Per affari: una chiavetta USB, per divertimento: un disco rigido!
Saggezza popolare

⇡ Risolvilo immediatamente!

Riparare i gadget attuali è un compito ingrato e spesso non redditizio. Ci sono sempre meno parti sostituibili, il layout è sempre più fitto e nel frattempo i prezzi (a parità di funzionalità) sono sempre più bassi. Un artigiano non può competere con le tecnologie industriali. Tuttavia, i riparatori di telefoni cellulari e laptop non si lamentano particolarmente della loro vita (vedi articoli del 2011 - e). Il motivo, come spiegano loro stessi, è la fragilità dei componenti: schermi, custodie, circuiti di alimentazione, una serie di microcircuiti e connessioni inaffidabili. Le unità flash - i "fischietti USB" e, in misura minore, le schede di memoria - seguono con sicurezza lo stesso percorso.

Quasi tutti gli utenti hanno già riscontrato almeno un guasto dell'unità flash e molti probabilmente si sono chiesti: è possibile risolverlo da soli? Ai vecchi tempi, quando un gadget alla moda costava un terzo dello stipendio, questo veniva suggerito da un noto rospo, e poi da semplice curiosità. Infatti, per quanto riguarda i “portachiavi” difettosi vengono trattati almeno il 50-60% dei casi metodi semplici, che non richiede formazione e attrezzature speciali. Perché non provarlo?

Oggi, le riparazioni stanno diventando ancora una volta rilevanti poiché la capacità (e quindi il costo) delle unità flash aumenta e, soprattutto, la loro affidabilità diminuisce. Il mercato delle unità flash è fortemente competitivo con regolari guerre di prezzi. I produttori risparmiano ogni centesimo sui costi e non si preoccupano troppo della qualità dei loro prodotti (i costosi modelli di punta sono alcune eccezioni). È più facile per loro includere una certa percentuale di difetti nel prezzo e sostituire i dispositivi guasti in garanzia. "Allo sceriffo non interessa cosa succederà più tardi alla chiavetta USB."

Sfortunatamente, i servizi di garanzia spesso non sono disponibili per l'utente: o i documenti vengono persi (quante persone se li ricordano, o almeno conservano la ricevuta?), oppure il luogo di acquisto è lontano, oppure la chiavetta presenta danni esterni - questo è chiaramente un caso non coperto da garanzia. Cosa possiamo dire delle importazioni grigie e dei veri e propri falsi (i mercatini delle pulci su Internet ne sono pieni: gli affari senza scrupoli, ahimè, prosperano). In questi casi, l'autoriparazione può risolvere il problema e riportare in vita il portachiavi rotto.

Tutte le unità flash, ad eccezione delle strutture monolitiche, sono disposte allo stesso modo e in modo abbastanza semplice: un connettore USB, un circuito stampato, su di esso sono presenti una dozzina o due elementi di cablaggio, un controller e da uno a otto chip di memoria ( sui modelli grande capacità spesso sono saldati in coppia, come “sandwich”). Le tecnologie di riparazione sono semplici e accessibili a chiunque abbia un saldatore e un multimetro. Anche le competenze minime nella gestione dell'elettronica non saranno superflue.

Le riparazioni riuscite portano non solo legittima soddisfazione morale, ma anche benefici materiali. L'unità "extra" visualizzata ti consente di gestire i tuoi dati in modo più flessibile (ad esempio duplicarli) e in generale di sentirti più tranquillo. Secondo le osservazioni, i dispositivi rianimati vivono anche più a lungo di quelli nuovi - punti deboli sono già stati eliminati e il proprietario li tratta con più attenzione.

Molto spesso, il proprietario di un'unità flash rotta non è interessato all'unità flash stessa, ma ai dati registrati su di essa. Le tecnologie di recupero dati (DR) sono fondamentalmente diverse dalla riparazione vera e propria, poiché non è necessario preoccuparsi della funzionalità dell'intero dispositivo. I chip di memoria flash, su cui sono archiviate le informazioni, si guastano molto raramente (1-2% dei casi di emergenza). Sono protetti dalle vicissitudini del destino sia meccanicamente - dalla custodia e dal design dell'unità flash stessa (i chip vengono solitamente rimossi dal connettore USB, la parte più stressante), sia elettricamente - dal controller e dal cablaggio. Questi ultimi si assumono tutti i rischi dell'interazione tramite l'interfaccia, comprese inversioni di polarità, sovratensioni o scariche statiche. Lo stesso vale per le schede di memoria.

Pertanto, i dati "grezzi" sui chip, di regola, vengono salvati e il modo più affidabile è dissaldare tutti i chip, leggerli livello fisico utilizzando un dispositivo speciale (programmatore o lettore) e assemblare un'immagine dai dump risultanti file system. L'ultima fase è la più difficile poiché è necessario riprodurre l'algoritmo del controller. I produttori non sono affatto ansiosi di rivelare queste cose, quindi devono eseguire il reverse engineering, il famigerato reverse engineering.

I risultati degli scavi ad alta intensità di lavoro finiscono in un database, a volte chiamato sistema decisionale. Attraverso sforzi collettivi, abbiamo accumulato più di 3.000 soluzioni che ci consentono di emulare quasi tutti i controller. Per l'assemblaggio vengono utilizzati software specializzati, molto costosi (circa 1.000 euro) e difficili da padroneggiare. Sul territorio ex URSS, così come in molti altri paesi, due sistemi hardware e software hanno guadagnato la massima popolarità: Flash Extractor della società moscovita Soft-Center e PC-3000 Flash SSD Edition di ACE Lab (questo sviluppatore di Rostov è noto anche per i suoi strumenti per riparazione di dischi rigidi).

Lettore del complesso Flash Extractor. Le prese sostituibili consentono di collegare microcircuiti di tutti i principali tipi

È chiaro che tali tecnologie sono prerogativa degli specialisti. Ma questa è l'unica opzione nei casi in cui il controller si brucia o le informazioni di servizio sui chip sono danneggiate. L'unità flash quindi non viene riconosciuta affatto o non fornisce l'accesso ai dati, e anche la sostituzione del controller con uno sicuramente funzionante non aiuta (l'efficienza di questa tecnologia obsoleta è solo del 15-20%).

Se i problemi hardware non influiscono sul controller e sul firmware, dopo la riparazione i dati diventano nuovamente disponibili: puoi prendere due piccioni con una fava. È vero, un "doppietto" così redditizio è possibile solo nei casi più semplici, come un fusibile bruciato o un altro elemento di cablaggio. Piegato connettore USB o una scheda rotta (guasti tipici con cui le unità flash vengono portate in riparazione), ahimè, non si applicano a loro. Spesso in tali situazioni il firmware si blocca e anche dopo aver riparato la scheda non sarà possibile accedere ai file.

Il motivo sono gli utenti stessi: provano a lavorare con un'unità flash danneggiata premendo il connettore con la mano. Ed è inutile: non riesci ancora a ottenere un contatto stabile, ma il controller è bloccato dal chattering (che equivale a connessioni e disconnessioni multiple). L'unità flash non viene più rilevata, dopodiché soluzioni semplici non passare più.

