Чтение схем для чайников

Чтение схем для чайников
Чтение схем для чайников
Чтение схем для чайников

-> Как устроена изнутри USB-флэшка и SSD-накопитель
-> Разновидности корпусов интегральных микросхем флэш-памяти NAND-типа
-> Работа с производственными утилитами
-> U3 Smart Drive, что это такое и зачем он нужен?
-> Проблемы с которыми Вы можете столкнуться
-> Термины

Как устроена изнутри USB-флэшка и SSD-накопитель

Сравнение внутреностей USB-Flash и SSD-устройств

Как видно отличий между USB-Flash и SSD-накопителями не так много. По сути SSD – это большая флэшка. В отличие от флэшек, в SSD используется микросхема DDR DRAM кеш-памяти, в связи с спецификой работы и возросшей в несколько раз скоростью обмена данными между контроллером и интерфейсом SATA.

В SSD как и в USB-Flash используются три типа памяти NAND:
SLC (Single Level Cell), 1bit/cell;
MLC (Multi Level Cell), 2bit/cell;
TLC (Three Level Cell), 3bit/cell.

Отличие только в том, что SLC позволяет хранить в каждой ячейке только один бит информации, MLC – два, а TLC – три ячейки (использование разных уровней электрического заряда на плавающем затворе транзистора), что делает память MLC и TLC более дешёвой относительно ёмкости.

NAND Memory: SLC \ MLC \ TLC

Однако память MLC/TLC обладает меньшим ресурсом (10000 – 100000 циклов стирания у SLC, в среднем 2000 – 10000 для MLC, а для TLC до 500 – 5000) и худшим быстродействием. С каждым дополнительным уровнем усложняется задача распознавания уровня сигнала, увеличивается время поиска адреса ячейки, повышается вероятность ошибок. Так как SLC-чипы намного дороже и объем их ниже, то для массовых решений применяют в основном MLC/TLC-чипы. На данный момент MLC/TLC память активно развивается и по скоростным характеристикам приближается к SLC. Так же, низкую скорость MLC/TLC производители SSD накопителей компенсируют алгоритмами чередования блоков данных между микросхемами памяти (одновременная запись/чтение в две микросхемы флэш-памяти, по байту в каждую) по аналогии с RAID 0, а низкий ресурс – перемешиванием и слежением за равномерным использованием ячеек. Плюс к этому в SSD резервируется часть объёма памяти (до 20%). Это недоступная память для стандартных операций записи/чтения. Она необходима как резерв в случае износа ячеек, по аналогии с магнитными накопителями HDD, который имеет резерв для замены bad-блоков. Дополнительный резерв ячеек используется динамически, и по мере физического изнашивания основных ячеек предоставляется резервная ячейка на замену.

 

Разновидности корпусов интегральных микросхем флэш-памяти NAND-типа

Микросхемы выпускаются в двух конструктивных вариантах — корпусном и бескорпусном.

Бескорпусная микросхема — это полупроводниковый кристалл, предназначенный для монтажа в гибридную микросхему или микросборку.

Не корпусированая flash-память Toshiba

Корпус — это часть конструкции микросхемы, предназначенная для защиты от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Корпуса стандартизованы для упрощения технологического процесса изготовления изделий из разных микросхем. Число стандартных корпусов исчисляется сотнями!

Наглядное изображение различных корпусов флэш-памяти

COB (Chip on Board) – «кристалл на плате» — технология разработки гибридных схем, когда полупроводниковые чипы размещаются без корпусов непосредственно на печатной плате устройства, обеспечивая высочайшие: надёжность (защищенность контакта от окисления), миниатюрность и интеграция в устройстве, экономическая целесообразность.
BGA (Ball Grid Array) – матрица шариковых выводов — тип корпуса IC для поверхностного монтажа. Выводы представляют собой шарики из припоя, нанесённые на контактные площадки с обратной стороны микросхемы. Микросхему располагают на печатной плате, согласно маркировке первого контакта на микросхеме и на плате. Далее, микросхему нагревают с помощью паяльной станции или инфракрасного источника, так что шарики начинают плавиться. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный припой зафиксировать микросхему ровно над тем местом, где она должна находиться на плате. Сочетание определённого припоя, температуры пайки, флюса и паяльной маски не позволяет шарикам полностью деформироваться.
LGA (Land Grid Array) – корпус для поверхностного монтажа типа BGA, в котором вместо шариковых выводов сделаны контактные площадки для пайки.
TSOP (Thin Small Outline Package) – тонкий малогабаритный корпус.

