flash, deteriorarea mecanică a cardurilor de memorie este de obicei fatală: reparațiile pot să nu fie necesare. O placă de circuit imprimat subțire ca hârtie suferă orice impact grav - căile sale conductoare sunt rupte și contactul cu cipurile de memorie este întrerupt. Și cipurile în sine se pot sparge odată cu pierderea tuturor „informațiilor”. Deci, numai defecțiuni minore pot fi eliminate.

Astfel, cardurile SD se confruntă cu delaminarea jumătăților de carcasă și (cel mai adesea) pierderea glisorului de blocare a scrierii. În acest din urmă caz, cardul devine doar citire, nu se poate scrie nimic pe el (glisorul în sine nu este un comutator, pur și simplu deschide mecanic circuitul de interzicere a scrierii în cititorul de carduri, astfel încât scrierea este posibilă pe unele dispozitive). Un SD cu o carcasă decojită sau îndoită poate fi dificil de introdus și, mai important, de scos din slot. Folosirea forței (pensete, clești etc.) nu face decât să înrăutățească situația. Există, de asemenea, posibilitatea ca întregul conținut al cardului să cadă mai devreme sau mai târziu din carcasă - acest lucru va distruge cel mai probabil dispozitivul.

În mâinile unui utilizator nerăbdător, cardul SD nu a rezistat mult

Cauza deteriorării mecanice este cel mai adesea neglijența utilizatorului. Unitățile flash sunt introduse strâmb și brusc în portul USB al unui computer sau laptop; cele deja introduse sunt atinse de o mână, picior, geantă sau mop. În afara computerului, brelocuri sunt aruncate pe podea, călcate pe picioare, se așează, sunt alergate de roata unui scaun și așa mai departe. Unitățile flash ajung în mașina de spălat, în murdăria străzii și sub cafea vărsată, sunt scăldate în mări și băi. Am văzut dispozitive de stocare care au fost în dinții de câine.

Modelele cu piese pliabile și glisante suferă de un efort inutil în timpul transformării. Piesele în mișcare în sine nu sunt foarte durabile și se uzează rapid dacă sunt fabricate din plastic moale ieftin. Acest lucru este valabil mai ales pentru diferite dispozitive de blocare - inserarea unei astfel de unități flash „auto-pliabile” în port poate fi dificilă. Purtarea este foarte accelerată într-un mediu murdar și agresiv (de exemplu, într-un buzunar lângă chei). Praful și umiditatea pătrund cu ușurință într-un conector USB care nu este protejat de un capac, provocând contaminarea și coroziunea contactelor (nu sunt întotdeauna placate cu aur, așa cum este cerut de standard).

Unitatea flash Kingston tinde să se plieze atunci când este conectată - blocarea poziției de lucru s-a uzat. Glisorul trebuie ținut cu mâna

Politicile producătorilor joacă, de asemenea, un rol în acest sens. Ei tratează unitățile flash ieftine ca pe un produs de unică folosință și economisesc la orice. De aici și carcasa subțire, capacul care se sparge după o săptămână, placa PCB subțire și lipirea neglijentă și slabă. Modelele mai scumpe sunt de obicei mai bune și sunt mai durabile din punct de vedere mecanic. Când cumpărați, ar trebui să le alegeți. Adevărat, dacă banii au fost cheltuiți pe un design elaborat, atunci este mai bine să fii atent - corpul plin de farmec poate conține umplere slabă și lentă. Apropo, acestea sunt în mare parte unități flash corporative cadou - nu este înțelept să le folosiți pentru afaceri, problemele vor începe foarte repede.

Mai multe despre alegere. În viață, cele mai puternice unități flash sunt în formă de ou, nu prea compacte. Modelele lungi și subțiri se sparg primele. Cu cât este mai mult metal în carcasă, cu atât mai bine - metalul oferă nu numai rezistență, ci și o bună disipare a căldurii. Capacul mai fiabil este cel care este ținut pe loc prin frecare pe întreaga zonă a conectorului USB - nu se va crăpa în zona proeminențelor de reținere. Este bine când capacul este asigurat împotriva pierderii cu un cordon sau un cordon. Uneori, capacul scos poate fi pus pe spatele unității flash - acest lucru nu este atât de convenabil, dar mai bine decât nimic.

