FC-Test

AIDA32

Подведение итогов

Работа с SD картой. Подключение к микроконтроллеру. Ч1

В устройствах на микроконтроллерах для хранения больших объемов данных используется внешняя память. Если требуется хранить единицы мегабайт, то подойдут микросхемы последовательной флэш памяти. Однако для больших объемов (десятки -сотни мегабайт) обычно применяются какие-нибудь карты памяти. В настоящий момент наибольшее распространение получили SD и microSD карты, о них я и хотел бы поговорить в серии материалов. В этой статье речь пойдет о подключении SD карт к микроконтроллеру, а в следующих мы будет разбираться как читать или записывать на них данные.

SD карты могут работать в двух режимах — SD и SPI. Назначение выводов карт и схема подключения зависит от используемого режима. У 8-и разрядных микроконтроллеров AVR нет аппаратной поддержки SD режима, поэтому карты с ними обычно используются в режиме SPI. В 32-х разрядных микроконтроллерах на ядре ARM, например AT91SAM3, интерфейс для работы с картами в SD режиме есть, поэтому там можно использовать любой режим работы.

Назначение контактов SD карты в SD режиме

Назначение контактов SD карты в SPI режиме

Назначение контактов microSD карты в SD режиме

Назначение контактов microSD карты в SPI режиме

Напряжение питания SD карт составляет 2.7 — 3.3 В. Если используемый микроконтроллер запитывается таким же напряжением, то SD можно подключить к микроконтроллеру напрямую. Расово верная схема, составленная путем изучения спецификаций на SD карты и схем различных отладочных плат, показана на рисунке ниже. По такой схеме подключены карты на отладочных платах фирм Olimex и Atmel.

На схеме обозначены именно выводы SD карты, а не разъема.

L1 — феррит или дроссель, рассчитанный на ток >100 мА. Некоторые его ставят, некоторые обходятся без него. А вот чем действительно не стоит пренебрегать, так это полярным конденсатором C2. Потому что при подключении карты происходит бросок тока, напряжение питания «просаживается» и может происходить сброс микроконтроллера. 

По поводу подтягивающих резисторов есть некоторая неоднозначность. Поскольку SD карты выпускаются несколькими производителями, на них существует несколько спецификаций. В одних документах четко указана необходимость подтягивающих резисторов (даже для неиспользуемых линий — 8, 9), в других документах этих указаний нет (или я не нашел). 

Упрощенный вариант схемы (без подтягивающих резисторов) показан на рисунке ниже. Эта схема проверена на практике и используется в платах фирмы Microelectronika. Также она используется во многих любительских проектах, которые можно найти в сети. 

Здесь сигнальные линии SD карты удерживаются в высоком состоянии микроконтроллером, а неиспользуемые линии (8, 9) никуда не подключены. По идее они должны быть подтянуты внутри SD карты. Далее я буду отталкиваться от этой схемы. 

Если микроконтроллер запитывается напряжением отличным от напряжения питания SD карты, например 5 В, то нужно согласовать логические уровни. На схеме ниже показан пример согласования уровней карты и микроконтроллера с помощью делителей напряжения. Принцип согласования уровней простой — нужно из 5-и вольт получить 3.0 — 3.2 В.

Линия MISO — DO не содержит делитель напряжения, так как данные по ней передаются от SD карты к микроконтроллеру, но для защиты от дурака можно добавить аналогичный делитель напряжения и туда, на функционировании схемы это не скажется. 

Резистивный делитель напряжения — это самый простой вариант согласования уровней, однако при высоких скоростях обмена или длинных проводах он может не подойти. Емкость входов SD карты, а также паразитная емкость линий, вместе с резисторами делителя образует RC фильтры, которые «заваливают» фронты передаваемых сигналов, а у SD карт есть определенные требования к этим фронтам. 

Если использовать для согласования уровней буферную микросхему, например CD4050 или 74AHC125, этих недостатков можно избежать. Ниже приведена схема, в которой согласование уровней выполняется с помощью микросхемы 4050. Это микросхема представляет собой 6 неинвертирующих буферов. Неиспользуемые буферы микросхемы «заглушены».