 

Работа с производственными утилитами

После того как мы узнали модель контроллера (Alcor, ALi, Ameco, AppoTech, Chipsbank, eFortune, iCreate, Innostor, Netac, Prolific, Phison, OTI, Skymedi, SMI, SSS, USBest, YS8231 и другие) в устройстве осталось найти программу для прошивки \ форматирования, которая помимо поддержки самого контроллера как правило должна поддерживать работу с памятью установленной в нём. К тому же для многих современных моделей контроллеров, первоначально нужно разобраться с принадлежностью памяти установленной в флешку к линейкам (eD3; SS TLC 21nm, 27nm; L74; …), проверить поддержку конкретной памяти в данной редакции (Ваша память может указываться и в любой другой редакции, только толку от неё там не будет), ну и удостовериться, что утилита вообще хотя бы теоретически может поддерживать Ваш контроллер.
Процесс самой прошивки описывать нету смысл т.к. во первых утилиты не все под копирку одинаковые, а во вторых, как правило, имеют элементарный \ удобный интерфейс, так что разобраться не составит труда (в помощь Вам Google + Baidu).
Скажу общие тезисы:
1) Производить все действия желательно через задний порт USB (без Хаба и без длинного удлинителя).
2) Многие утилиты некорректно \ не работают \ выдают “глупые” ошибки (то, что они включились, не значит что работают!) в Windows Vista08! Особенно много проблем с 64-битными ОС! Поэтому желательно проводить все операции на Windows XP SP2\SP3! На Windows Vista08 запускать все программы от администратора и в режиме совместимости с Windows XP SP2\SP3!
3) На драйвера производственных утилит и прочие их компоненты могут ругаться антивирусные программы (бывает такие, что ругаются все антивирусы, а не только парочку). Если Вы скачали программу с моего сайта будьте уверенны что вирусов там нету!
4) Если у Вашей флэшки VID\PID=0000 (при этом ChipGenius v4.x не определяет внутренности) или она самопроизвольно переподключается с интервалом в несколько секунд, или ошибки утилиты неудаётся логично объяснить, то пробуйте перевести флэшку тестовый режим.
5) Производственные утилиты (MPTool, …) как правило, нужно сначала сконфигурировать под Ваш контроллер (бывает что нужно учитывать в настройке и память).
6) Если утилита Вам выдает ошибку о большом количестве Bad-блоков, то следует проверить поддерживает ли утилита установленную у Вас память (ну и определять её утилита должна верно, иначе выбрать её вручную если это возможно) и в случае если поддерживает, то попробовать в настройках изменить параметры сканирования и форматирования.

SSS: Для предварительного стирания блоков при работе с утилитой ‘3S USB MP Utility’ необходимо в используемом конфигурационном файле (например – 6691_IM_256P.INI) в секцию [FEATURE_SETTING] добавить строку EraseAllFirst=1.

U3 Smart Drive, что это такое и зачем он нужен?

U3 — стандарт флэш-дисков USB, продвигаемый с 2004 года группой компаний, среди которых – M-Systems, SanDisk, Mozilla Foundation. Звезда этого стандарта, не успев зажечься, незаметно погас, оставив в интернете восторженные предпродажные комментарии производителей флэшек.
Многие из крупных производителей выпустили хотя бы по одной модели с технологией U3, среди которых:
– A-DATA PD13;
– Kingston DataTraveler U3 Smart Drive (DTIU3);
– Kingston U3 DataTraveler;
– Memorex U3 smart Mini TravelDrive;
– SanDisk Cruzer Micro;
– Sandisk Cruzer Micro;
– Verbatim Store ‘n’ Go U3 Smart Drive;
– и многие другие…

USB-устройство с U3-функцией, предоставляет Вам возможность загружать программное обеспечение непосредственно на Ваш USB-носитель, который Вы сможете использовать на любом другом компьютере (необходима ОС Windows 2000 Service Pack 4 и выше. В несовместимых операционных системах, таких как Linux, Unix или Mac OS, Ваш U3-накопитель будет вести себя как обычное USB-устройство. Это означает, что Вы сможете просматривать свои данные, но не сможете запускать Ваши приложения или использовать дополнительные возможности U3.). Это возможно потому, что программное обеспечение остается на носителе, а не на компьютере; следовательно, Вы сможете взять его с собой в поездку.