Conectorul deschis recent la modă (fără bandă metalică, patru plăci de contact sunt la vedere) nu are succes în ceea ce privește fiabilitatea: se rupe și se zgârie ușor și, cel mai important, este supus unei statice distructive. În plus, este adesea combinat cu un design monolitic - elegant și compact, dar nu poate fi reparat. Dacă, de exemplu, un laptop cade de pe o masă, atunci conectorul unității flash obișnuite introduse se rupe pur și simplu, dar monolitul se sparge în jumătate, supărând atât utilizatorul, cât și reparatorul.

Conector rupt pe unitățile flash obișnuite și monolitice. În acest din urmă caz, nu este nevoie să vorbim despre reparații și chiar obținerea de date este o mare problemă. Persoanele de contact încercuite nu vor ajuta aici

Reparația mecanică are scopul de a restabili funcționarea și fiabilitatea unei unități flash, conținutul acesteia este destul de evident. La nivelul „do-it-yourself”, aceasta înseamnă lipirea sau înlocuirea carcasei, selectarea unui capac potrivit și altele asemenea. În multe cazuri, supercleiul cianoacrilat vine în ajutor, în special cu un activator (hexan), care vă permite să lipiți orice plastic, inclusiv polietilenă „rezistentă” și polipropilenă. Pentru un conector USB slăbit sau îndoit, elementele de fixare ar trebui să fie lipite, în special urechile laterale (ele preia sarcina de îndoire și se desprind mai întâi), iar apoi contactele în sine. Îndreptarea aproximativă a conectorului în direcția opusă nu este cea mai bună metodă: deseori sparge urmele din apropiere de pe placă, iar reparațiile devin foarte dificile, dacă este posibil.

Pe SD, în loc de un slider pierdut, o bucată dintr-un chibrit se lipește cu ușurință - deși fără posibilitatea de a bloca, dar puțini oameni îl folosesc. Contactele sunt curățate cu un tampon de bumbac cu un produs special „Kontaktol” sau, în cel mai rău caz, un amestec alcool-benzină. Este recomandabil să respectați igiena antistatică (brățară de împământare pe mână, acoperire conductivă a mesei și podelei etc.) sau cel puțin atingeți un obiect împământat înainte de lucru. Amintiți-vă că cardurile sunt sensibile la statică.

Este o idee bună să verificați plăcuțele de contact sub o lupă - aurirea lor poate fi foarte condiționată sau absentă cu totul. Contactele uzate, corodate sau decolorate (nu este neobișnuit pe cardurile ieftine stocate într-un mediu umed) sunt un semnal pentru dezafectarea unui astfel de card; Acest lucru este valabil și pentru adaptoarele microSD→SD.

⇡ Ars la locul de muncă

Defecțiunile electrice ale unităților flash sunt în primul rând defecțiunea controlerului („burnout”), precum și diverse defecte ale elementelor de cablare SMD: filtre, siguranțe, rezistențe, condensatoare, stabilizator, cuarț. Aceste piese se confruntă cu o defecțiune, defecțiune sau deteriorare a parametrilor (de exemplu, o scădere a tensiunii de ieșire a stabilizatorului de la 3,3 la 2,5-2,6 V, la care controlerul nu mai pornește). Aceasta include, de asemenea, probleme cu placa, inclusiv deteriorarea căilor de transport de curent și contactul slab al pieselor. Adesea în timpul funcționării apar defecte în asamblarea din fabrică (conexiuni incomplet lipite, lipire la rece, coroziune din fluxul nespălat).

Acest filtru (încercuit în alb) s-a ars din cauza unei supratensiuni. Tratamentul este standard - înlocuirea cu una similară sau pur și simplu lipirea unui jumper

Problemele de contact au devenit considerabil mai numeroase după introducerea directivei RoHS a Uniunii Europene (aceasta are ca scop eliminarea plumbului, mercurului și a altor substanțe nocive din circulație). Lipiturile ecologice fără plumb s-au dovedit a fi dificil de utilizat: se răspândesc mai rău și udă plăcuțele de contact, au un punct de topire mai mare și sunt mai puțin durabile. Lipirea de înaltă calitate cu ele necesită o cultură de producție înaltă, iar fabricile mici chineze nu sunt diferite în acest sens...