Подключение microSD карт аналогичное, только у них немного отличается нумерация контактов. Приведу только одну схему.

На схемах я рассматривал подключение SD карт к микроконтроллеру напрямую — без разъемов. На практике, конечно, без них не обойтись. Существует несколько типов разъемов и они друг от друга немного отличаются. Как правило, выводы разъемов повторяют выводы SD карты и также содержать несколько дополнительных — два вывода для обнаружения карты в разъеме и два вывода для определения блокировки записи. Электрически эти выводы с SD картой никак не связаны и их можно не подключать. Однако, если они нужны, их можно подключить как обычную тактовую кнопку — один вывод на землю, другой через резистор к плюсу питания. Или вместо внешнего резистора использовать подтягивающий резистор микроконтроллера.

Ну и для полноты картины приведу схему подключения SD карты в ее родном режиме. Он позволяет производить обмен данными на большей скорости, чем SPI режим. Однако аппаратный интерфейс для работы с картой в SD режиме есть не у всех микроконтроллеров . Например у Atmel`овских ARM микроконтроллеров SAM3/SAM4 он есть. 

Шина данных DAT[0..3] может использоваться в 1 битном или 4-х битном режимах. 

Продолжение следует…

обзор классов и форматов SD карт

Здравствуйте.

Практически любое современное устройство (будь то телефон, фотоаппарат, планшет и др.) для своей полноценной работы требует карту памяти (или SD карта). Сейчас на рынке можно встретить десятки разновидностей карт памяти: причем, различаются они далеко не только ценой и объемом. И если купить не ту SD карту — то работать устройство может «из рук вон плохо» (например, не сможете записывать full HD видео на камеру).

В этой статье я бы хотел рассмотреть все самые распространенные вопросы, касательно SD карт и их выбора для различных устройств: планшета, фотоаппарата, камеры, телефона. Надеюсь, информация будет полезна широкому кругу читателей блога.

Размеры карт памяти

Карты памяти выпускаются трех разных размеров (см. рис. 1):

• — MicroSD: очень популярный тип карты. Используется в телефонах, планшетах и других портативных устройствах. Размеры карты памяти: 11x15mm;
• — MiniSD: менее популярный тип карт, встречается, например, в mp3-плеерах, телефонах. Размеры карты: 21,5x20mm;
• — SD: наверное, самый популярный тип, используется в фотоаппаратах, видеокамерах, регистраторах и пр. устройствах. Почти все современные ноутбуки и компьютеры оснащаются картридерами, позволяющими читать данный тип карт. Размеры карты: 32x24mm.

Рис. 1. Форм факторы SD-карт

Важное замечание! Несмотря на то, что при покупке, MicroSD карты (например) в комплекте есть адаптер (Adapter) (см. рис. 2), использовать ее вместо обычный SD карты не рекомендуется. Дело в том, что, как правило, MicroSD работают медленнее, чем SD, а это значит, что MicroSD вставленная с помощью адаптера в видеокамеру — не позволит записывать Full HD видео (к примеру). Поэтому выбирать тип карты нужно в соответствии с требованиями производителя устройства, для которого оно покупается.

Рис. 2. MicroSD adapter

Скорость или класс SD карт памяти

Очень важный параметр любой карты памяти. Дело в том, что от скорости зависит не только цена на карту памяти, но и то, в каком устройстве ее можно использовать.

Скорость на карте памяти, чаще всего, обозначают множителем (или ставят класс карты памяти. Кстати, множитель и класс карты памяти «увязаны» между собой, см. табл. ниже).

Разные производители по-разному маркируют карты. Например, на рис. 3 показана карта памяти с классом 6 — ее скорость в соотв. с таблицей выше, равна 6 Мб/с.

Рис. 3. Класс SD-карты Transced — class 6

Некоторые производители указывают не только класс на карте памяти, но и ее скорость (см. рис. 4).

Рис. 4. Скорость указана на SD-карте

Какой класс карты какой задаче соответствует —  можно узнать из таблицы ниже (см. рис. 5).

