Como funcionam os cartões SD

strong>, o que significa que pode ser programado e apagado eletronicamente.

Além dos cartões SD, a memória flash NAND também é usada em unidades flash USB, SSDs e outros dispositivos de memória. Abaixo estão cinco de seus tipos: Single-Level Cells (SLC): Esta NAND armazena apenas um bit de informação na forma de 0 ou 1 em cada célula, tornando o fluxo de dados mais rápido. Embora tenham a maior resistência, são relativamente caras.Multi-Level Cells (MLC): Esta NAND armazena dois bits de informação em cada célula. Assim, eles são mais lentos que os SLCs, mas são comparativamente econômicos.Células de Nível Triplo (TLC): Como o nome sugere, este NAND armazena três bits de informação em cada célula. Portanto, eles são ainda menos poderosos que SLCs e MLCs.Quad-Level Cells (QLC): Este NAND armazena quatro bits de dados por célula. Portanto, acredita-se que sejam os mais lentos, baratos e com a menor expectativa de vida entre os quatro tipos.3D NAND: Ao contrário dos NANDs 2D mencionados acima, eles são multicamadas e armazenam dados em células de memória empilhados um sobre o outro. Isso garante melhor resistência e melhor desempenho em relação ao primeiro.

Basicamente, esses tipos de NAND são um dos muitos fatores que determinam a vida útil de SSDs, cartões SD e outras unidades de memória. Portanto, se você tiver um cartão SD compatível com 3D NAND, ele geralmente dura mais.

Embora a maioria dos fabricantes afirme que seus cartões SD duram dez anos, você deve saber que ainda existem outras coisas que determinam a vida útil. Por exemplo, usar os cartões de memória em temperaturas extremas, quebrar os pinos ou mantê-los perto de um ímã forte (campo eletromagnético) pode afetar negativamente suas vidas.

Como os cartões SD armazenam e recuperam dados?

Como os cartões SD armazenam e recuperam dados?

Como os cartões SD armazenam e recuperam dados?

Como os cartões SD armazenam e recuperam dados?

h2> O ASCII O valor de’E’é armazenado no cartão SD

Nos dias anteriores, dependíamos fortemente de outras unidades de armazenamento, como Memory Sticks, cartões Compact Flash, cartões Smart Media, etc. Eventualmente, eles foram substituídos por cartões SD como são relativamente mais leve em tamanho e, além disso, suporta grande armazenamento.

Olhando para o cartão SD de perto, você provavelmente notará uma fileira de terminais (pinos) na seção superior. Basicamente, alguns pinos aqui são responsáveis ​​por alimentar o cartão, enquanto outros trabalham para ajudar os usuários a armazenar ou recuperar dados, como fotos, vídeos, documentos e outros arquivos.

Como outros dispositivos de armazenamento, esses cartões de memória flash também consiste em transistores (que funcionam como interruptores elétricos) para ajudar a armazenar dados em código ASCII (uma combinação de 0 e 1). Portanto, se a chave estiver ligada, o valor’1’será armazenado no cartão SD e, se estiver desligado,’0’será armazenado.

Por exemplo, se você tentar armazenar a palavra’Example’, ele será armazenado como’01000101 01111000 01100001 01101101 01110000 01101100 01100101′.

Bem, o uso de transistores regulares apenas ajuda a armazenar dados temporariamente. Assim, os dados armazenados são perdidos e não podemos recuperá-los novamente. Assim, a tecnologia NAND adotada pelos cartões SD utiliza MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) que usa controle e portas flutuantes para armazenar dados permanentemente.

Ilustração de como os dados são armazenados em um transistor de porta única

Como mostrado na ilustração acima, um transistor típico consiste em uma única porta. Aqui, quando alguma tensão positiva é passada da fonte (o valor é 1), a porta está aberta e os dados são armazenados. Da mesma forma, quando não há tensão (valor definido como 0), o portão é fechado e as informações não são armazenadas.

Nesse caso, se removermos nosso inversor da fonte de alimentação, nenhuma tensão será passado, e até mesmo os dados armazenados serão perdidos. Assim, o uso de um transistor de porta única não é aplicável a cartões SD.

Dados armazenados como cargas acima da porta flutuante em um MOSFET

Agora, vejamos a ilustração do MOSFET, conforme mostrado acima. Aqui, quando a chave é ligada e a tensão positiva é passada, alguma tensão é armazenada na parte superior da porta flutuante.

Isso garante que quaisquer dados armazenados permaneçam mesmo quando removemos o cartão SD do seu slot. Agora, podemos recuperar facilmente essas informações de qualquer outro dispositivo. Curiosamente, você pode até usar leitores e adaptadores de cartão SD se o seu PC não tiver slot para cartão SD.

Basicamente, o número de transistores em um cartão SD determina a capacidade total de memória em Cartões SD. Isso significa que quanto maior o número de MOSFETs, mais informações serão armazenadas. Por exemplo, um cartão de memória de 32 GB tem um número de transistores mais significativo do que um de 16 GB, e é por isso que podemos armazenar mais informações no primeiro.

Por último, quando você exclui os dados salvos em seu SD cartão, desta vez, uma tensão negativa é passada no portão de controle. Isso remove a tensão positiva, fazendo com que os dados sejam excluídos.

Arquitetura do cartão SD

Arquitetura do cartão SD

Um cartão SD funciona com esses seis componentes – Pinos de contato, Registros, Controlador de interface do cartão, Interface do núcleo de memória, Detecção de ativação e Núcleo de memória. Nesta seção, discutiremos cada um deles brevemente.

Pinos de contato

Os nove pinos de contato ou almofadas em um cartão SD garantem que todo o corpo esteja encaixado corretamente nos slots dedicados nos dispositivos suportados. Caso contrário, seu computador provavelmente não lerá o cartão SD.