În astfel de cazuri, unitatea flash de cele mai multe ori nu prezintă semne de viață, dar uneori este detectată în computer ca „Dispozitiv USB necunoscut”.În special, acest lucru se întâmplă atunci când cipurile de memorie flash sunt în contact nesigur cu placa (un caz frecvent în ultima vreme este că unitatea flash se îndoaie ușor în mâinile stângace și se desprinde unul dintre picioare). Dacă lipirea este slabă, dispozitivul poate funcționa numai într-o anumită poziție și numai dacă apăsați carcasa cu mâna (de obicei în zona conectorului USB). Se întâmplă ca defectele să apară numai după încălzire, dar o unitate flash rece funcționează bine. În timp, intervalele de performanță devin din ce în ce mai înguste și în cele din urmă se ajunge la un eșec complet.

Deteriorările electrice ale unităților flash și cardurilor de memorie pot include și pătrunderea apei în interior - problemele sunt cel mai adesea cauzate nu de apă în sine, ci de uscarea insuficientă a dispozitivului înainte de utilizare. Odată ce furnizați energie unei unități flash umede, controlerul se defectează cu ușurință, motivul fiind curenții de scurgere între terminale. Desigur, expunerea prelungită la apă, în special apa de mare, poate provoca o simplă coroziune, dar aceasta nu este fatală: s-a raportat că cardul de memorie de la o cameră „înecată” a început să funcționeze după un an pe fundul mării.

Cauzele deteriorării electrice sunt sursa de alimentare instabilă, descărcările de electricitate statică din corpul utilizatorului sau din carcasa PC-ului, precum și supraîncălzirea pieselor de unitate, în primul rând controlerul (cipurile de memorie pot rezista până la 100-120 °C și rareori „ard” ). Supraîncălzirea este cauzată de răcirea proastă într-o carcasă de plastic înghesuită, de funcționarea activă prelungită sau chiar de mersul în gol. Sfat: scoateți unitatea flash nefolosită din portul USB și cardul de memorie din slotul cititorului de carduri - în funcție de driverul sistemului de operare, se pot încinge destul de mult, iar acest lucru este greu de previzibil.

O combinație de mai mulți factori de risc este deosebit de periculoasă. De exemplu, cu o tensiune crescută de 5 V, unitatea flash se încălzește mult mai mult, iar un flux intens de date, în special pentru înregistrare, o poate termina cu ușurință. Cu cât modelul este mai productiv (și mai scump), cu atât este mai mare riscul de supraîncălzire în aceste condiții. Acest lucru este valabil și pentru cardurile de memorie - au existat rapoarte de deteriorare a cardurilor SD de mare viteză în timpul fotografierii în serie sau a aruncării de filme.

Carcasele ieftine pentru desktop scurtează și durata de viață a unităților flash: în acestea, porturile USB de pe panoul frontal sunt conectate la placa de bază cu un cablu neecranat care colectează tot zgomotul. Acest lucru pune o sarcină suplimentară asupra dispozitivului conectat, ceea ce afectează funcționarea acestuia - defecțiuni, încetiniri și încălzire crescută. Defecțiunea în astfel de condiții este destul de probabilă, mai ales în cazul cablajului electric neîmpământat.

Sarcinile mecanice crescute, în special sarcinile alternante (îndoite și îndreptate), precum și căderile și impacturile, contribuie la apariția defectelor de lipire. Deși unitățile flash sunt considerate unități rezistente la șocuri, circuitele lor conțin de obicei un rezonator de cuarț. Și aceasta (în ambalaj SMD standard) este o piesă destul de fragilă care nu poate rezista nici măcar la o cădere de la un metru înălțime. Dacă cuarțul este crăpat sau desprins de contacte, unitatea flash este recunoscută ca „Dispozitiv USB necunoscut” cu zero coduri VID/PID și este inutilizabil. Contactele proaste ale controlerului se manifestă în același mod; Defecțiunile pure ale software-ului sunt, de asemenea, frecvente (a se vedea mai jos pentru detalii).

Repararea hardware-ului este deja necesară aici. Nu te poți lipsi de un multimetru, de un fier de lipit de 25-30 W cu vârf subțire și de un uscător de păr tehnic: ar trebui să inelezi conexiunile, să întărești lipirea (încălzirea plăcii cu aer cald ajută adesea), să restabiliți contactele deteriorate sau curentul. -cai de transport - in primul rand cele adiacente conectorului USB. Piesele defecte sunt înlocuite. Vorbim despre elemente de prindere - cel mai adesea rezistențe (inclusiv valori zero care acționează ca jumperi), cuarț și un stabilizator de 3,3 V.