Рис. 5. Класс и предназначение карт памяти

Кстати, обращаю внимание еще раз на одну деталь. При покупке карты памяти, посмотрите в требованиях к устройству, какой класс нужен ему для нормальной работы.

Поколение карт памяти

Существуют четыре поколения карт памяти:

• SD 1.0 — от 8 МБ до 2 ГБ;
• SD 1.1 — до 4 ГБ;
• SDHC — до 32 ГБ;
• SDXC — до 2 ТБ.

Они различаются объемом, скоростью работой, при этом они обратно-совместимые между собой*.

В этом есть один важный нюанс: устройство поддерживающее чтение карт SDHC, сможет прочитать карты и SD 1.1 и SD 1.0, но не сможет увидеть карту SDXC.

Как проверить реальный размер и класс карты памяти

Иногда на карте памяти ничего не указано, а значит ни реальный объем, ни реальный класс без теста мы не узнаем. Для тестирования есть одна очень хорошая утилита — h3testw.

———————————————

h3testw

Официальный сайт: http://www.heise.de/download/h3testw.html

Небольшая утилита для тестирования карт памяти. Будет полезна против недобросовестных продавцов и изготовителей карт памяти, указывающих завышенные параметры своей продукции. Ну а также для тестирования «неопознанных» SD-карт.

———————————————

После запуска тестирования вы увидите примерно такое же окно, как на картинке ниже (см. рис. 6).

Рис. 6. h3testw: скорость записи 14,3 MByte/s, реальный объем карты памяти равен 8.0 GByte.

Выбор карты памяти для планшета?

Большинство планшетов на сегодняшнем рынке поддерживают карты памяти стандарта SDHC (до 32 ГБ). Встречаются, конечно, планшеты и с поддержкой SDXC, но их намного меньше и стоят они значительно дороже.

Если вы не планируете снимать видео в высоком качестве (или у вас камера низкого разрешения) — то для нормальной работы планшета будет достаточно карты памяти даже 4-го класса. Если видео все же планируете записывать — рекомендую выбрать карту памяти от 6 до 10 класса. Как правило, «реальная» разница между 16 и 10 классом не такая значительная, чтобы переплачивать за нее.

Выбор карты памяти для фотоаппарата/камеры

Здесь к выбору карты памяти следует подойти более внимательно. Дело в том, что, если вставить карту классом ниже, чем требует фотоаппарат — устройство может работать нестабильно и о съемки видео в хорошем качестве можно забыть.

Дам один простой совет (и главное, рабочий на 100%): открываете официальный сайт производителя фотоаппарата, затем инструкцию для пользователя. В ней должна быть страничка: «Рекомендованные карты памяти» (т.е. SD-карты, которые проверил сам производитель!). Пример приведен на рис. 7.

Рис. 7. Из инструкции к фотоаппарату nikon l15

PS

Последний совет: при выборе карты памяти обращайте внимание на производителя. Искать лучшего из лучших среди них я не стану, но рекомендую покупать карты только известных брендов: SanDick, Transcend, Toshiba, Panasonic, Sony и др.

На этом все, всем удачной работы и верного выбора. За дополнения, как всегда, буду благодарен 🙂

Нехватка внутренней памяти на смартфоне — пошаговая инструкция как использовать SD-карту в качестве внутреннего хранилища

Если на вашем устройстве недостаточный объем внутренней памяти, можно использовать SD-карту как внутреннее хранилище для вашего телефона Android. Данная функция, называемая Adoptable Storage, позволяет ОС Андроид форматировать внешний носитель данных как постоянное внутреннее хранилище. Информация на установленной SD-card зашифрована и не может быть в дальнейшем использована на другом устройстве.

SD Card – это очень удобный вариант для хранения фотографий, песен и видео. Даже если у вас есть большой объем внутренней памяти на Андроид-смартфоне, всегда может понадобиться большой кусок памяти для хранения длинных видеороликов, снятых камерой высокого разрешения вашего телефона.

Важно знать

Есть один недостаток, СД-чип может отставать при записи видео высокого разрешения.

