移动存储器全面解析（转载）

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似乎每天都有新的海量存储器标准问世。CompactFlash(CF)曾一度独步天下，但是今天，新设备制造商不得不在CF、安全数据(SD)、SDIO、多媒体存储卡(MMC)、RS-MMC、MMC Plus、MemoryStick、XD-Picture(XD)和CE-ATA等等这些海量存储器之间做出选择。有时，一种新标准具有明显优势；而另外一些时候，新标准和已有标准又像是在重蹈Betamax与VHS格式间的对决，在先期很难看到谁将取得胜利JVC 。
6 J% l; c' p; j# ICF标准是所有小型海量存储器的鼻祖，10多年前由SanDisk开发出来。它具有8或16位并行数据总线，传输速率在3～66MBPS之间。在许多需要16位宽UDMA总线(66Mbps)的高传输速率和高容量设备中，仍需要CF标准。目前CF+格式硬盘的可用容量最高可达10GB，而CF闪存卡可用的最高容量是8GB。
因为首款CF卡使用的是NOR闪存，所以CF标准要求CF卡隐匿与NAND闪存接口的部分。主机在与CF卡通信时会将其看作是一个IDE硬盘，而CF卡上的控制器则负责坏块管理、平均读写(wear leveling)算法和与NAND闪存协同工作时所需的逻辑-物理映射。
CF卡虽然一直未能成为手机用可移动存储器的主流，但它却在数码相机领域保持着极高的市场份额，特别是在大容量和高速度极为重要的高端市场。目前其它几种外设也可与CF+版本的接口进行连接，包括以太网、RS-232、传真/调制解调器、USB、蓝牙以及802.11b WLAN。
6 Z+ B$ a, ^) e' r. s多媒体存储卡(MMC)
5 a  E/ R$ ?0 n/ {% p/ X. r+ m1997年，西门子siemens 和SanDisk推出了多媒体卡，其外形比CF卡小，从而可实现更小巧的便携式设备。在基本应用中，MMC可通过标准三线SPI接口外加一条片选线来控制。SPI接口的时钟频率最高可达20MHz。对需要更高带宽的应用，该规范提供拓宽了的4和8位带宽。MMC规范的4.0版增加了52MHz频率，从而支持50MBPS的传输速率。
0 m8 B2 d3 B' X& C6 h. j4 Z与CF不同，MMC规范不免除授权费用。根据www.MMCA.org上提供的信息：如果你不是MMC制造商，你可以分别花500美元或1,000美元订购MMC3.1或4.1版(MMCmobile和MMCplus)规范，而你的公司也并不需要成为MMCA成员。
目前有三种类型的存储卡以MMC框架为基础，它们分别是：MMC Plus、MMC Mobile和MMC Micro。MMCplus是一种标称尺寸的MMC卡，它工作在2.7～3.6V电压下；具有1、4或8位的总线带宽；最低2.4MBPS的读写性能和26MHz频率(可以选择52MHz)。MMCmobile的体积更小，支持的电压也更低：1.65~1.95 V及2.7~3.6V。MMCmobile还必须支持MMCplus所需要提供的性能。MicroSD是该系列的最新补充。MicroSD的体积不到miniSD的1/3，是目前可用的最小存储卡(表1)。
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表1：各种存储卡的主要参数比较。
# C( U% O7 J" j1 q3 Y8 Q7 _$ fMMC和SD卡：区别在哪里？
8 y% G8 ?* y' ?# e3 C9 n常常有人将MMC标准和SD标准混为一谈，但实际上，它们是两个不同的标准。SD卡规范由以松下panasonic 、东芝TOSHIBA 和SanDisk牵头的一个组织所有，而MMC规范由一个由涵盖广泛的行业组织领导的MMCA(多媒体卡协会)控制。
有些出人意料的是，SD卡背后的推动力量从未得到行业的广泛认可。SD卡具有与索尼SONY MagicGate类似的加密硬件，MagicGate被用于索尼SONY 的MemoryStick产品中。在音乐界接受以数字方式传播音乐之前，SD卡花了8年多的时间希望得到行业认可，而现在，SD卡已经成为该领域的附属产品。去年初，MMC协会接纳了具有竞争性的安全卡标准——Secure MMC 1.1版规范。在三星samsung 网站www.三星samsung .com上可查到Secure MMC的概览。
MMC卡可插在为SD卡设计的物理槽内，该槽有两种形态：薄形和标准形。薄SD卡可插入MMC槽，但标准SD卡却因为厚度而无法插进。MMC和SD卡所用的协议在SD卡规范rev 2.11中完全兼容，但自此后，两种规范出现了某种程度的分道扬镳。
       