Devi scegliere se hai bisogno di "informazioni" o dell'unità stessa. Nel primo caso l'utente può aspettarsi un recupero dati professionale (se ne vale la pena...), nel secondo la riparazione, molto probabilmente in modo indipendente. Porta la chiavetta USB in uno stato “come nuovo”, distruggendo tutto ciò che era stato registrato in precedenza. Pertanto le tecnologie di riparazione e DR sono generalmente incompatibili.

Come si rompono le unità flash e le schede di memoria? Diamo un'occhiata ai principali tipi di guasti, alle loro cause e ai metodi di eliminazione.

⇡ Meccanica popolare

I problemi meccanici sono difficili da non notare. Per quanto riguarda le unità flash, si tratta di difetti della custodia, rottura del cappuccio e di altre parti mobili, danni al connettore USB (il caso più comune), crepe e scheggiature. circuito stampato e radioelementi su di esso. Le unità flash non amano l'umidità e, se sono annegate o allagate, non funzioneranno.

L'eccezione sono i modelli protetti costosi e più rari, in cui il volume interno è riempito di silicone (spesso portano i nomi commerciali Extreme, Voyager, ecc.). A proposito, questo stesso silicone rende piuttosto difficile dissaldare i chip durante la riparazione dell'hardware o il recupero dei dati: ogni pin deve essere pulito con un bisturi. Le strutture monolitiche si distinguono a parte: sono relativamente resistenti all'acqua e agli urti (minori), ma i danni gravi sono sicuramente fatali.

Questa chiavetta Corsair, arrivata "in tempo", ha dovuto essere letteralmente strappata dal silicone

Una custodia rotta, un cappuccio mancante o parti mobili inceppate potrebbero non influire sulle prestazioni dell'unità flash, ma diventa scomoda e persino difficile da usare e la sua durata si riduce drasticamente. Con un connettore USB piegato, spiegazzato o rotto (come con altri problemi di contatto), l'unità flash è completamente inutilizzabile o viene riconosciuta solo una volta e non durerà a lungo. Una tavola danneggiata richiede sicuramente una riparazione, ma non sempre porta al successo: è difficile ripristinare le tracce interne di una struttura multistrato.

Un cappuccio della chiavetta USB rotto è uno dei guasti più comuni. Nei modelli economici ciò avviene dopo un mese o due di utilizzo.

A differenza delle unità flash, i danni meccanici alle schede di memoria sono generalmente fatali: le riparazioni potrebbero non essere necessarie. Un circuito stampato sottilissimo subisce qualsiasi impatto grave: i suoi percorsi conduttivi vengono strappati e il contatto con i chip di memoria viene interrotto. E i chip stessi possono rompersi con la perdita di tutte le “informazioni”. Quindi solo i difetti minori possono essere eliminati.

Pertanto, con le schede SD, si verifica la delaminazione delle metà dell'alloggiamento e (molto spesso) la perdita del cursore di blocco della scrittura. In quest'ultimo caso, la carta diventa di sola lettura, non è possibile scrivere nulla su di essa (lo slider stesso non è un interruttore, apre semplicemente meccanicamente il circuito di divieto di scrittura nel lettore di carte, in modo che la scrittura sia possibile su alcuni dispositivi). Una SD con l'involucro sbucciato o piegato può essere difficile da inserire nello slot e, soprattutto, da rimuovere da esso. L'uso della forza (pinzette, pinze, ecc.) non fa che peggiorare la situazione. Esiste anche la possibilità che prima o poi l'intero contenuto della carta cada dalla custodia: molto probabilmente questo distruggerà il dispositivo.

Nelle mani di un utente impaziente, la scheda SD non è durata a lungo

I danni meccanici sono spesso causati dalla negligenza dell'utente. Le unità flash vengono inserite in modo storto e brusco nella porta USB di un computer o laptop; quelli già inseriti vengono toccati da una mano, un piede, un sacchetto o uno spazzolone. Fuori dal computer, i portachiavi vengono lasciati cadere sul pavimento, calpestati, seduti, investiti dalla ruota di una sedia e così via. Le chiavette finiscono in lavatrice, nella sporcizia delle strade e sotto il caffè versato, vengono bagnate in mari e vasche. Ho visto dispositivi di archiviazione che erano nei denti dei cani.

I modelli con parti pieghevoli e scorrevoli soffrono di sforzi inutili durante la trasformazione. Le parti mobili stesse non sono molto resistenti e si consumano rapidamente se sono realizzate in plastica morbida economica. Ciò è particolarmente vero per vari dispositivi di chiusura: l'inserimento di un'unità flash "auto-pieghevole" nella porta può essere difficile. L'usura è notevolmente accelerata in un ambiente sporco e aggressivo (ad esempio, in una tasca vicino alle chiavi). Polvere e umidità penetrano facilmente in un connettore USB non protetto da cappuccio, provocando contaminazioni e corrosione dei contatti (non sempre sono placcati oro, come previsto dalla norma).

La chiavetta Kingston tende a piegarsi quando collegata: il blocco della posizione di lavoro è usurato. Il cursore deve essere tenuto a mano

Anche le politiche dei produttori giocano un ruolo in questo. Trattano le unità flash economiche come un prodotto usa e getta e risparmiano su tutto. Da qui il case fragile, il cappuccio che si rompe dopo una settimana, la scheda PCB sottile e le saldature sciatte e succinte. I modelli più costosi sono generalmente realizzati meglio e sono meccanicamente più durevoli. Al momento dell'acquisto, dovresti sceglierli. È vero, se i soldi sono stati spesi per un design elaborato, allora è meglio stare attenti: il corpo glamour può contenere un riempimento debole e lento. A proposito, si tratta per lo più di unità flash aziendali regalo: non è saggio utilizzarle per affari, i problemi inizieranno molto rapidamente.

Maggiori informazioni sulla scelta. Nella vita, le unità flash più potenti sono a forma di uovo, non troppo compatte. I modelli lunghi e sottili si rompono per primi. Più metallo c'è nella custodia, meglio è: il metallo fornisce non solo resistenza, ma anche una buona dissipazione del calore. Il cappuccio più affidabile è quello che viene tenuto in posizione per attrito su tutta l'area del connettore USB: non si romperà nella zona delle sporgenze di fissaggio. Va bene quando il cappuccio è assicurato contro la perdita con una corda o un cordone. A volte il cappuccio rimosso può essere posizionato sul retro dell'unità flash: non è così conveniente, ma meglio di niente.

Il connettore aperto recentemente alla moda (senza fascia metallica, quattro piastre di contatto sono in bella vista) non ha successo in termini di affidabilità: si rompe e si graffia facilmente e, soprattutto, è soggetto a elettricità statica distruttiva. Inoltre, è spesso combinato con un design monolitico: elegante e compatto, ma non riparabile. Se, ad esempio, un laptop cade da un tavolo, il connettore della normale unità flash inserita si rompe semplicemente, ma il monolite si rompe a metà, sconvolgendo sia l'utente che il riparatore.