Андроид по умолчанию устанавливает приложения во внутренней памяти и лишь изредка выгружает данные на SD-карту. Таким образом, вы лишены установки каких-либо дополнительных приложений, если на вашем телефоне ощутима нехватка объема внутреннего хранилища, например, в случае бюджетных устройств на Android One.

Что такое накопительное хранилище?

Накопительное хранилище – это основной объем памяти вашего смартфона, но при необходимости его можно расширить, использовав для этого СД-карточку.

Данная на Андроид называется Adoptable Storage. Это позволит использовать съемную карту microSD, установленную на телефоне Android, в качестве основного хранилища. Таким образом, вы сможете легко решить проблему, как сделать SD-карту основной памятью на Андроиде и преодолеть нехватку в пространстве, если телефон имеет небольшой внутренний объем.

Особенности использования карты как основного хранилища

Есть ряд некоторых важных особенностей, которые следует учитывать при данной процедуре.

Будет полезным

При использовании накопителя, будь то SD-флешка или USB-накопитель, важно помнить, в каком формате находится данный девайс и поддерживает ли его операционная система Android, а основных файловых форматов существует четыре типа: FAT32 или exFAT, ext4 или f2fs.

Как поменять память телефона на карту памяти андроида? Вопрос не совсем корректный, полностью выполнить замену невозможно, можно лишь как бы «нарастить» дополнительный объем.

Использование вашей SD-card в качестве основного накопителя может быть отличным решением для меломанов и любителей посмотреть сериалы по пути на работу или в длительном путешествии. Но, как зачастую это бывает, расширение памяти всегда упирается в стоимость требуемого девайса, ведь они отличаются как по скорости, так и по объему, а также по адаптируемой функции хранения информации. Вот некоторые нюансы, рассматривать которые можно с разных сторон – как в отрицательную сторону, так и в положительную:

• SD-карты медленные. Это болезненная реальность современных крошечных чипов памяти. Несмотря на то, что они могут хранить тонны данных, они медленнее, чем телефонное хранилище и имеют ограниченное количество циклов чтения-записи.


Важно знать

Использование SD-карт в качестве постоянного хранилища потребует более частых операций чтения/записи, что со временем ухудшит ее производительность, а в худшем случае может привести к полной потере данных. Особенно обидно будет, если там присутствуют важные документы или дорогие для памяти фотографии или уникальные видеозаписи.

Предварительно, прежде чем поменять память телефона на карту памяти, ваш Андроид сделает тест производительности SD-карточки, чтобы убедиться, что она достаточно быстрая и может соответствовать параметрам для использования в качестве главного накопителя.



Обратите внимание

Андроид предупредит о наличии внешнего хранилища и может даже отказаться принять его, если SD-шка очень медленная.

• Безвозвратная интеграция в операционную систему. С использованием функции Adoptable Storage операционная система Android зашифровывает внешнюю SD-карту, используемую как внутреннее хранилище, поэтому она привязывает к определенному устройству, без возможности дальнейшего использования на другом смартфоне. Ключ, используемый для шифрования данных на SD-карте, хранится во основной памяти устройства Android. Таким образом, невозможно демонтировать принятое хранилище на другой телефон из-за его зашифрованного характера данных (вынуть карту можно, но она не определится на другом телефоне).

Однако вы можете удалить внешнее съемное вместилище с вашего устройства и вернуть его обратно в режим работы простого флеш-накопителя. Устройство запомнит информацию о приложениях, которые находятся на данной карточке, чтобы восстановить настройки, когда принятое устройство будет подключено позже. Таким образом, вы также можете использовать другой накопительный дивайс.



Важно знать

Всегда следите за тем, чтобы вы не удалили установленную по умолчанию SD-карту при процедуре размонтирования, иначе носитель информации может быть поврежден.

• Не все программы можно установить. Практически Android может устанавливать почти все приложения на внутреннем накопителе. Однако это также зависит от согласия разработчика приложений. Он имеет право включать или отключать поддержку принятого хранилища в приложении, добавляя в код скачиваемой программы соответствующие атрибуты.

Как использовать SD-карту в качестве внутренней памяти на Android?