Anterior, unitățile flash aveau adesea siguranțe de alimentare și filtre de zgomot inductiv în circuitele de semnal întrerupte. Acest lucru a fost tratat prin selectarea analogilor sau chiar a șunturilor banale, iar un stabilizator discret rupt a fost schimbat fără probleme (prețul de emisiune 20 de ruble). Adevărat, uneori placa fumea la pornire, ceea ce înseamnă că controlerul a fost primul care a defectat, iar piesa înlocuită a funcționat ca o siguranță.

Modelele moderne nu mai au astfel de elemente - producătorii le-au „optimizat”. Controlerul primește toate loviturile. Stabilizatorul este și el integrat acolo, așa că defecțiunea lui (identificată prin încălzirea instantanee și insuportabilă a cipului) necesită înlocuirea controlerului, și cu exact același model cu aceeași versiune de firmware (al doilea sau al treilea rând de marcaje de cip). Cuarțul nefuncțional este identificat prin absența generației de 12 MHz; Pentru asta ai nevoie de cel putin un osciloscop simplu precum comemorativul C1-94 pentru radioamatori.

O excepție plăcută o reprezintă noile modele de unități flash cu interfață USB 3.0. Dispozitivul de mare viteză consumă curent semnificativ (până la 900 mA conform standardului, în realitate 150-250 mA la ralanti și 300-600 mA sub sarcină), așa că proiectanții au revenit la un stabilizator discret, de data aceasta de tip impuls , precum și filtre de sufocare. Cu o astfel de bază elementară, unitățile flash au devenit mai ușor de întreținut.

În cele mai multe cazuri, nu este practic să înlocuiți cipurile de memorie flash - acestea sunt relativ scumpe, iar după lipire, unitatea flash necesită o reparație completă a software-ului, ceea ce poate să nu fie posibil dacă nu aveți suficientă experiență sau software-ul necesar. Controlerul este, de asemenea, un lucru ciudat: astfel de microcircuite nu sunt vândute cu amănuntul (nu veți comanda un lot de 1000 de bucăți), așa că puteți obține doar copii care pot fi reparate de la donatori. Este destul de stupid să dezasamblați o unitate care funcționează, așa că rămâneți cu unități flash care au murit din alt motiv. Având în vedere varietatea actuală de controlere (fiecare model este disponibil în mai multe modificări, care sunt adesea incompatibile cu firmware-ul), vor fi necesari o mulțime de donatori - cel puțin câteva zeci. Este puțin probabil ca un reparator neprofesionist să aibă astfel de depozite.

Un controler ars este deteriorat fizic, dar acesta este un caz rar. Defecțiunile hardware sunt de obicei invizibile din exterior.

Să nu uităm de dificultățile tehnologice - pentru un amator pot fi semnificative. Cu grijă, fără distorsiuni, „muci” și contacte greșite, lipirea 64 sau 48 de pini cu un pas de 0,4-0,5 mm (ambalaj tipic pentru controlere și, respectiv, cipuri de memorie) nu este atât de ușoară, mai ales dacă instrumentele nu sunt Cel mai bun. Acesta este, de asemenea, motivul pentru care reparațiile hardware în cele mai multe cazuri sunt limitate la înlocuirea elementelor de conducte.

În ceea ce privește unitățile flash umede, inclusiv cele „înecate”, le este aplicabilă o tehnologie în trei etape dezvoltată pentru telefoanele mobile. Placa este mai întâi spălată de săruri și murdărie în apă curată, de preferință distilată, apoi scufundată în alcool izopropilic (are o concentrație de 99,7% și înlocuiește în mod activ apa din fantele capilare, precum cele care se găsesc sub microcircuite) și la final se usucă cu aer cald. . Faceți același lucru cu părțile corpului. Uscarea finală înainte de asamblare ar trebui să dureze câteva ore.

Apropo, primul care a folosit alcool absolut ca desicator a fost D.I. Mendeleev. În 1890, el a propus înlocuirea uscării piroxilinei (baza prafului de pușcă fără fum) prin deshidratarea acesteia cu alcool, care este complet sigur. De atunci, în întreaga lume, această etapă a producției de praf de pușcă a fost realizată numai după metoda Mendeleev.