Connettore rotto su unità flash normali e monolitiche. In quest'ultimo caso non c'è bisogno di parlare di riparazioni e anche il recupero dei dati è un grosso problema. I contatti cerchiati non aiuteranno qui

La riparazione meccanica ha l'obiettivo di ripristinare il funzionamento e l'affidabilità di un'unità flash, il suo contenuto è abbastanza ovvio. A livello del “fai da te”, ciò significa incollare o sostituire la custodia, selezionare un cappuccio adatto e simili. In molti casi viene in soccorso la supercolla cianoacrilica, soprattutto dotata di un attivatore (esano), che consente di incollare qualsiasi plastica, compresi polietilene e polipropilene “resistenti”. Con un connettore USB allentato o piegato, è necessario saldare gli elementi di fissaggio, in particolare le orecchie sui lati (sollevano il carico di flessione e si staccano prima), quindi i contatti stessi. Raddrizzare grossolanamente il connettore nella direzione opposta non è il metodo migliore: spesso si rompono le tracce vicine sulla scheda e le riparazioni diventano molto difficili, se non addirittura impossibili.

Su SD, invece del cursore perduto, un pezzo di fiammifero viene facilmente incollato, anche se senza possibilità di blocco, ma poche persone lo usano. I contatti vengono puliti con un batuffolo di cotone con un prodotto speciale "Kontaktol" o, nel peggiore dei casi, con una miscela di alcol e benzina. Si consiglia di osservare l'igiene antistatica (braccialetto di messa a terra sulla mano, copertura conduttiva del tavolo e del pavimento, ecc.) o almeno toccare un oggetto messo a terra prima del lavoro. Ricorda che le carte sono sensibili all'elettricità statica.

È una buona idea controllare i cuscinetti di contatto sotto una lente d'ingrandimento: la loro doratura può essere molto condizionata o del tutto assente. I contatti usurati, corrosi o scoloriti (non rari su carte economiche conservate in un ambiente umido) sono un segnale per lo smantellamento di tale carta che non funzionerà in modo affidabile; Questo vale anche per gli adattatori microSD→SD.

⇡ Esaurimento sul lavoro

I malfunzionamenti elettrici delle unità flash sono principalmente il guasto del controller ("burnout"), nonché vari difetti degli elementi di cablaggio SMD: filtri, fusibili, resistori, condensatori, stabilizzatore, quarzo. Queste parti subiscono rotture, guasti o deterioramenti dei parametri (ad esempio, una diminuzione della tensione di uscita dello stabilizzatore da 3,3 a 2,5-2,6 V, alla quale il controller non si avvia più). Ciò include anche problemi con la scheda, inclusi danni ai percorsi che trasportano corrente e scarso contatto delle parti. Spesso durante il funzionamento compaiono difetti nell'assemblaggio in fabbrica (connessioni saldate in modo incompleto, saldatura a freddo, corrosione dovuta a flusso non lavato).

Questo filtro (cerchiato in bianco) si è bruciato a causa di un picco di tensione. Il trattamento è standard: sostituzione con uno simile o semplicemente saldatura del ponticello

I problemi di contatto sono diventati notevolmente più numerosi dopo l'introduzione della direttiva RoHS dell'Unione Europea (mirata a eliminare dalla circolazione piombo, mercurio e altre sostanze nocive). Le saldature ecologiche senza piombo si sono rivelate difficili da usare: si diffondono peggio e i cuscinetti di contatto sono umidi, hanno un punto di fusione più elevato e sono meno durevoli. La saldatura di alta qualità con loro richiede un'elevata cultura della produzione e le piccole fabbriche cinesi non sono diverse in questo...

In questi casi, l'unità flash molto spesso non mostra segni di vita, ma a volte viene rilevata nel computer come "Dispositivo USB sconosciuto." In particolare, ciò accade quando i chip di memoria flash sono in contatto inaffidabile con la scheda (un caso frequente ultimamente è che la chiavetta si piega leggermente con mani goffe e una delle gambe si stacca). Se la saldatura è scadente, il dispositivo può funzionare solo in una determinata posizione e solo se si preme la custodia con la mano (di solito nella zona del connettore USB). Succede che i difetti compaiono solo dopo il riscaldamento, ma un'unità flash fredda funziona bene. Con il passare del tempo gli intervalli di esecuzione diventano sempre più stretti e alla fine si arriva al completo fallimento.

I danni elettrici alle unità flash e alle schede di memoria possono anche includere l'ingresso di acqua all'interno: i problemi sono spesso causati non dall'acqua stessa, ma da un'asciugatura insufficiente del dispositivo prima dell'uso. Una volta fornita alimentazione a un'unità flash umida, il controller si guasta facilmente, a causa delle correnti di dispersione tra i pin. Naturalmente, l'esposizione prolungata all'acqua, soprattutto all'acqua di mare, può causare una semplice corrosione, ma ciò non è fatale: è stato riferito che la scheda di memoria di una fotocamera “annegata” ha iniziato a funzionare dopo un anno sul fondo del mare.

Le cause dei danni elettrici sono l'alimentazione instabile, le scariche di elettricità statica dal corpo dell'utente o dal case del PC, nonché il surriscaldamento dei componenti dell'unità, in primo luogo il controller (i chip di memoria possono resistere fino a 100-120 °C e raramente "bruciano" ). Il surriscaldamento è causato da uno scarso raffreddamento in un case di plastica angusto, da un funzionamento attivo prolungato o anche solo dal minimo. Consiglio: rimuovi la chiavetta inutilizzata dalla porta USB e la scheda di memoria dallo slot del lettore di schede: a seconda del driver del sistema operativo, possono surriscaldarsi e questo è difficilmente prevedibile.

Una combinazione di diversi fattori di rischio è particolarmente pericolosa. Ad esempio, con una tensione maggiore di 5 V, la chiavetta si riscalda molto di più e un intenso flusso di dati, soprattutto per la registrazione, può facilmente spegnerla. Più il modello è produttivo (e più costoso), maggiore è il rischio di surriscaldamento in queste condizioni. Questo vale anche per le schede di memoria: sono stati segnalati danni alle schede SD ad alta velocità durante la fotografia seriale o il dump di filmati.

Le custodie desktop economiche accorciano anche la vita delle unità flash: contengono Porte USB sul pannello frontale sono collegati alla scheda madre con un cavo non schermato che raccoglie tutte le interferenze. Ciò comporta un carico aggiuntivo sul dispositivo collegato, che ne influisce il funzionamento: guasti, rallentamenti e aumento del riscaldamento. Il guasto in tali condizioni è molto probabile, soprattutto con cavi elettrici senza messa a terra.

L'aumento dei carichi meccanici, in particolare i carichi alternati (piegato-non piegato), nonché le cadute e gli urti, contribuiscono alla comparsa di difetti di saldatura. Sebbene le unità flash siano considerate unità resistenti agli urti, i loro circuiti contengono solitamente un risonatore al quarzo. E questa (nella confezione SMD standard) è una parte piuttosto fragile che non resiste nemmeno a una caduta da un metro di altezza. Se il quarzo è rotto o staccato dai contatti, la chiavetta viene riconosciuta come "Dispositivo USB sconosciuto" con zero codici VID/PID ed è inutilizzabile. I cattivi contatti del controllore si manifestano allo stesso modo; Sono comuni anche puri problemi tecnici del software (vedi sotto per i dettagli).

