В чем разница между картами памяти SD и UHS-II?

Карты флэш-памяти SD и Micro SD стали повсеместно распространяться в бытовых и промышленных устройствах, но за этими привычными фасадами скрывается множество интерфейсов, начиная от интерфейса с одним битом данных и заканчивая интерфейсом Ultra High Speed ​​(UHS) II, в котором используется пара дифференциальные сигналы. Чтобы увидеть разницу, нужно изучить сторону разъема карты (см. Рисунок) . Карты флэш-памяти SD и Micro SD стали повсеместно распространяться в бытовых и промышленных устройствах, но за этими привычными фасадами скрывается множество интерфейсов, начиная от интерфейса с одним битом данных и заканчивая интерфейсом Ultra High Speed ​​(UHS) II, в котором используется пара дифференциальные сигналы

Стандартный SD (крайний левый), Micro SD, SDXC UHS-II, MicroSD UHS-II и вид спереди SD-карты (крайний правый) подчеркивают различия и сходства между доступными опциями флэш-памяти.

Исходный интерфейс SD-карты 3.3 В использует однобитный синхронный интерфейс SPI с тактовым сигналом и строб-сигналом с 48-битной командой и ответом. Командный интерфейс является разновидностью интерфейса MultiMediaCard (MMC) с дополнительной поддержкой защиты от копирования. Карты SDHC и SDXC могут получить команду на переключение на интерфейс 1,8 В, что обеспечивает экономию энергии. Использование SPI делает интерфейс с микроконтроллером относительно простой задачей.

Конечно, быстрее, более высокие мощности требовали улучшений. Ответом были более высокие тактовые частоты и переход от поддержки SPI к поддержке Quad SPI (QSPI). QSPI передает четыре бита данных за раз вместо одного бита. Двунаправленная шина использовалась, чтобы минимизировать распиновку. 8-контактный интерфейс включает в себя питание, землю, часы, команду и четыре бита данных.

Стандарт UHS-I использовал 8-контактный интерфейс, работающий на частоте 100 МГц. Протокол двойной скорости передачи данных (DDR) позволяет передавать данные по нарастающему и падающему фронту тактовой частоты, поэтому 8-битные (две передачи) отправляются каждый тактовый цикл. Частота 50 МГц обеспечивает скорость передачи 50 МБ / с.

Стандарт UHS-II изменяется от восьмиконтактного интерфейса к паре низковольтных (0,4 В п.п.) дифференциальных сигналов с дополнительным набором выводов, включая согласование мощности и заземления. Этот подход похож на USB 3 против USB 2 где высокоскоростная дифференциальная связь USB 3 находится на новом наборе контактов, а устаревший интерфейс USB 2.0 - на существующем наборе контактов.

Причиной этого конструктивного маневра является обратная совместимость. Это позволяет более новому сокету обрабатывать старые карты и позволяет более новой карте работать в более старой системе (хотя и медленнее). SD-карты с нормальной скоростью работают со скоростью 12,5 Мбайт / с, а высокоскоростные карты удваивают эту скорость до 25 Мбайт / с. UHS-I работает со скоростью 50 МБ / с и 104 МБ / с. UHS-II может работать со скоростью 312 МБ / с в полудуплексном режиме или 156 МБ / с в дуплексном режиме. В последнем случае дифференциальные пары отправляются в обратном направлении.

К сожалению, электрический интерфейс - не единственная проблема, когда дело доходит до совместимости. Емкость поднимает голову, потому что в первоначальной спецификации были сделаны некоторые предположения, ограничивающие максимальную емкость устройства. Это больше проблема для старых устройств, которые не могут использовать или использовать устройства большей емкости. В целом, новые системы могут читать и записывать старые карты флэш-памяти.

Задача разработчиков встраиваемых систем заключается в том, что UHS-II гораздо сложнее реализовать. Интерфейсы SPI и иногда интерфейсы QSPI являются стандартными для большинства микроконтроллеров, поэтому интерфейс для всех устройств, кроме UHS-II, зависит от драйверов устройств. Существуют адаптеры USB-UHS-II, которые позволят микроконтроллеру получить доступ к высокоскоростным устройствам. Между тем, UHS-I является самой быстрой альтернативой для разработчиков встраиваемых систем.

Ищете запчасти? Идти к SourceESB ,

Ищете запчасти?