Эта статья для тех, кому интересно узнать, что находиться внутри USB флеш-диска, из чего он состоит и как работает. Для начала приведем несколько определений.
USB Flash Drive ([ю-эс-би флэш драйв], сокр. UFD, сленг. флешка или флэшка) - носитель информации, использующий флеш-память для хранения данных и подключаемый к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъём USB.
USB (сокращение от англ. Universal Serial Bus) - универсальная последовательная шина, используется для подключения дополнительных периферийных устройств (принтеров, сканеров, модемов и др.) посредством USB кабеля. USB кабель представляет собой две витые пары: по одной происходит передача данных в обоих направлениях, а другая используется для питания подключаемого устройства (напряжение по этой паре +5 В). Благодаря встроенному питанию с силой тока до 500 мА, шина USB разрешает подключать устройства, не имеющие собственного блока питания. Если взять разъем USB, самые крайние его контакты предназначены для подачи питания, два средних — для передачи данных. Один контроллер шины USB может обслуживать до 127 устройств через цепь концентраторов, использующих так называемую топологию "звезда".
И так перейдем к самому интересному — к "вскрытию" типового флеш-накопителя. Под пластмассовым корпусом накопителя скрывается печатная плата с набором нескольких микросхем, кварцевым резонатором, навесными компонентами (конденсаторы, сопротивления, диоды и др.) и зафиксированный на печатной плате USB разъем, который большей своей частью выступает из корпуса флэшки.
1 - USB-разъём;
2 - микроконтроллер;
3 - контрольные точки;
4 - микросхема флеш-памяти;
5 - кварцевый резонатор;
6 - светодиод;
7 - переключатель «защита от записи»;
8 - место для дополнительной микросхемы памяти.
Таким образом, в USB флеш-диске два основных элемента: флеш-память и микроконтроллер. Флеш-память используется непосредственно для хранения данных. Микроконтроллер отвечает за организацию взаимодействия устройства с шиной USB, передачу данных с шины USB во флеш-память и обратно, управление самой флеш-памятью. Остальные элементы отвечают за согласование электрических уровней, защиты электроники, выдачу эталонных электрических сигналов.
Технические характеристики шины USB 1.1:
- высокая пропускная способность: до 12 Мбит/с
- наибольшая допустимая длина кабеля для высокой скорости: до 3 м
- число проводников в кабеле: 4шт
- низкая пропускная способность: 1,5 Мбит/с
- длина кабеля для низкой пропускной способности: 5 м
- максимально допустимое количество устройств (включая размножители): 127
- поддерживается способность подключения устройств с разными скоростями обмена
- передаваемое напряжение для периферии: 5 В
- максимальный потребляемый ток для одного устройства: 500 мА
Шина USB 2.0 не имеет различий с USB 1.1 кроме существенно большей скорости передачи данных и небольших изменений в протоколе для высокоскоростного режима Hi-speed.
Технические характеристики шины USB 2.0:
- пропускная способность в режиме Low-speed 10-1500 Кбит/с (используется для клавиатуры, мыши и пр.)
- в режиме Full-speed 0,5-12 Мбит/с (аудио/видео устройства)
- в режиме Hi-speed 25-480 Мбит/с (видео устройства, устройства хранения информации)
Хотя в теории скорость шины USB 2.0 способна достичь 480 Мбит/с, устройства (например: жёсткие диски и прочие носителей информации) в реальности никогда не достигают такой скорости обмена. Это объясняется достаточно большими задержками шины USB между запросом на передачу и началом передачи.
Технические характеристики шины USB 3.0:
- максимальная пропускная способность: SuperSpeed до 5 Гбит/с
- максимальный потребляемый ток для одного устройства: 900 мА
- число проводников в кабеле: 9шт
- улучшенная система управления питанием
- быстрой передачи данных: технология Sync-N-Go
- поддержка потоковой передачи данных
- рекомендуемая длина кабеля: до 3 м
"Большое спасибо автору. Очень полезная и популярная статья."