La riparazione dell'hardware è già richiesta qui. Non si può fare a meno di un multimetro, di un saldatore da 25-30 W con punta sottile e di un asciugacapelli tecnico: serve ad anello le connessioni, rafforzare la saldatura (riscaldare la scheda con aria calda spesso aiuta), ripristinare i contatti danneggiati o percorsi che trasportano corrente, principalmente quelli adiacenti al connettore USB. Le parti guaste vengono sostituite. Stiamo parlando di elementi di reggiatura: molto spesso resistori (inclusi valori zero che fungono da ponticelli), quarzo e uno stabilizzatore da 3,3 V.

In precedenza, le unità flash avevano spesso fusibili di alimentazione e filtri antidisturbo induttivi nei circuiti di segnale rotti. Questo è stato trattato selezionando analoghi o anche shunt banali e uno stabilizzatore discreto rotto è stato sostituito senza problemi (prezzo di emissione 20 rubli). È vero, a volte la scheda fumava all'accensione, il che significa che il controller è stato il primo a guastarsi e la parte sostituita ha funzionato come un fusibile.

I modelli moderni non hanno più tali elementi: i produttori li hanno "ottimizzati". Il controller prende tutti i colpi. Qui è integrato anche lo stabilizzatore, quindi il suo guasto (identificato dal riscaldamento istantaneo e insopportabile del chip) richiede la sostituzione del controller, e con esattamente lo stesso modello con la stessa versione firmware (seconda o terza fila di contrassegni del chip). Il quarzo non funzionante è identificato dall'assenza della generazione di 12 MHz; Per questo è necessario almeno un semplice oscilloscopio come il commemorativo C1-94 per radioamatori.

Una piacevole eccezione sono i nuovi modelli di unità flash con interfaccia USB 3.0. Il dispositivo ad alta velocità consuma una corrente significativa (fino a 900 mA secondo lo standard, in realtà 150-250 mA al minimo e 300-600 mA sotto carico), quindi i progettisti sono tornati a uno stabilizzatore discreto, questa volta del tipo a impulsi , così come i filtri choke. Con tale base dell'elemento Le unità flash sono diventate più riparabili.

Nella maggior parte dei casi, non è pratico sostituire i chip di memoria flash: sono relativamente costosi e, dopo la saldatura, l'unità flash richiede una riparazione completa del software, cosa che potrebbe non essere possibile se non si dispone dell'esperienza sufficiente o del software necessario. Anche il controller è una cosa peculiare: tali microcircuiti non vengono venduti al dettaglio (non ordinerai un lotto di 1000 pezzi), quindi puoi ottenere solo copie riparabili dai donatori. È abbastanza stupido smontare un'unità funzionante, quindi ti rimangono unità flash che sono morte per un altro motivo. Considerando l'attuale varietà di controller (ogni modello è disponibile in diverse modifiche, spesso incompatibili con il firmware), saranno necessari molti donatori, almeno diverse dozzine. È improbabile che un riparatore non professionista disponga di tali depositi.

Un controller bruciato è danneggiato fisicamente, ma questo è un caso raro. I guasti hardware sono solitamente invisibili dall'esterno.

Non dimentichiamoci delle difficoltà tecnologiche: per un dilettante possono essere significative. Non è così semplice saldare al volo 64 o 48 pin con un passo di 0,4-0,5 mm (imballaggio tipico rispettivamente di controller e chip di memoria), senza distorsioni, "moccio" e contatti errati, soprattutto se gli strumenti non sono quelli adatti migliore. Questo è anche il motivo per cui le riparazioni hardware nella maggior parte dei casi si limitano alla sostituzione degli elementi delle tubazioni.

Per quanto riguarda le unità flash bagnate, comprese quelle "annegate", ad esse è applicabile una tecnologia in tre fasi sviluppata per i telefoni cellulari. La scheda viene prima lavata dai sali e dallo sporco in acqua pulita, preferibilmente distillata, poi immersa in alcool isopropilico (ha una concentrazione del 99,7% e sposta attivamente l'acqua dalle fessure capillari, che si trovano, ad esempio, sotto i microcircuiti) e infine asciugata con acqua calda aria. Fai lo stesso con le parti del corpo. L'asciugatura finale prima dell'assemblaggio dovrebbe richiedere diverse ore.

A proposito, il primo a utilizzare l'alcool assoluto come essiccante fu D.I. Mendeleev. Nel 1890 propose di sostituire l'essiccazione della pirossilina (la base della polvere da sparo senza fumo) con la disidratazione con alcool, che è completamente sicuro. Da allora, in tutto il mondo questa fase della produzione della polvere da sparo è stata eseguita solo secondo il metodo Mendeleev.

Naturalmente, tutto questo lavoro è preceduto dallo smontaggio della chiavetta, che in alcuni casi richiede successive riparazioni meccaniche (ci sono strutture assemblate con colla o fragili chiusure usa e getta). La varietà dei modelli rende difficile la loro classificazione. Nella maggior parte dei casi, il corpo è costituito da due metà o ha la forma di un manicotto in cui viene inserita l'imbottitura. Le parti sono tenute in posizione da una vite (meglio), attrito o fermi nascosti (peggio). In ogni caso, se non è possibile accedere alla scheda, sono controindicate ulteriori riparazioni.

I modelli elaborati e insoliti sono più difficili da comprendere rispetto alle loro controparti ordinarie

Nella seconda parte di questo materiale, ti presenteremo i problemi software con le unità flash e i metodi per risolverli, oltre a fornire alcuni suggerimenti su come evitare guasti alle unità flash. Prossimamente sui vostri schermi!

Un'unità flash è un dispositivo di archiviazione che utilizza la memoria flash. La memoria flash non è volatile. Può essere cancellato elettricamente e riprogrammato.

Si tratta quindi di un tipo di memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente chiamata EEPROM (memoria di sola lettura programmabile cancellabile elettricamente). Questo tipo di memoria può essere cancellata e riempita con dati fino a un milione di volte. Le unità flash sono simili a quelle normali dischi rigidi e possono sostituirli. La memoria flash viene utilizzata per archiviare e trasferire informazioni in modo semplice e rapido.

Informazioni sulla memoria flash

Le unità flash vengono spesso utilizzate in prodotti che funzionano a basso consumo e in quelli che potrebbero dover funzionare in ambienti difficili. La memoria flash non è volatile e quindi le unità flash non necessitano di backup da parte di una batteria. Memoria flash a stato solido. Ciò significa che non c'è nulla di meccanico in questo. Tutto è puramente elettronico. La memoria flash ha una griglia di colonne e righe, ciascuna cella ha due transistor in ciascun punto di intersezione della griglia. Un sottile strato di ossido separa i transistor di ciascuna coppia. Un transistor in una coppia è chiamato gate flottante e l'altro è noto come gate di controllo. La persiana flottante può reggere carica elettrica. Questa carica è contenuta nell'isolamento elettrico dello strato di ossido che lo separa dal gate di controllo. Pertanto, eventuali elettroni posizionati sul gate flottante rimangono lì. Ciò rende la memoria flash non volatile. La memoria flash funziona aggiungendo e rimuovendo elettroni dalle porte flottanti.