Логотип и меню Launchpad устройства U3 Smart Drive

Флэшку предлагается делить на два раздела, один из которых представляется операционной системе как CD-ROM, а другой — как обыкновенный флэш-диск USB. На первом разделе (CD-ROM) размещается небольшая программа Launchpad («лончпад»), которая автоматически запускается операционной системой, если разрешена функция автозапуска дисков. Если же автоматически запуск Launchpad не произошел, то Вам следует запустить файл U3Launcher.exe из раздела CD Вашего U3-устройства. Своим видом LaunchPad напоминает системное меню Пуск, только здесь слева находится список программ, которые можно запустить со второго (public) раздела флэшки, а справа – список возможных команд для управления диском и программами. После запуска LaunchPad утилита попадает в системный трэй, и как только она снова понадобится, ее можно будет вызвать уже оттуда.
Переносимые приложения представляют собой версии программ, способные работать с файлами или реестром Windows, и не оставляющие следов на компьютере по завершении работы. Результаты работы и персональные настройки переносимой программы могут сохраняться во втором разделе флэш-накопителя или в Интернете.
Название U3 по произношению близко к “you [are] free” (ты свободен), что отражает основную концепцию устройства.

Проблемы с которыми Вы можете столкнуться

UFD-MPTool-Auto-Cleaner-by-tagaraz-Rev.9 – два файла (.REG и .BAT) для отчистки Windows XP 32-бита от служб, драйверов и мусора (список того что чистится ГОРАЗДО шире, чем то, что написано ниже на данной странице) которые остаются после использования производственных утилит (т.е. перед запуском этого скрипта сначала необходимо стандартным путем деинстралировать установленные программы для работы с контроллерами USB-flash устройств). Для корректного удаления сначала необходимо запустить файл ‘UFD-MPT-AC-by-tagaraz-STEP-ONE.REG’, перезагрузить компьютер и выполнить файл ‘UFD-MPT-AC-by-tagaraz-STEP-TWO.BAT’.
UFD-MPT-AC-by-tagaraz-rev9.zip; size: 2 830 bytes

Защита записи на USB-запоминающие устройства:
При попытке изменить содержимое флэшки может появиться сообщение о том, что произошла ‘Ошибка при копировании файла или папки’ или что-то наподобие с просьбой ‘Снимите защиту или воспользуйтесь другим диском’. Если опустить аппаратные причины, то проблема может находиться в самой операционной системе. Данное ограничение могло быть установлено кем-либо или при неаккуратном использовании определенного ПО.
Такая защита реализуется с помощью изменения параметра реестра системы. Для снятия защиты необходимо в ветке реестра:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\StorageDevicePolicies
присвоить значение параметра WriteProtect {REG_DWORD} равным 0x00000000 (0) и перезагрузить компьютер.

Alcor:
I) По завершении работы программ AlcorMP, FCMPTool, QCTool может исчезнуть значок безопасного извлечения USB устройств (в правом нижнем углу рабочего стола, рядом с часами), для восстановления значка попробуйте запустить LoadDriver.exe и выполнить UNSTALL. Чтобы значок безопасного извлечения USB устройств не исчезал, достаточно в закладке Setup-Bad Block установить галку напротив параметра ‘Uninstall Driver When Close MP’ (Вернуть значок безопасного извлечения USB устройств).
Иногда, после использования некоторых версий производственных утилит AlcorMP, FCMPTool, может происходить нарушение нормальной работы устройств, подсоединенных к портам USB компьютера – не работают все устройства подключенные к USB, вновь подключаемые устройства отображаются в Диспетчере устройств с восклицательным знаком и тоже не работают. Для восстановления нормальной работы устройств по шине USB необходимо удалить параметр LowerFilters в ветке реестра:
> Windows XP = HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Class\{36FC9E60-C465-11CF-8056-444553540000}
> Windows 7 = HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Class\{36FC9E60-C465-11CF-8056-444553540000}
и перезагрузить компьютер. Порты USB и подключенные к ним устройства отваливаются по причине неправильного конфигурирования драйвера для USBHUB с помощью фильтра LowerFilters, который должен исполнять свою функцию только во время работы MPTool.
В большинстве версий утилит, когда в секции [BadBlock] конфигурационного файла AlcorMP.ini или FCMPTool.ini параметр LoadDriver=1, после завершения работы MPTool ключ LowerFilters удаляется из реестра автоматически.
При использовании производственной утилиты AlcorMP или FCMPTool с параметром LoadDriver=0, чтобы избежать отключения USB устройств (при следующем включении компьютера), сразу после закрытия производственной утилиты необходимо однократно запустить LoadDrv.exe из каталога MPTool (LowerFilters будет удален).
Во всех дистрибутивах ‘AlcorMP_UFD’ и ‘FC MPTool’ скаченных с моего сайта данный параметр = 1.
II) После использования производственного прошивальщика AlcorMP версии 12.06.08.00 (и новее) в процессах может остаться висеть процесс ‘DrvRecovSvr.exe’ который в дальнейшем подгружается через собственную службу (DrvRecov Service). Для избавления от этого процесса остановите службу ‘DrvRecov Service’, удалите файл ‘DrvRecovSvr.exe’ из папки ‘%WINDIR%\system32\’ и потрите эту службу через редактор реестра или любым удобным Вам способом (программа Autoruns, …).

