Теоретичні відомості. Флэш-память - разновидность эсппзу, ее полное название - Flash Erase eeprom (electronically Erasable Programmable ROM) - можно перевести как

Флэш-память - разновидность ЭСППЗУ, ее полное название - Flash Erase EEPROM (Electronically Erasable Programmable ROM) - можно перевести как "электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство". Другими словами, флэш-память - это энергонезависимая (т.е. не потребляющая энергии при хранении данных) перезаписываемая (т.е. данные можно стереть и записать заново при помощи электрического тока) память, содержимое которой можно быстро стереть (Flash Erase).

Флэш-память - это полупроводниковая память. Ее элементарная ячейка, в которой хранится один бит информации, представляет собой не конденсатор, а полевой транзистор со специальной электрически изолированной областью, которую называют "плавающим затвором" (floating gate). Электрический заряд, помещенный в эту область, способен сохраняться в течение многих лет. При записи одного бита данных ячейка заряжается - заряд помещается на плавающий затвор, при стирании - заряд снимается с плавающего затвора и ячейка разряжается.

Преимущества флэш-памяти по сравнению с другими средствами переноса и хранения данных очевидны: высокая надежность и ударопрочность (результат отсутствия движущихся компонентов и простоты механической конструкции носителей и накопителей), малое энергопотребление, компактность. Однако у нее есть недостатки - ограниченное количество циклов перезаписи (от 10 тыс. до 1 млн.) и относительно медленная работа.

Устройство

Основные элементы ФЛЭШ – установлены на многослойной плате PCB:

· USB разъѐм тип А;

· стабилизатор питания контроллера и флэш из 5 в 3,3 вольт;

· микросхема контроллера;

· микросхема энергонезависимой NAND памяти;

· кварцевый резонатор, обычно на 12 MНz.

 

Расположение основных элементов флэш-накопителя.

 

Блок-схема основных элементов флэш-накопителя.

Элементы флэш-памяти назначение и симптомы их неисправности

PCB – многослойная печатная плата, на которой устанавливаются все элементы флэш.

Типичные неисправности: некачественная пайка, внутренние обрывы проводников при механическом повреждении, удар, изгиб. Симптомы: нестабильная работа флэш.

USB разъѐм – некачественная пайка контактов. Симптомы: флэш периодически не определяется.

Стабилизатор – конвертирует и стабилизирует напряжение поступающие с компьютера в напряжение необходимое для работы контроллера и флэш памяти. Симптомы: флэш не определяется совсем, или видно в системе как неопознанное устройство. Часто выходит из строя при переполюсовке USB разъѐма.

NAND микросхема – энергонезависимая память. Симптомы: повреждение отдельных блоков памяти (бед блоки) в связи со старением или по другим причинам, невозможность записи или чтения, лечится переформатированием фирменной утилитой с уменьшением общего размера флэш.

Контроллер – микросхема управления NAND памятью и передачи данных. В ней хранятся данные о типе микросхемы NAND, производителе и другая служебная информация необходимая для функционирования флэш накопителя. Симптомы: флэш определяется как неизвестное устройство, нулевой или заниженный объѐм флеш памяти. Часто выходит из строя при «горячем» извлечении флэш. Обычно помогает перепрошивка контроллера фирменными утилитами.

Кварцевый резонатор – формирует опорную частоту для функционирования логики контроллера и флэш памяти. При поломке (что бывает крайне редко), флэш не определяется в системе.

Все неисправности флэш накопителей делятся на две группы:

· аппаратные

· программные

Аппаратные представлены как правило двумя основными видами:

Наиболее часто встречаются неисправности, связанные с механическими или электрическими повреждениями, вызванными нарушением правил эксплуатации устройства.

Установив флэшку в разъем на корпусе системного блока, пользователь по неосторожности зацепив ее рукой ломает разъем, зачастую вместе с печатной платой на которой распаяны микросхемы контроллера и собственно памяти. Печатная плата, несмотря на свою миниатюрность, четырехслойная и восстановить поврежденные дорожки во внутренних слоях невозможно.

Внешний вид флэш-накопителя со сломанным разъемом.

 

Вторая неисправность, которая часто встречается - это выгорание предохранителя или микросхемы стабилизатора питания. Происходит это чаще всего тогда, когда накопитель подключают к неправильно подключенному на материнскую плату USB-разъему, находящемуся на передней панели корпуса. Если вы не уверены в работоспособности этого разъема (на чужом компьютере, например), то лучше не полениться и подключить накопитель к разъему, распаянному непосредственно на материнскую плату сзади системного блока.

Внешний вид флеш накопителя со горевшим стабилизатором.

 

Программные неисправности или так называемые «софтовые» проблемы. Это когда на накопителе нет видимых механических или электрических повреждений, но флеш определяется как неизвестное устройство, компьютер зависает при обращении к диску, неправильно определяется объем. Здесь опять, в первую очередь, надо определиться что важнее – исправность накопителя или данные на нем. Если система определяет накопитель как USB Storage device, но показывает, что его объем равен нулю или диск неотформатирован, или вместо списка файлов вы видите мешанину из символов, имеет смысл сначала воспользоваться программами восстановления данных, которые применяются для жестких дисков. Такими как R-Studio, Get Data Back или аналогичных. Как правило, если неприятность связана с некорректная таблицей разделов или ошибками файловой системы, эти программы позволяют скопировать информацию. Если же такой способ не дал результатов, а данные жизненно необходимы, то имеет смысл задуматься о пересадке микросхемы памяти на другой исправный носитель. Неправильная запись (логические нарушения) происходит из-за сбоев компьютера, неправильного извлечения устройства или исчерпания ресурса на запись микросхемы flash.

Контрольні запитання

 

1. Укажите преимущества флэш-памяти по сравнению с другими средствами переноса и хранения данных.

2. Охарактеризуйте аппаратные и программные неисправности флэш накопителей.

3. Объясните назначение основных элементов ФЛЭШ-памяти.