Come funziona una chiavetta USB?

Deve essere inserito in una porta USB del computer. I sistemi operativi odierni sono in grado di rilevare le unità flash e installare autonomamente i driver necessari. Una volta rilevato, il dispositivo può essere utilizzato per archiviare dati. L'unità flash può essere rimossa dal computer solo al termine del suo lavoro. Il sistema ti chiederà quando è sicuro rimuoverlo, dopodiché potrà essere rimosso fisicamente.

La chiavetta è costituita da un circuito stampato ed è ricoperta da un involucro di plastica o gomma che la rende durevole. Il connettore USB che sporge è coperto da una copertura rimovibile. La maggior parte delle unità flash utilizza una connessione USB di tipo A, che le rende compatibili con i connettori standard dei computer. Pertanto, possono essere collegati direttamente a una porta del tuo computer.

Le unità flash non richiedono driver di dispositivo aggiuntivi. Quando l'unità flash è collegata al computer su cui è stata installata sistema operativo blocca l'unità logica, mentre si ottiene l'astrazione dai dettagli di implementazione di dispositivi di memoria flash complessi e il sistema operativo può utilizzare qualsiasi file system o indirizzamento di blocchi di sistema. In breve, il sistema operativo lo vede come disco rigido. Una volta connessa, l'unità flash entra in modalità di emulazione, il che significa che emula il funzionamento di disco rigido in futuro. Ciò rende molto più semplice il trasferimento dei dati tra un'unità flash e un computer.

Le unità flash vengono utilizzate per gestire i sistemi operativi al fine di trasformare i personal computer in una rete di apparecchi elettrici. In questi casi, contengono il sistema operativo e vengono utilizzati per avviare il sistema. Le unità flash presentano un vantaggio rispetto ad altri dispositivi grazie al basso consumo energetico e al basso tasso di guasto. Inoltre, le unità flash sono piccole e portatili. Consentono un trasferimento rapido dei dati con meno problemi. Fondamentalmente sono dispositivi plug-and-play. Non richiedono alcuna formazione specifica da parte tua per poterli utilizzare. Hanno una memoria di grandi dimensioni, con una capacità di memoria maggiore rispetto ai floppy disk o ai CD.

Durante i primi anni della loro evoluzione, le unità flash non potevano sopportare troppi cicli di cancellazione. Ciò ha reso le prime unità flash inadatte alla richiesta di dati aggiornamenti frequenti. Per colmare questa lacuna, i produttori hanno sviluppato un metodo di allineamento che distribuisce fisicamente i dati su tutte le celle di memoria. Le moderne unità flash possono resistere fino a un milione di cicli.

Unità flash USB

L'unità flash USB è una parola d'ordine oggi tecnologie informatiche. Si tratta di una memoria flash o di un dispositivo di archiviazione di memoria di tipo NAND. I componenti principali di un'unità flash includono un connettore USB di tipo A, un controller di archiviazione, un chip di memoria flash NAND e un oscillatore a cristallo. Il connettore USB funge da interfaccia tra il dispositivo e il computer. Il controller di archiviazione è costituito da un minuscolo processore RISC. Ha anche una certa quantità di memoria sul chip (può essere ROM o RAM). Il chip di memoria flash fa lavoro vero e proprio sulla memorizzazione dei dati. L'oscillatore a cristallo produce segnali di clock e controlla l'uscita dei dati dal dispositivo. I LED che fungono da indicatori forniscono protezione da scrittura e commutano alcuni altri componenti che potrebbero far parte delle unità flash.

Utilizzando un'unità flash

• Collega l'unità flash al computer.
• Il computer ti indicherà che ha rilevato un dispositivo esterno.
• Il sistema operativo lo tratterà come qualsiasi altro disco rigido. Il dispositivo non richiede driver speciali. Non è richiesto alcun file system specifico.
• Vai al menu "Risorse del computer" e vedrai l'unità flash tra le altre unità.
• Potrai aprirlo come qualsiasi altro disco rigido.

Vantaggi delle unità flash

• Sono leggeri e portatili.
• Sono affidabili. Sono resistenti ai graffi e non vengono influenzati dai campi magnetici.
• La memoria flash non è volatile.
• Sono dispositivi plug-and-play, quindi facili da usare.
• Il computer li tratta come qualsiasi altro disco rigido, semplificando così il trasferimento dei dati.

Svantaggi delle unità flash

• Sono di piccole dimensioni. Quindi possono essere facilmente persi.
• L'uso frequente provoca usura, soprattutto nel punto in cui si collegano al computer.
• Esiste un limite al numero di cicli di scrittura e cancellazione che possono sopportare.
• L'utilizzo di un'unità flash su diversi computer la rende suscettibile alle infezioni. Un virus su un disco può distruggere i dati o renderli illeggibili.

Le moderne unità flash sono dotate di misure di sicurezza come la crittografia o persino la biometria. Sono dotati di un involucro protettivo che li rende affidabili. Sebbene il numero di cicli di cancellazione e scrittura possa essere limitato. Hanno il vantaggio aggiuntivo di capacità, velocità, portabilità e basso consumo energetico. È chiaro che gli svantaggi delle unità flash sono trascurabili rispetto alla facilità d'uso che offrono. Le unità flash sono oggi uno dei dispositivi di archiviazione più popolari. Possono scaricare programmi, archiviare documenti importanti, progetti e compiti, nonché archiviare musica, filmati e immagini.

Questo articolo descrive brevemente i vantaggi delle moderne unità flash e discute il chip del controller, sulla base del quale è possibile creare dispositivi di memoria flash con interfaccia USB. Inoltre, l'autore di questo articolo offre la sua versione implementazione pratica un tale dispositivo.

Introduzione

Attualmente, i dispositivi di memoria flash sono diventati molto popolari e hanno ottenuto il riconoscimento universale tra gli utenti. personal computer. Ciò è diventato possibile grazie a tali qualità di unità di questo tipo quali compattezza, basso consumo energetico, ampia capacità di memoria, assenza di parti mobili, elevata affidabilità e facilità d'uso. La versione più utilizzata è la versione “memory stick” (memory stick) (Fig. 1).

Inoltre, le unità flash sono disponibili sotto forma di portachiavi, penne, coltelli pieghevoli, accendini, carte di plastica, orologio da polso ecc. (Fig. 2).

Tali opzioni di design sono apparse per motivi di facilità d'uso, in modo che la memoria flash fosse sempre a portata di mano, collocata discretamente nei soliti oggetti della nostra vita quotidiana. Tutti questi dispositivi dispongono di un'interfaccia USB integrata che consente all'unità flash di comunicare con un computer per scrivere e leggere dati. Le unità flash sono molto più comode e pratiche dei soliti, ma obsoleti floppy disk, per non parlare della capacità di memoria e dell'affidabilità dell'archiviazione delle informazioni molto più grandi rispetto a questi ultimi.