ChipsBank:
После запуска утилит для контроллера ChipsBank с “триальным сроком” (Chipsbank APTool и V88 APTool) в папке ‘%WINDIR%\system32\’ создается файл ‘msdev.exe’, который и отвечает за “триальный срок. Если его удалить то “триальный период” сброситься, да и вообще в случае если Вы в ближайшие дни или вообще не планируете использовать данные программы, то лучше его удалить из системной папки (зачем Вам мусор, тем более в формате .exe?).

Phison:
После неудачной прошивки флэшки в программе MPALL и завершения её работы возможно в процессах останется незавершенный процесс (MPALL_F1_9000_v329_0B.exe или подобный). Для завершения работы процесса откройте диспетчер задач, выберите его и нажмите ‘Завершить процесс’ (‘End Process’).

iTE Tech. Inc. [USBest]:
I)После некорректного удаления драйвера FABULK от производственных утилит для контроллеров USBest возможно будут некорректно работать USB-порты.
Для решения этой проблемы зайдите в %WINDIR%\inf и произведите следующие действия:
usbstor.ibk переименовать в usbstor.inf
usbstor.pbk переименовать в usbstor.pnf
После того как Вы проделаете данные операции перезагрузите операционную систему.
II) После удаления производственных утилит (к примеру UT165 MPTool v1.65.30.0) могут остаться следы от драйвера Fabulk, а имено:
– папка (%WINDIR%\MFPTBULK\) с файлом (DR_HIDE.EXE). Удалить папку целиком.
– запись в службах (HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\BulkUsb) с ссылкой на несуществующий уже файл ‘System32\Drivers\FABulk.sys’. Тоже удалить.

Системные ошибки:
Для корректной работ многих утилит, необходимо наличие Runtime-библиотек соответствующих языку, на которых написаны утилиты, самые распространенные среди них:
– Microsoft Visual C++ 2005 SP1 Redistributable;
– Microsoft Visual C++ 2008 SP1 Redistributable;
– Microsoft Visual C++ 2010 Redistributable;

Необходимость их установки или обновления очевидны при появлению внешних ошибок, т.е. не связанных с работой утилиты. Самая распространенная из них, это:

Microsoft Visual C++ Runtime Library
Runtime Error!
Program: …\…exe
This application has requested the Runtime to terminate it in an unusual way.
Please contact the application`s support team for more information.

