移动存储设备

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近年来,随着人们对随身存储能力的需求,移动存储设备以其存储容量大、便于携带等特点发展并成为用户较为认可的外部存储设备。目前,市场上的移动存储设备类型众多,但总体来说可以分为U盘、移动硬盘和存储卡3种类型。

U盘

U盘又称USB闪存盘(USB flash disk),它是一个具有USB接口的无需物理驱动器的微型高容量移动存储设备,用于存储照片、影像和资料等。通过USB接口与主机相连,可以像使用软盘或硬盘一样在U盘上读写和传送文件,如图1所示。

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                                                   图1  U盘

U盘的工作原理

U盘的电路主要包括主控芯片、供电电路、USB接口电路、时钟电路、闪存、写保护电路及指示灯电路等,如图2所示。

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                                                         图2  U盘电路框图


U盘的工作过程是:当U盘连接到计算机USB接口中,计算机USB接口的5V电压通过U盘的USB接口的供电针脚为U盘供电电路提供供电,产生Vcc电压。接着USB接口电路中的USB插座的数据输入针脚为高电平,而数据输出引脚为低电平;当计算机主板中的USB模块检测到数据线上的一高一低电平信号后,就认为USB设备连接好,向USB设备发出准备好信号。U盘的主控芯片调取存储器中的基本信息及文件信息,通过USB接口发送给计算机USB总线,计算机接收数据后,就会提示发现新硬件,并开始安装U盘的驱动程序。驱动程序安装完成后,用户就可看见U盘存储器中的文件。

当用户向U盘中存储数据文件时,主控芯片首先检测其写保护端口的电平信号。若写保护端口为高电平信号,则主控芯片接着向闪存芯片发送一个读写信号,闪存将数据存入其中;若写保护端口为低电平信号,则主控芯片向闪存芯片发送一个写保护信号,闪存将拒绝数据的存储。

U盘的性能指标

U盘的性能指标有存储容量、数据传输率、接口类型、外形尺寸、工作环境、功能特点等。

a) 存储容量。指U盘最大所能存储的数据量,是便携存储设备最为关键的参数。一般的U盘容量有1G、2G、4G、8G、16G、32G等。

b) 数据传输率。目前的U盘基本都采用USB接口与计算机相连,其接口规范就决定着其与系统传输的速度。其中USB1.1接口能提供12Mbps;USB 2.0接口能提供480Mbps的数据传输率。但这些都是该接口理想状态下所能达到的最大数据传输率,在实际应用中会因为某些客观的原因减慢了在应用中的传输速率。

c) 工作环境。一般工作在带有USB接口的硬件机器上,并且支持一般的操作系统,如Windows、MacOS和Linux。

d) 功能特点,部分USB具有加密、杀毒等功能。

此外,U盘还具有其它的性能指标,如数据保存时间、工作环境温度、存放温度、写保护开关、抗震性、耐高低温、防潮和防磁等。

移动硬盘

移动硬盘(Mobile Hard disk)是一种以硬盘为存储介质,强调便携性的存储产品,如图8所示。移动硬盘多采用USB、IEEE1394等传输速度较快的接口,可以较高的速度与系统进行数据传输。

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                                           图3  移动硬盘

特点

①容量大

移动硬盘可以提供相当大的存储容量,是一种性价比较大的移动存储产品。市场中的移动硬盘能提供500GB、600G、640GB、900GB、1000GB(1TB)、1.5TB、2TB、2.5TB、3TB、3.5TB、4TB等,最高可达12TB的容量。随着计算机技术的发展,移动硬盘的容量越来越大,体积越来越小。

②体积小

移动硬盘的尺寸分为1.8寸、2.5寸和3.5寸3种。2.5寸移动硬盘盒可以使用笔记本电脑硬盘,2.5寸移动硬盘盒体积小重量轻,便于携带,一般没有外置电源。

移动硬盘绝大多数是USB接口的,但是由于USB接口功能能力有限,所以移动硬盘使用的2.5硬盘实际上同笔记本上使用的硬盘是不一样的。笔记本要求硬盘快速启动,所以笔记本硬盘的启动电流大一些,约900mA左右。移动硬盘使用的盘片启动时间略长,起动电流小一些,一般700mA左右。

③速度高

移动硬盘大多采用USB、IEEE1394、eSATA接口,能提供较高的数据传输速度。不过移动硬盘的数据传输速度还一定程度上受到接口速度的限制,尤其在USB1.1接口规范的产品上,在传输较大数据量时,将考验用户的耐心。而USB2.0、IEEE1394、eSATA移动硬盘接口就相对好很多。USB2.0接口传输速率是60MB/s,USB3.0接口传输速率是625MB/s IEEE1394接口传输速率是50~100MB/s。

在与主机交换数据时,读个GB数量级的大型文件只需几分钟,特别适合视频与音频数据的存储和交换。

④可靠性大

移动硬盘以高速、大容量、轻巧便捷等优点赢得许多用户的青睐,而更大的优点还在于其存储数据的安全可靠性。这类硬盘与笔记本电脑硬盘的结构类似,多采用硅氧盘片。这是一种比铝、磁更为坚固耐用的盘片材质,并且具有更大的存储量和更好的可靠性,提高了数据的完整性。

采用以硅氧为材料的磁盘驱动器,以更加平滑的盘面为特征,有效地降低了盘片可能影响数据可靠性和完整性的不规则盘面的数量,更高的盘面硬度使USB硬盘具有很高的可靠性。另外还具有防震功能,在剧烈震动时盘片自动停转并将磁头复位到安全区,防止盘片损坏。

存储卡

存储卡是用于手机、数码相机、笔记本计算机、MP3和其他数码产品上的独立存储介质。由于以卡片的形态出现,故统称为“存储卡”。与其他类型的存储设备相比,存储卡具有体积小巧、携带方便、使用简单等特点。

目前,市场上常见的存储卡主要分为CF卡、MMC卡、SD卡、MS记忆棒、XD卡,以及SM卡多种类型或系列,如图4所示。

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                                               图4  几种存储卡