Esiste anche un gruppo separato di memoria flash sotto forma di schede, che sono supporti di memorizzazione rimovibili e vengono inseriti nelle fotocamere digitali, nelle videocamere e persino nei telefoni cellulari. Queste includono schede come CF (Compact Flash), MMC (Multi Media Card), SD (Secure Digital), XD (XD-Picture Card), ecc. Questi dispositivi di memorizzazione non dispongono di un'interfaccia USB incorporata e quindi non possono comunicare con il computer utilizzano l'interfaccia del dispositivo a cui sono collegati. Di norma, questa è la stessa interfaccia USB o FireWire. Inoltre, per comodità di utilizzo di tali schede, sono già stati creati vari adattatori dotati di un'interfaccia USB per il collegamento a un computer e connettori per il collegamento di schede flash (Fig. 3).

Grazie a tali adattatori, le schede flash possono essere utilizzate come supporti di memorizzazione autonomi in miniatura con una capacità di memoria di centinaia di megabyte.

Nonostante attualmente nel mondo esistano molti produttori di unità flash e tutti i tipi di adattatori per schede flash, lo sviluppo di nuovi tipi e versioni di questi dispositivi continua. E ci sono buone ragioni per questo. Sempre più spesso Di più le persone devono lavorare con le informazioni. Questi sono i soliti documenti elettronici creato in editor, dati di riferimento e varie informazioni riservate sotto forma di nomi logici e password per l'elettronica cassette postali ecc. Oltre alle informazioni, le unità flash possono memorizzare vari programmi utili, documenti scansionati, fotografie elettroniche, musica e persino film. E la presenza di un'interfaccia USB in quasi tutti computer moderni e l'elevata velocità di trasferimento dati rendono il trasferimento delle informazioni tramite unità flash un'operazione semplice, comoda e veloce.

Molte imprese nazionali coinvolte nello sviluppo e nella produzione di apparecchiature elettroniche possono avviare la propria produzione di tali unità flash o implementarle nei propri prodotti. Infatti, attualmente il costo dei componenti per una chiavetta da 128 MB è già di circa 10 dollari, mentre il prezzo di mercato di un prodotto del genere può superare i 20 dollari. Inoltre, un vasto esercito di appassionati di elettronica può facilmente realizzare la versione più semplice di un'unità flash per le proprie esigenze.

Panoramica del controllore

Attualmente esistono diversi produttori di controller di memoria flash con interfaccia USB 2.0 (USB 2.0 Flash Drive Controller). Ad esempio, Genesys Logic produce il controller GL814E e SMSC produce USB97C242. All'inizio del 2004, Sigmatel ha annunciato un nuovo controller di memoria flash STBD2010. A differenza di quanto sopra, questo controller è integrato al massimo e include tutto componenti necessari costruire un dispositivo di memoria flash già pronto con un set minimo di elementi esterni. Inoltre, ha un corpo moderno di piccole dimensioni (Fig. 4), che consente di creare dispositivi di memoria in miniatura basati su di esso.

Inoltre, il prezzo del chip è di soli 1,7 dollari. È possibile ordinare singoli campioni di questo controller sul sito Web del produttore (www.sigmatel.com).

Il controller ha due modifiche: STBD2010 e STBD2011. Quest'ultima modifica presenta alcuni vantaggi rispetto alla prima. Poiché entrambe le modifiche dei controller hanno la stessa struttura e sono completamente compatibili in termini di pin dell'alloggiamento, qui viene fornita una panoramica per entrambi i modelli di controller, indicando le differenze.

Per prima cosa, diamo un'occhiata alle caratteristiche principali del controller. Il controller STBD2010/2011 dispone di un'interfaccia USB integrata ed è pienamente compatibile con le specifiche USB 2.0 per le operazioni ad alta velocità. Fornisce il controllo dei chip di memoria flash NAND. Avendo dimensioni corporee molto ridotte, il controller consente di creare dispositivi dalle dimensioni in miniatura. L'interfaccia di memoria flash esterna integrata nel controller fornisce supporto per da uno a quattro chip di memoria con organizzazione del bus dati a 8 e 16 bit. Il volume di ciascuno dei quattro chip di memoria può raggiungere i 2 Gbit. Pertanto, il volume totale dei chip di memoria supportati dal controller può raggiungere gli 8 Gbit. Il controller ha la capacità di configurare automaticamente il tipo di memoria e fornisce supporto per i seguenti tipi di chip di memoria flash:

• Memoria flash NAND con tecnologia Binaria o SLC (Single Level Cell);
• Memoria flash NAND con tecnologia MLC (Multi-Level Cell) (solo STBD2011);
• Memoria flash AG-AND (solo STBD2011).

I produttori di questi tipi di chip di memoria includono aziende famose come Samsung, Toshiba, SanDisk, ST Microelectronics, ecc.

Il controller dispone di un'unità di correzione degli errori hardware (ECC), che garantisce l'affidabilità dei dati trasferiti senza la necessità di ulteriore elaborazione dei dati software.

Il regolatore di tensione integrato nel controller fornisce ai chip di memoria flash collegati la tensione di alimentazione necessaria di 3,3 e 1,8 V senza l'uso di stabilizzatori di tensione esterni e altri elementi aggiuntivi. La fonte di alimentazione in ingresso per il controller è la fonte di tensione da 5 V dell'interfaccia USB.

Per sincronizzare tutti i processi all'interno del controller, è presente un sintetizzatore di frequenza integrato che funziona insieme a un risonatore al quarzo esterno che imposta una frequenza di clock di 24 MHz.

Il controller STBD2010/2011 non richiede alcun componente aggiuntivo software nel suo lavoro e può essere utilizzato su computer con sistemi operativi Sistemi MAC Sistema operativo, Windows ME/2000/XP. Inoltre, per prima Versioni di Windows 98 SE, il driver del controller STBD2010/2011 è disponibile gratuitamente sul sito aziendale www.sigmatel.com.

Consideriamo lo schema a blocchi del controller (Fig. 5).

Come si può vedere dalla struttura del controller, include blocchi per supportare l'interfaccia USB e funzionare con la memoria flash. Il protocollo di interfaccia USB e memoria flash è supportato dal microcontroller integrato ad alte prestazioni, che utilizza la memoria di programma di sola lettura ROM e RAM RAM. L'interfaccia USB è supportata utilizzando un'unità ricetrasmettitore USB 2.0 Hi-Speed ​​e un controller dispositivo Hi-Speed ​​USB 2.0. Il sintetizzatore di frequenza PLL interno garantisce la necessaria sincronizzazione di tutti dispositivi interni utilizzando un risuonatore al quarzo esterno da 24 MHz. Il blocco GPIO fornisce il controllo esterno e l'indicazione della modalità operativa del controller. Il controller comunica con la memoria flash tramite un'interfaccia Memoria flash Interfaccia di memoria. Il regolatore di tensione integrato Regolatori di tensione genera dalla tensione di ingresso di 5 V proveniente dall'interfaccia USB le tensioni di alimentazione di 3,3 e 1,8 V necessarie per il funzionamento del core del controller e dei chip di memoria esterni.