Как заменить внутреннюю память телефона на внешнюю sd карту на android? Конфигурирование вашей SD-карты для работы в качестве внутреннего хранилища на Android – это, по сути, довольно простой процесс. Ничего сложного в этом нет и вы далее сами в этом убедитесь.

Обратите внимание

Обратите внимание, что ваша SD-шка будет отформатирована во время процесса. Не забудьте сделать резервную копию данных, временно перекинув их на основной блок телефона, стационарный компьютер, ноутбук или другое смарт-устройство.

Возможно, что функция Adoptable Storage не поддерживается вашим устройством, даже если смартфон работает под управлением Android 6.0 и выше (бывает и такое, все зависит от модели и марки смартфона). Возможно, производитель устройств отключил данную функцию. Однако существуют методы использования командной строки, которые позволяют принудительно использовать флеш-накопитель для хранения данных.

Ниже перечислены основные шаги по форматированию.

• Поместите SD-карту на телефон Android и дождитесь ее определения или отображения в диспетчере файлов.
• Теперь откройте «Настройки».
• Прокрутите вниз и перейдите в раздел «Хранилище».

• Коснитесь имени вашей SD-шки.
• Коснитесь трех вертикальных точек в правом верхнем углу экрана.

• Нажмите «Настройки хранилища».
• Выберите формат «как внутренний вариант».

На следующем экране у вас есть последний шанс решить для себя, не хотите ли вы передумать

Важно знать

Не забудьте сделать резервную копию данных, после форматирования информация исчезнет бесследно!

• Далее нажмите «Стереть и форматировать», если вы хотите отформатировать SD-шку как внутреннее вместилище данных. Позже вы будете уведомлены, если Android обнаружит, что ваш чип работает медленно. Нажмите «ОК», чтобы продолжить.
• Можете начать процесс переноса данных после завершения данной процедуры или сделать это на более позднем этапе. Флеш-накопитель готов к использованию как внутренний блок телефона.

• Нажмите «Готово», чтобы завершить процесс принятия решения.

После завершения процесса форматирования вы можете использовать съемную СД-шку как «временное» или «съемное» постоянное место. Но имейте в виду, что теперь будут недоступны горячая замена и извлечение, как, возможно, вы делали ранее. Поэтому не извлекайте флешку, не используя параметр Eject.

Кроме того, вы можете практически удалить принятое операционкой место, что, соответственно, не рекомендуется, так как это может вызвать определенные ошибки в работе устройства. Теперь вы знаете, как сделать карту памяти основной памятью на Андроиде.

Как снова сделать хранилище обычной флешкой?

Если вы хотите, то можно отменить изменения, сделанные с помощью функции Adoptable Storage. Выполните следующие действия:

• Следуйте описанному выше методу до этапа «Коснитесь имени …».
• Нажмите на нее.
• Нажмите три точки в правом верхнем углу экрана.
• Нажмите «формат как внутренний».
• Нажмите «Форматировать». Процесс займет не больше нескольких минут.

Теперь вы можете использовать СД-шку в качестве переносного накопителя и монтировать ее на любом другом устройстве Андроид.

Форматирование карт памяти SD и microSD: зачем это нужно и как это сделать?

Карты памяти SD и microSD

Карты памяти SD сегодня широко используются в цифровой технике и электронике. Это универсальный съемный накопитель информации размером в 24×32×2,1 мм для фотоаппаратов, видеокамер, видеорегистраторов, GPS-навигаторов, MP3- и медиаплееров, планшетов и прочей портативной техники.

MicroSD – это более чем вдвое уменьшенный в размерах вариант карты SD, а именно — 11x15x1 мм. Карты памяти MicroSD по большей части используются в мобильных устройствах, но возможность их использования в прочих цифровых устройствах сегодня можно встретить довольно-таки часто, особенно в последних моделях производителей. В комплект поставки карт MicroSD, как правило, входит переходник «microSD-SD» — адаптер, который позволяет вставить MicroSD в любой слот для карт SD. Некоторые модели картридеров – устройств для чтения карт SD – предусматривают возможность подсоединения карты MicroSD без переходника «microSD-SD».

Зачем может понадобиться форматирование карт SD и microSD?