Desigur, toate aceste lucrări sunt precedate de dezasamblarea unității flash, care în unele cazuri necesită reparații mecanice ulterioare (există structuri asamblate cu lipici sau zăvoare fragile de unică folosință). Varietatea modelelor face dificilă clasificarea acestora. În cele mai multe cazuri, corpul este format din două jumătăți sau are forma unui manșon în care este introdusă umplutura. Părțile sunt ținute pe loc de un șurub (mai bine), de frecare sau de zăvoare ascunse (mai rău). În orice caz, dacă nu puteți obține acces la bord, atunci reparațiile ulterioare sunt contraindicate.

Modelele elaborate, neobișnuite sunt mai greu de înțeles decât omologii lor obișnuiți

În a doua parte a acestui material, vă vom prezenta problemele software cu unitățile flash și metodele de rezolvare a acestora și, de asemenea, vă vom oferi câteva sfaturi despre cum să evitați defecțiunea unității flash. În curând pe ecranele dvs.!

Flash Drive USB

Acest articol descrie pe scurt avantajele unităților flash moderne și discută despre cipul controler, pe baza căruia puteți crea dispozitive de memorie flash cu o interfață USB. În plus, autorul acestui articol oferă propria sa versiune a implementării practice a unui astfel de dispozitiv.

Prezentare generală a controlerului

În prezent, există mai mulți producători de controlere de memorie flash cu interfață USB 2.0 (Controler USB 2.0 Flash Drive). De exemplu, Genesys Logic produce controlerul GL814E, iar SMSC produce USB97C242. La începutul anului 2004, Sigmatel a anunțat un nou controler de memorie flash STBD2010. Spre deosebire de cele de mai sus, acest controler este integrat la maximum și include toate componentele necesare pentru a construi un dispozitiv de memorie flash gata făcut cu un set minim de elemente externe. În plus, are un corp modern de dimensiuni mici (Fig. 1), ceea ce face posibilă crearea de dispozitive de memorie în miniatură pe baza acestuia.

Mai mult, prețul cipului este de doar 1,7 USD. Exemple individuale ale acestui controler pot fi comandate pe site-ul web al producătorului (www.sigmatel.com).

Controlerul are două modificări: STBD2010 și STBD2011. Ultima modificare are unele avantaje față de prima. Deoarece ambele modificări ale controlerelor au aceeași structură și sunt complet compatibile în ceea ce privește pinii carcasei, aici este oferită o prezentare generală pentru ambele modele de controler, indicând diferențele.

În primul rând, să ne uităm la principalele caracteristici ale controlerului. Controlerul STBD2010/2011 are o interfață USB încorporată și este pe deplin compatibil cu specificația USB 2.0 pentru operațiuni de mare viteză. Oferă controlul cipurilor de memorie flash NAND. Având o dimensiune a corpului foarte mică, controlerul vă permite să creați dispozitive cu dimensiuni miniaturale. Interfața de memorie flash externă încorporată în controler oferă suport pentru unul până la patru cipuri de memorie cu organizare magistrală de date pe 8 și 16 biți. Volumul fiecăruia dintre cele patru cipuri de memorie poate ajunge la 2 Gbit. Astfel, volumul total de cipuri de memorie suportate de controler poate ajunge la 8 Gbit. Controlerul are capacitatea de a configura automat tipul de memorie și oferă suport pentru următoarele tipuri de cipuri de memorie flash:

• Memorie flash NAND cu tehnologie Binary sau SLC (Single Level Cell);
• Memorie flash NAND cu tehnologie MLC (Multi-Level Cell) (numai STBD2011);
• Memorie flash AG-AND (numai STBD2011).

Producătorii acestor tipuri de cipuri de memorie includ companii cunoscute precum Samsung, Toshiba, SanDisk, ST Microelectronics etc.

Controlerul are o unitate de corectare a erorilor hardware (ECC), care asigură fiabilitatea datelor transferate fără a fi necesară procesarea suplimentară a datelor software.

Regulatorul de tensiune încorporat în controler oferă cipurilor de memorie flash conectate tensiunea de alimentare necesară de 3,3 și 1,8 V fără a utiliza stabilizatori de tensiune externi și alte elemente suplimentare. Sursa de alimentare de intrare pentru controler este sursa de tensiune de 5 V a interfeței USB.

Pentru a sincroniza toate procesele din interiorul controlerului, există un sintetizator de frecvență încorporat care funcționează împreună cu un rezonator extern de cuarț care setează o frecvență de ceas de 24 MHz.