Basicamente, os cartões de memória têm pinos de dados, alimentação e slot que funcionam no modo de barramento SPI (Serial Peripheral Interface) ou no barramento SD modo. Além disso, eles funcionam somente após a interface com a Unidade Microcontroladora ().

Abaixo estão cada um dos pinos e as funções individuais que eles possuem: Seleção de Chip (CS): Este pad ou pino seleciona um ou um conjunto de circuitos integrados. Quando ativo, responde às alterações de entrada e, quando inativo, ignora qualquer mensagem recebida.Comando (CMD): Este é o pino de comando que ajuda o cartão SD a interagir com o microcontrolador para a troca de informações vitais informações.VSS1 ou GND: VVS1 é o primeiro pino da fonte de tensão onde o terra deve ser conectado. VCC: VCC ou Voltage Collector é outro pino de alimentação usado em cartões SD que se conecta à alimentação positiva em cartões SD. Muitas vezes, eles também são chamados de VDD ou dreno de tensão. Relógio (CLK): O pino do relógio é responsável por receber os sinais ou pulsos do relógio do microcontrolador.VSS2: Assim como o VSS1, eles se conectam ao terra e também são chamados o pino GND.DAT0 ou DO: Basicamente, o pino Data Out ou DAT0 envia dados seriais para o. No modo SPI, este é usado pelo SPI Slave.DAT1 e DAT2: Os dois pinos finais estão relacionados aos dados e são responsáveis ​​pela comunicação bidirecional entre o cartão SD e o. Como um cartão SD, o cartão miniSD também tem nove pinos de contato, mas o cartão microSD tem apenas oito pinos, onde DAT2 está ausente.

Registros

Os registros do cartão SD são componentes essenciais que controlam vários recursos de memória e armazenamento. Além disso, eles também contêm informações vitais, como número de identidade do cartão de memória, número de série, data de fabricação, etc. Abaixo está uma tabela composta por todos os seis registros com seu comprimento e função:

Seis registros com suas funções e comprimento (em bits)

Controlador de interface de cartão

O controlador de interface de cartão SD se comunica com os pinos de contato, registros e interface do núcleo de memória para gerenciar o armazenamento interno geral do cartão de memória. Basicamente, o controlador recebe comandos de um usuário final e responde de acordo.

Bem, um cartão SD é um dispositivo de entrada, e quando o montamos em um PC, a CPU tem que realizar outras operações e dar prioridade aos seus comandos. No entanto, graças ao controlador de interface de cartão, essas interrupções do sistema são consideravelmente minimizadas.

Além disso, o controlador de interface de cartão executa várias operações, incluindo ler, escrever e apagar informações salvas em os cartões SD.

Memory Core Interface

Memory Core Interface interage com o Card Interface Controller para fornecer uma interface simples e responsiva para um cartão SD.

Basicamente , o componente é responsável pela implementação geral do cartão de memória. Além disso, ele comanda e envia informações cruciais para o Card Interface Controller para realizar operações de dados.

Detecção de ativação

A Detecção de ativação, localizada no lado direito, detecta o cartão SD após nós o montamos em um dispositivo de suporte.

Além disso, ele fornece energia ao controlador da interface do cartão e à interface do núcleo de memória para um funcionamento adequado. Além disso, você precisará deste componente se estiver planejando redefinir a interface de memória e o controlador do cartão SD.

Memory Core

O componente final dos cartões SD é o Memory Core. Basicamente, esta é a área principal para armazenamento de dados.

No entanto, a área de armazenamento depende da família de cartões SD que você está usando. De fato, o funcionamento de um cartão SD é altamente influenciado por seu tipo. Resumindo, os SDUCs têm a maior capacidade de armazenamento (2 TB a 128 TB) e também funcionam mais rápido do que as outras famílias SD (SDSC, SDHC e SDXC).

A figura abaixo deve ajudá-lo a identificar o tamanho e capacidade de memória de diferentes tipos de cartão SD.

Famílias de cartões SD com seu tamanho e capacidade de memória

Qual ​​a segurança dos cartões SD?

Um dos principais motivos pelos quais os usuários finais preferem os cartões SD é o CPRM (Proteção de conteúdo para Mídia gravável). Isso garante a proteção de direitos autorais; portanto, outras pessoas não podem copiar seu conteúdo ilegalmente.

Para ativar o CPRM, você precisa codificar seu conteúdo com Identificador de mídia e Bloqueio de chave de mídia. Dessa forma, mesmo que outro usuário copie os dados, eles não poderão lê-los. Além disso, para acessar os dados codificados por CPRM, você precisa de um dispositivo habilitado para CPRM e usa o identificador de mídia e o bloco de chave de mídia para descriptografá-los.

Além disso, alguns SD, SDHC, SDUC e SDXC também têm um mecanismo de segurança física adicional dentro do cartão. Este é o bloqueio de proteção contra gravação e está presente na parte esquerda do cartão de memória.

Bloqueio de proteção contra gravação em um cartão SD

Basicamente, deslizar o bloqueio para baixo ativará a proteção contra gravação, o que significa que você não pode modificar nenhum dado no SD Cartão. Da mesma forma, empurrá-lo para cima desbloqueará seu cartão, desativando o mecanismo de proteção contra gravação. Dessa forma, evita que um cartão SD seja corrompido.

Continuando, a maioria dos dispositivos de armazenamento é suscetível a danos físicos após cair de uma certa altura. Por outro lado, o design em forma de cunha, o entalhe e as ranhuras de um cartão SD fornecem segurança adicional. Além disso, eles garantem que o cartão seja inserido corretamente no slot dedicado.