В процессе использования карт SD и MicroSD пользователи различных устройств могут столкнуться с необходимостью их форматирования – например, когда необходимо оперативно удалить все имеющиеся на карте данные или в случае повреждения файловой системы карты, когда компьютерное или мобильное устройство не может ее увидеть и сообщает о необходимости форматирования накопителя.

С помощью какого устройства лучше всего проводить форматирование карт SD и microSD?

Безусловно, обычный ПК – самое надежное устройство, с помощью которого можно проводить любые операции с различными портативными устройствами, используя специальный софт. Но для подключения  карт SD и microSD к ПК необходим упомянутый выше картридер, который станет промежуточным звеном между картой и ПК, и последний увидит его как подключенное устройство, как это он делает с обычной флешкой.

Чтобы не приобретать дополнительно картридер для подключения карт SD и microSD к ПК, необходимо изучить возможности портативного устройства – возможно, что процесс форматирования карты можно будет осуществить с его помощью. Например, если карта SD и microSD используется в планшете или смартфоне, в зависимости от операционной системы функцию форматирования можно осуществить посредством специального приложения или файлового менеджера с поддержкой такой функции.

Если в портативном устройстве функция форматирования накопителей не реализована, естественно, решать этот вопрос придется с помощью ПК и картридера.

Типы картридеров

Прежде, чем приступить к рассмотрению самого процесса форматирования карт SD и microSD, несколько слов о типах картридеров.

Встроенные картридеры – как видим из названия, этот тип интегрируется в сборку компьютерного устройства. Очень многие современные функциональные модели ноутбуков и компьютеров–моноблоков в своей сборке содержат картридер. Потому не лишним будет внимательно осмотреть компьютер на предмет наличия соответствующего порта для подключения карт SD. Как правило, на ПК такой порт можно обнаружить в 2,5 дюймовом отсеке, где ранее производители устанавливали флоппи-дисковод для дискет.

Внешние картридеры – опять же, название этого типа говорит о том, что  это отдельное устройство, которое можно подключить к ПК, как правило, через USB-порт. Благо, внешние картридеры – это дешевые устройства, их китайские недорогие модели можно приобрести в любой точке продажи компьютерной или мобильной техники.

Форматирование карт SD

Теперь, собственно, о самом процессе форматирования карт SD.

Вставьте карту SD во встроенный или внешний картридер, последний, кстати, не забудьте подключить к компьютеру по USB-кабелю. Дождитесь, когда компьютер определит эту карту SD, как правило, это происходит за несколько секунд, и об этом появится системное уведомление в трее. Теперь карту SD можно увидеть в качестве отдельного раздела в меню «Мой компьютер» («Этот компьютер» — аналог этого меню в Windows 8).

Карты SD определяются и отображаются компьютером точно также, как и обычные флешки. И для форматирования карты SD, точно также как и для флешки, необходимо вызвать на ней правой клавишей мышки контекстное меню, и далее выбрать функцию «Форматировать». Далее откроется окошко с некоторыми настройками форматирования. Процесс форматирования карт SD в большинстве случаев не требует каких-либо особых настроек, можно смело использовать опции по умолчанию. Для старта процесса форматирования карты SD нужно нажать кнопку «Начать» и дождаться окончания процесса.

Пожалуй, единственная настройка, на которую можно обратить внимание, и которая в некоторых случаях может пригодиться – это опция «Быстрое форматирование». Так, при включенной этой опции процесс форматирования карты SD будет проходить быстро. Если эта функция отключена, все данные карты будут удаляться физически с полной перезаписью, следовательно, процесс может затянуться на долгое время. При полном форматировании карты ее данные в дальнейшем нельзя будет восстановить специальным софтом для восстановления данных.  По сути, полное форматирование карты имеет смысл в достаточно редких ситуациях, связанных, как правило, с опасениями утечки конфиденциальных данных. Во всех остальных случаях можно смело применять «Быстрое форматирование».

Форматирование карт microSD

Форматирование карт microSD проводится также, как и в случае с обычными картами SD. Это можно сделать как с помощью компьютера, при этом потребуется переходник «microSD-SD», так и с помощью любого портативного устройства, поддерживающего работу microSD.