Термины

BIOS (Basic Input Output System) – базовая система ввода/вывода — операционная система, реализующая основные функции компьютера. Инициализация BIOS обычно должна предшествовать загрузке рабочей операционной системы компьютера.
CMOS (Complementary MOS) – комплементарная МОП-технология, используемая при построении логических элементов. Применение данной технологии позволяет существенно снизить требования к мощности источника питания ИС, поскольку в режиме хранения логический элемент КМОП практически не потребляет энергии. Энергия потребляется лишь динамически в процессе перезарядки переключаемых (с помощью полевых транзисторных ключей) конденсаторов.
DRAM (Dynamic RAM) – динамическая память с произвольным доступом. Ячейка памяти DRAM фактически представляет собой очень маленький конденсатор, сформированный в полупроводниковом кристалле и управляемый через МОП-транзистор. Состояние заряда конденсатора определяет открытое или закрытое состояние транзистора (что соответствует логическим 1 и 0). В случае спонтанного разряда конденсатора информация, хранящаяся в ячейке памяти, будет потеряна. Следовательно, содержимое ячеек памяти должно регулярно обновляться («регенерироваться»), поэтому память данного типа и называется динамической. Главным достоинством технологии DRAM является высокая плотность ячеек памяти (т.е. малая площадь кристалла, приходящаяся на 1 бит хранимой информации), благодаря чему стоимость ОЗУ этого типа оказывается самой низкой. К недостаткам следует отнести необходимость использования специальных логических схем регенерации памяти, а также большее, нежели у микросхем ОЗУ других типов, время доступа к памяти.
EAROM (Electrically Alterable ROM) – электрически перепрограммируемое ПЗУ (ЭППЗУ). В отличие от EEPROM (ЭСППЗУ), позволяет осуществлять не полное, а постраничное стирание данных (подобно тому, как это делается в микросхемах флэш-памяти); некоторые типы ЭППЗУ обеспечивают управление доступом к отдельным ячейкам памяти.
EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) – электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ). Операция стирания данных воздействует на весь массив данных в целом.
FID (Flash ID) – идентификатор (последовательность кодов) флеш-памяти.
Firmware – микропрограммное обеспечение — программа, предназначенная для управления тем или иным аппаратным средством и постоянно находящаяся («прошитая») в его встроенной памяти (например, BIOS).
MPTool (Manufacture Programm Tool) – производственное программное обеспечение.
PCB (Printed Circuit Board) – печатная плата, на которой монтируются компоненты электронной схемы; часто применяется термин «электронная плата» или просто «плата».
RAM (Random Access Memory) – память с произвольным доступом для записи и чтения данных. Как правило, используется в качестве ОЗУ в компьютерных системах. Основным недостатком устройств памяти этого типа является их энергозависимость, т.е. при отключении напряжения питания содержимое памяти теряется (см. также Память, ROM, DRAM).
Random – произвольный — независимый; выборочный (доступ к ячейкам памяти).
ROM (Read Only Memory) – память, доступная только для чтения (ПЗУ). Запись информации в память, в зависимости от типа ПЗУ, может осуществляться на этапе его производства, с использованием механических, магнитных, электрических или оптических методов.
SSD (Solid State Disk) – твердотельный (полупроводниковый) диск.
USB (Universal Serial Bus) – универсальная последовательная шина.
UFD (USB Flash Drive) – накопитель на флеш диске, подключаемый к порту USB.
Время хранения – интервал времени, в течение которого содержимое ячейки памяти DRAM всё ещё является корректным, несмотря на процессы утечки заряда (также используется термин «время обновления данных»).
Запоминающее устройство – электронный функциональный блок, предназначенный для сохранения информации и последующей «выдачи» её в неизменном виде (см. также Аналоговая схема, Логическая схема).
Изолятор – материал с очень низкой электрической проводимостью.
Кварц – кристаллическая структура, выполненная из диоксида кремния (SiO2). Основным параметром кварцевой пластины является частота собственного резонанса, отличающаяся высокой стабильностью и дискретностью. Поэтому кварцы с успехом применяются для стабилизации частоты колебаний генераторов, особенно если предусмотрена их температурная стабилизация.
Контроллер – управляющий модуль или устройство.
Флэш-память – память с постраничной перезаписью. Электрически перезаписываемое ПЗУ. Стирание области данных произвольного размера осуществляется путём подачи на соответствующий вход ПЗУ импульса напряжения (flash); после этого в указанную область могут быть записаны новые данные.
Шина – система межсоединений, обеспечивающая доступ к системе передачи данных путём механического подключения через разъёмы (слоты), своего рода автобусные остановки, на которых потоки данных (словно пассажиры) могут входить в систему или выходить из неё. Большинство подобных систем являются параллельными, однако существуют и последовательные шины (см. USB).

Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников Чтение схем для чайников

Лучшие статьи:



Dome схему для вышивки крестом

Схемы и ремонт домашних телефонов

Какой подарок музыканту

Как упаковать деньги в подарок фото

Поздравления девушек с днём железнодорожника