Controlerul STBD2010/2011 nu necesită niciun software suplimentar în funcționarea sa și poate fi utilizat pe computere cu sisteme de operare MAC OS, Windows ME/2000/XP. În plus, pentru o versiune anterioară a Windows 98 SE, driverul de controler STBD2010/2011 este disponibil gratuit pe site-ul web al companiei www.sigmatel.com.

Să luăm în considerare schema bloc a controlerului (Fig. 2).

După cum se poate observa din structura controlerului, acesta include blocuri pentru a susține interfața USB și a lucra cu memorie flash. Protocolul de interfață USB și memorie flash este acceptat de microcontrolerul de înaltă performanță încorporat, care utilizează ROM și RAM încorporate pentru funcționarea sa. Interfața USB este acceptată folosind o unitate USB 2.0 Hi-Speed ​​​​Transceiver și un controler USB 2.0 Hi-Speed ​​​​Device. Sintetizatorul de frecvență PLL intern asigură sincronizarea necesară a funcționării tuturor dispozitivelor interne folosind un rezonator extern de cuarț de 24 MHz. Blocul GPIO oferă control extern și indicarea modului de funcționare a controlerului. Controlerul comunică cu memoria flash prin interfața de memorie flash. Regulatorul de tensiune încorporat Voltage Regulators generează din tensiunea de intrare de 5 V provenită de la interfața USB tensiunile de alimentare de 3,3 și 1,8 V necesare funcționării miezului controlerului și cipurilor de memorie externe.

Controlerul este disponibil într-un pachet QFN modern, de dimensiuni mici, cu 48 de pini, care măsoară doar 77 mm.

Tabelul 1 prezintă principalele caracteristici operaționale și tehnice ale acestui microcircuit.

Tabelul 1.

O diagramă bloc tipică a conectării cipurilor de memorie la controler este prezentată în Fig. 3.

Implementare practică

Schema circuitului electric al dispozitivului, dezvoltată de autorul acestui articol, este prezentată în Fig. 4.

Acest circuit folosește cipul de controler D1 descris mai sus și doar un cip de memorie flash D2.

O listă a elementelor dispozitivului care indică tipul de componente electronice utilizate, valorile nominale ale acestora și tipurile de carcasă este dată în Tabelul 2.

Masa 2.

În locul cipului de memorie flash D2, se poate folosi un cip cu o capacitate de memorie mai mică. Când utilizați toți cei 16 biți ai I/O-ului controlerului, dispozitivul poate folosi cipuri de memorie cu o magistrală de date de 16 biți. Acest lucru va crește viteza de schimb cu microcircuite, dar va complica oarecum topologia PCB.

Sursa de alimentare este furnizată dispozitivului de la interfața USB prin conectorul X1. Elementele L1, CP1 și C1 asigură filtrarea cu frecvență înaltă și joasă a acestei tensiuni. Controlerul D1 generează din acesta tensiunile de alimentare de 3,3 și 1,8 V, necesare pentru alimentarea miezului controlerului în sine, precum și pentru alimentarea cipurilor de memorie. Filtrarea suplimentară a tensiunii de alimentare se realizează prin blocarea condensatoarelor C4–C6. Comutatorul SA1, care controlează ieșirea GP1 a controlerului, vă permite să interziceți scrierea pe cipurile de memorie pentru a proteja informațiile de ștergere. Ieșirea controlerului GP0 controlează, prin rezistența de limitare R7, LED-ul HL1, care este responsabil pentru indicarea modului de funcționare a controlerului (manevrare stocare). Rezistoarele R1 și R2 asigură potrivirea intrărilor controlerului cu semnalele diferențiale DM și DP ale interfeței USB. Rezistoarele rămase ale dispozitivului servesc ca rezistențe de referință care atrag nivelul semnalului controlerului la tensiunea de alimentare sau la potențialul de masă. Rezonatorul de cuarț BQ1 împreună cu condensatoarele C2 și C3 asigură formarea frecvenței de referință a controlerului de 24 MHz.

Circuitul nu necesită ajustare și, dacă este asamblat corect, începe să funcționeze imediat când dispozitivul este conectat la interfața USB a computerului. Când vă conectați pentru prima dată, sistemul de operare al computerului va detecta noul dispozitiv și va instala automat driverele necesare funcționării acestuia. În viitor, dispozitivul va fi inclus în computer ca disc amovibil, cu ajutorul căruia puteți efectua orice operațiuni de citire, scriere și ștergere a informațiilor, ca și în cazul unui hard disk obișnuit.