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0 p8 _7 P, `+ P图1：7脚MMC卡和9脚SD卡的区别清楚可见。
MMC和SD卡的管脚排列是兼容的(图1)。SD卡上最多有9个管脚，而MMC卡上最多有13个管脚(图2)。MMC卡上多出管脚的唯一功能是增加总线宽度(表2)。因为可以对总线宽度进行编程，所以控制器可容易地找到共同特性并据此进行设置。所有带内置MMC支持能力的微处理器也支持SD卡。
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更小体积：MMCmicro vs. MicroSD
MMC和SD组织为小型闪存卡创建的两种不同标准为业界带来了困惑。通过使用机械适配器，MMCmicro和MicroSD(也称为TransFlash)都后向兼容现有的SD/MMC插槽(图3)。两种存储卡体积都很小，但MMCmicro比MicroSD更快。MMCmicro采用MMC规范定义的较高的52MHz时钟速率，而MicroSD则继续采用25MHz。另外，MMCmicro卡拥有4位数据总线，而MicroSD仅支持串行数据传输。再有，MMCmicro支持1.8V电压，而MicroSD仅能工作于2.7～3.6 V电压。
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图2：13脚MMC卡后向兼容7脚版本。
3 |/ `+ j- i' B& mXD-Picture卡
XD-Picture卡(以下简称“XD”卡)是在2002年7月推出的。与索尼SONY 的MemoryStick一样，它也是一种专属格式，所以很难从XD卡官方网站(www.xd-picture.com)中找到更多信息。如果想要了解你的公司需要花多少钱才能得到XD卡的使用许可，你必须与XD卡授权许可方签定保密协议。
4 y: q2 j5 L! PXD卡与SmartMedia标准有一点类似，即它们都是针对原始NAND闪存的封装技术。XD卡中没有嵌入控制器，所以控制CPU负责维护逻辑-物理表、管理坏区并执行纠错。该架构的优点是减小了硅面积，并且允许管理CPU拥有更多的接口控制能力，从而缩短写入时间。该架构的不利面，是管理CPU必须执行全部SmartMedia控制功能。
       
       
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图3：MMCmicro与MMC和SD的管脚排布。
SDIO
( W: ?- ?9 P! m9 v: j! ^# KSDIO在SD标准上定义了一种外设接口。目前，SDIO有两类主要应用——可移动和不可移动。目前的可移动设备作为Palm和Windows Mobile的扩展设备，用来增加蓝牙、照相机、GPS和802.11b功能。不可移动设备遵循相同的电气标准，但不要求符合物理标准。某些手机内包含通过SDIO连接CPU的802.11芯片。此举将“珍贵”的I/O管脚资源用于更重要的功能。
- H$ Y( q3 \; \$ ^- j蓝牙、照相机、GPS和802.11b设备有专为它们定义的应用规范。这些应用规范与为PCI和USB设备定义的类规范很相像。它们允许任何宿主设备与任意外设“通话”，只要它们都支持应用规范。
SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准。SDIO卡只需要SPI和1位SD传输模式。低速卡的目标应用是以最小的硬件开支支持低速I/O能力。低速卡支持类似调制解调器、条码扫描仪和GPS接受器等应用。对“组合”卡(存储器+ SDIO)而言，全速和4位操作对卡内存储器和SDIO部分都是强制要求的。
CE-ATA

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CE-ATA有助于简化消费电子(CE)和ATA硬盘的结合。消费电子中有越来越多使用硬盘的趋向，但在小巧的手持设备中，40脚的ATA连接器和50脚的CF连接器实在占用了太多I/O资源。在CE-ATA规范中，ATA指令结构被覆盖在MMC物理层顶部。这种处理允许重新利用内置在当今常用应用处理器内的现有MMC控制器。CE-ATA连接器利用12个管脚实现9脚SD/MMC接口。多余的3个脚提供保留脚和额外的一对电源地，以便硬盘电机可工作在与信号线不同的电压。CE-ATA接口性能与4位SD/MMC一样。当采用25MHz和52MHz时钟时，其最高传输速率可分别达12.5MBPS和26MBPS。
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; q! o% L! r: E0 J" ~摄像机的定焦和变焦镜头
! u  n) p# [( N6 p5 O, u9 f2007年10月24日 西部电子网