Il controller è disponibile in un contenitore QFN moderno e di piccole dimensioni a 48 pin che misura solo 77 mm.

La tabella 1 mostra le principali caratteristiche operative e tecniche di questo microcircuito.

Tabella 1. Caratteristiche operative e tecniche del microcircuito

Tipico diagramma a blocchi Il collegamento dei chip di memoria al controller è mostrato in Fig. 6.

Implementazione pratica

Fondamentale schema elettrico i dispositivi sviluppati dall'autore di questo articolo sono mostrati in Fig. 7.

Questo circuito utilizza il chip controller D1 sopra descritto e solo un chip di memoria flash D2.

Elenco degli elementi del dispositivo indicanti la tipologia utilizzata componenti elettronici, le loro classificazioni e i tipi di alloggiamenti sono riportati nella tabella 2.

Tabella 2. Elenco degli elementi

Al posto del chip di memoria flash D2 è possibile utilizzare un chip con una capacità di memoria inferiore. Quando si utilizzano tutti i 16 bit dell'I/O del controller, il dispositivo può utilizzare chip di memoria con un bus dati a 16 bit. Ciò aumenterà la velocità di scambio con i microcircuiti, ma complicherà in qualche modo la topologia del PCB.

L'alimentazione viene fornita al dispositivo dall'interfaccia USB tramite il connettore X1. Gli elementi L1, CP1 e C1 forniscono il filtraggio ad alta e bassa frequenza di questa tensione. Il controller D1 genera da esso le tensioni di alimentazione di 3,3 e 1,8 V, necessarie per alimentare il core del controller stesso, nonché per alimentare i chip di memoria. Un ulteriore filtraggio della tensione di alimentazione viene effettuato bloccando i condensatori C4–C6. L'interruttore SA1, che controlla l'uscita GP1 del controller, consente di vietare la scrittura sui chip di memoria per proteggere le informazioni dalla cancellazione. L'uscita del controller GP0 ​​controlla, attraverso il resistore limitatore R7, il LED HL1, che ha il compito di indicare la modalità operativa del controller (gestione della memoria). I resistori R1 e R2 provvedono all'adattamento degli ingressi del controller con i segnali differenziali DM e DP dell'interfaccia USB. I restanti resistori del dispositivo fungono da resistenze di riferimento che portano i livelli del segnale del controller alla tensione di alimentazione o al potenziale di terra. Il risonatore al quarzo BQ1 insieme ai condensatori C2 e C3 garantisce la formazione della frequenza di riferimento del controller di 24 MHz.

Il circuito non necessita di regolazioni e, se assemblato correttamente, inizia a funzionare immediatamente quando il dispositivo viene collegato all’interfaccia USB del computer. Quando ti connetti per la prima volta, il sistema operativo del computer rileverà il nuovo dispositivo e installerà i driver necessari per il suo funzionamento modalità automatica. In futuro, il dispositivo verrà incluso nel computer come disco rimovibile, con il quale sarà possibile eseguire qualsiasi operazione di lettura, scrittura e cancellazione di informazioni, come con un normale disco rigido.

Ciao amici miei. Oggi non prenderemo in considerazione alcun diagramma di determinati progetti; l'argomento di oggi è la cosiddetta unità flash fatta in casa. Alcuni, ovviamente, potrebbero non credere che ciò sia possibile a casa, e hanno ragione, poiché è abbastanza difficile e praticamente impossibile farlo a casa senza attrezzature speciali. Ma le persone intelligenti molto tempo fa hanno inventato una scheda di memoria per i telefoni cellulari. Nei negozi puoi facilmente trovare un adattatore con il quale puoi collegare una scheda di memoria a un computer tramite una porta USB. Questo adattatore costa solo $ 2.

Il dispositivo funziona in modo molto semplice: devi solo posizionare la scheda di memoria in un determinato punto sull'adattatore e l'adattatore stesso sarà realizzato in Modulo USB una spina che basta collegare alla porta USB del PC. Per la nostra unità flash fatta in casa, è necessario avere a portata di mano proprio un adattatore del genere con una scheda di memoria di un telefono cellulare e un'altra presa o una custodia in plastica corrispondente per USB.

Quindi posizioniamo l'adattatore nell'alloggiamento della spina, chiudiamo il coperchio e vediamo cosa abbiamo ottenuto.

Ora sembra una presa USB tagliata, ma nessuno sospetterà nemmeno che ci sia un'unità di memoria lì! Ora è il turno degli schemi. Ci sono 4 fili, rimuoviamo in anticipo una piccola parte dell'isolamento dai fili e li stagniamo. Successivamente, prendiamo un paio di parti nuove di zecca (è meglio prendere quelle danneggiate, ma in modo che sembrino nuove) e le saldiamo insieme. Non esiste un circuito specifico qui, salda quello che vuoi, il design deve solo sembrare un circuito, ovviamente non funzionerà! Puoi utilizzare condensatori, resistori, condensatori polari e non polari e un paio di transistor; come sai, alcune unità flash hanno un indicatore LED integrato sul retro, puoi ottenere un simulatore di tale indicatore in modo che sia fatto in casa l'unità flash sembra credibile e non solleva dubbi.

Per fare ciò, all'articolo viene collegata una presa USB e una spina disimballate, l'alimentazione viene fornita attraverso i canali laterali, che deve essere collegata ai nostri cavi, quindi assemblare un semplice circuito lampeggiante per un LED, in questo caso lo facciamo ancora; abbiamo altri due fili liberi ai quali possiamo attaccare un prefabbricato<блеф>circuito di memorizzazione. Quindi, per riassumere, abbiamo un design piuttosto interessante, se collegato a porta USB Il LED del computer inizierà a lampeggiare e darà agli estranei la sensazione che sia collegata un'unità flash, ma rimarranno ancora più sorpresi quando il computer notificherà che ad esso è collegata un'unità di memoria! Sì, tutti crederanno che tu sia un genio e ti chiederanno uno schema di una chiavetta USB così semplice e miracolosa. Cerca di rendere lo schema di collegamento delle parti il ​​più confuso possibile in modo che anche il master non sospetti cosa viene ingannato. Bene, questo è tutto, potrete vedere cose simili interessanti in altri articoli, arrivederci amici - Arthur Kasyan (AKA).

Unità flash USB

Questo articolo descrive brevemente i vantaggi delle moderne unità flash e discute il chip del controller, sulla base del quale è possibile creare dispositivi di memoria flash con interfaccia USB. Inoltre, l'autore di questo articolo offre la propria versione dell'implementazione pratica di tale dispositivo.

Panoramica del controllore

Attualmente esistono diversi produttori di controller di memoria flash con interfaccia USB 2.0 (USB 2.0 Flash Drive Controller). Ad esempio, Genesys Logic produce il controller GL814E e SMSC produce USB97C242. All'inizio del 2004, Sigmatel ha annunciato un nuovo controller di memoria flash STBD2010. A differenza di quelli sopra menzionati, questo controller è integrato al massimo e include tutti i componenti necessari per costruire un dispositivo di memoria flash completo con un set minimo di elementi esterni. Inoltre, ha un corpo moderno di piccole dimensioni (Fig. 1), che consente di creare dispositivi di memoria in miniatura basati su di esso.