镜头是摄像机的眼睛，正确选择镜头以及良好的安装与调整是清晰成像的第一步。当前，1／3"镜头是应用的主流，自动光圈镜头销售量最多，变焦镜头是应用发展的趋势。
' W  h4 `) J6 j3 C' c5 L1)应依据摄像机到被监视目标的距离，来选择定焦镜头(Fixed Focal Lens)的焦距。

/ e' E& A: t2 T7 W从焦距上区分有短焦距广角镜头、中焦距标准镜头、长焦距远镜头。镜头焦距通常用值来表示，镜头光圈一般用F表示，F取值以镜头的焦距／和通光孔径d的比值来衡量，F=f/d，每个镜头上均标有其最大的F值。
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# x5 B% m8 W0 B) q; q) p2)摄像机的镜头规格应与摄像机CCD靶面尺寸(1／2"为6.4hX4.8υ、1／3"为4.8hX3.6υ、1／4"为3.2hX2.4υ)相对应。如果镜头尺寸与摄像机CCD靶面尺寸不一致时，观察角度将不符合设计要求，或者发生画面在焦点以外等问题。
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3)摄像机的水平视觉度数及垂直视觉度数与摄像机CCD靶面尺寸hXυ及镜头焦距f之间有如下关系：水平视觉度数=2arctan (h／2f)；

垂直视觉度数=2arctan (υ/2f)。

4)镜头有自动光圈(auto iris)和手动光圈(manual iris)之分。自动光圈用于被照物光线变化较多场合，手动光圈用于被照物光线稳定之处。
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- B/ W" ?4 D: u7 K自动光圈镜头有二种驱动方式：一类为视频输入型Video driver(with Amp)，它将一个视频信号及电源从摄像机输送到透镜来控制镜头上的光圈，这种视频输入型镜头内包含有放大器电路，用以将摄像机传来的视频信号转换成对光圈马达的控制，另一类称为DC输入型(DC driverno Amp)，它利用摄像机上的直流电压来直接控制光圈，这种镜头内只包含电流计式光圈马达，摄像机内没有放大器电路。二种驱动方式产品不具可互换性，但现已有通用型自动光圈镜头推出。

5)镜头安装有C型和CS型两种，C型安装的镜头在CCD摄像机与镜头间多了5mm 调整光圈值的环。C型安装的摄像机可用CS型镜头，但CS安装的摄像机不能使用C型镜头。Philips公司推出革命性的Wizard镜头安装向导，保证镜头与摄像机的完全兼容，这使得在任何环境下都可得到最优图像。

7 N6 l$ ^. f1 O: Z6)变焦镜头由于在一个镜头内能够使镜头焦距在一定范围内变化，因此可以使被监控的目标放大或缩小。典型的光学放大规格有诸如6～20倍等不同档次，并以电动缩放镜头(Zoom Lens)应用最普遍。按变焦镜头参数可调整的项目划分有：
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·三可变镜头——光圈、聚焦、焦距均需人为调节。

·二可变镜头——通常是自动光圈镜头，而聚焦和焦距需人为调节。
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·单可变镜头——一般是自动光圈和自动聚焦的镜头，而焦距需人为调节。

9 b# K. g1 o/ y/ ~" ?( J( g# H7)缩放/变焦镜头(Vari Focal Lens)是变焦镜头配合缩放镜头功能，焦距连续可变，可将远距离物体放大，又可提供一个宽广视景，使监视宽度增加。日本Kowa公司提供从1.6～3.4mm的宽角度镜头到15.0—300mm的远距镜头。
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/ r9 Q# m8 p4 e9 {/ z6 R; x+ I% A8)除传统的球面镜头外，新一代的是非球面镜头(Aspherical Lens)，镜片研磨的形状为抛物线、二次曲线、三次曲线或高次曲线，并且在设计时就考虑到了镜头的相差、色差、球差等校正因素，通常一片非球面镜片就能达到多个球面镜片矫正像差的效果，因此可以减少镜片的数量，使得镜头的精度更佳、清晰度更好、色彩还原更为准确、镜头内的光线反射得以降低，镜头体积也相应缩小。非球面镜头具有变倍高、物距短、光圈大的特点。变倍高可以简化镜头的种类，物距短可以应用在近距离摄像的场合，光圈大则可以适应光线较暗的场所，因此应用领域日渐宽广。日本AVENIA的非球面镜头产品SSV0770，近摄距离可到30cm，

5 y1 g4 F- O! |8 X) C/ a光圈值也可到F1.6，变焦范围可从7.0～70mm，变倍率高达十倍，可用于电视监控等领域。

袁星

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