Inoltre, il prezzo del chip è di soli 1,7 dollari. È possibile ordinare singoli campioni di questo controller sul sito Web del produttore (www.sigmatel.com).

Il controller ha due modifiche: STBD2010 e STBD2011. Quest'ultima modifica presenta alcuni vantaggi rispetto alla prima. Poiché entrambe le modifiche dei controller hanno la stessa struttura e sono completamente compatibili in termini di pin dell'alloggiamento, qui viene fornita una panoramica per entrambi i modelli di controller, indicando le differenze.

Per prima cosa, diamo un'occhiata alle caratteristiche principali del controller. Il controller STBD2010/2011 dispone di un'interfaccia USB integrata ed è pienamente compatibile con le specifiche USB 2.0 per le operazioni ad alta velocità. Fornisce il controllo dei chip di memoria flash NAND. Avendo dimensioni corporee molto ridotte, il controller consente di creare dispositivi dalle dimensioni in miniatura. L'interfaccia di memoria flash esterna integrata nel controller fornisce supporto per da uno a quattro chip di memoria con organizzazione del bus dati a 8 e 16 bit. Il volume di ciascuno dei quattro chip di memoria può raggiungere i 2 Gbit. Pertanto, il volume totale dei chip di memoria supportati dal controller può raggiungere gli 8 Gbit. Il controller ha la capacità di configurare automaticamente il tipo di memoria e fornisce supporto per i seguenti tipi di chip di memoria flash:

• Memoria flash NAND con tecnologia Binaria o SLC (Single Level Cell);
• Memoria flash NAND con tecnologia MLC (Multi-Level Cell) (solo STBD2011);
• Memoria flash AG-AND (solo STBD2011).

I produttori di questi tipi di chip di memoria includono aziende famose come Samsung, Toshiba, SanDisk, ST Microelectronics, ecc.

Il controller dispone di un'unità di correzione degli errori hardware (ECC), che garantisce l'affidabilità dei dati trasferiti senza la necessità di ulteriore elaborazione dei dati software.

Il regolatore di tensione integrato nel controller fornisce ai chip di memoria flash collegati la tensione di alimentazione necessaria di 3,3 e 1,8 V senza l'uso di stabilizzatori di tensione esterni e altri elementi aggiuntivi. La fonte di alimentazione in ingresso per il controller è la fonte di tensione da 5 V dell'interfaccia USB.

Per sincronizzare tutti i processi all'interno del controller, è presente un sintetizzatore di frequenza integrato che funziona insieme a un risonatore al quarzo esterno che imposta una frequenza di clock di 24 MHz.

Il controller STBD2010/2011 non richiede alcun software aggiuntivo per il suo funzionamento e può essere utilizzato su computer con sistema operativo MAC OS, Windows ME/2000/XP. Inoltre, per una versione precedente di Windows 98 SE, il driver del controller STBD2010/2011 è disponibile gratuitamente sul sito Web dell'azienda www.sigmatel.com.

Consideriamo lo schema a blocchi del controller (Fig. 2).

Come si può vedere dalla struttura del controller, include blocchi per supportare l'interfaccia USB e funzionare con la memoria flash. Il protocollo di interfaccia USB e memoria flash è supportato dal microcontroller integrato ad alte prestazioni, che utilizza ROM e RAM integrate per il suo funzionamento. L'interfaccia USB è supportata utilizzando un'unità ricetrasmettitore USB 2.0 Hi-Speed ​​e un controller dispositivo Hi-Speed ​​USB 2.0. Il sintetizzatore di frequenza PLL interno fornisce la sincronizzazione necessaria del funzionamento di tutti i dispositivi interni utilizzando un risonatore al quarzo esterno da 24 MHz. Il blocco GPIO fornisce il controllo esterno e l'indicazione della modalità operativa del controller. Il controller comunica con la memoria flash tramite l'interfaccia di memoria flash. Il regolatore di tensione integrato Regolatori di tensione genera dalla tensione di ingresso di 5 V proveniente dall'interfaccia USB le tensioni di alimentazione di 3,3 e 1,8 V necessarie per il funzionamento del core del controller e dei chip di memoria esterni.

Il controller è disponibile in un contenitore QFN moderno e di piccole dimensioni a 48 pin che misura solo 77 mm.

La tabella 1 mostra le principali caratteristiche operative e tecniche di questo microcircuito.

Tabella 1.

Un tipico schema a blocchi per collegare i chip di memoria al controller è mostrato in Fig. 3.

Implementazione pratica

Lo schema elettrico del dispositivo, sviluppato dall'autore di questo articolo, è mostrato in Fig. 4.

Questo circuito utilizza il chip controller D1 sopra descritto e solo un chip di memoria flash D2.

Nella Tabella 2 è riportato un elenco degli elementi del dispositivo che indicano il tipo di componenti elettronici utilizzati, i loro valori nominali e i tipi di alloggiamento.

Tabella 2.

Al posto del chip di memoria flash D2 è possibile utilizzare un chip con una capacità di memoria inferiore. Quando si utilizzano tutti i 16 bit dell'I/O del controller, il dispositivo può utilizzare chip di memoria con un bus dati a 16 bit. Ciò aumenterà la velocità di scambio con i microcircuiti, ma complicherà in qualche modo la topologia del PCB.

L'alimentazione viene fornita al dispositivo dall'interfaccia USB tramite il connettore X1. Gli elementi L1, CP1 e C1 forniscono il filtraggio ad alta e bassa frequenza di questa tensione. Il controller D1 genera da esso le tensioni di alimentazione di 3,3 e 1,8 V, necessarie per alimentare il core del controller stesso, nonché per alimentare i chip di memoria. Un ulteriore filtraggio della tensione di alimentazione viene effettuato bloccando i condensatori C4–C6. L'interruttore SA1, che controlla l'uscita GP1 del controller, consente di vietare la scrittura sui chip di memoria per proteggere le informazioni dalla cancellazione. L'uscita del controller GP0 ​​controlla, attraverso il resistore limitatore R7, il LED HL1, che ha il compito di indicare la modalità operativa del controller (gestione della memoria). I resistori R1 e R2 provvedono all'adattamento degli ingressi del controller con i segnali differenziali DM e DP dell'interfaccia USB. I restanti resistori del dispositivo fungono da resistenze di riferimento che portano i livelli del segnale del controller alla tensione di alimentazione o al potenziale di terra. Il risonatore al quarzo BQ1 insieme ai condensatori C2 e C3 garantisce la formazione della frequenza di riferimento del controller di 24 MHz.

Il circuito non necessita di regolazioni e, se assemblato correttamente, inizia a funzionare immediatamente quando il dispositivo viene collegato all’interfaccia USB del computer. Quando ci si connette per la prima volta, il sistema operativo del computer rileverà il nuovo dispositivo e installerà automaticamente i driver necessari per il suo funzionamento. In futuro, il dispositivo verrà incluso nel computer come disco rimovibile, con il quale sarà possibile eseguire qualsiasi operazione di lettura, scrittura e cancellazione di informazioni, come con un normale disco rigido.