揭開數字“膠卷”的秘密 CF卡30秒拆解報告

　　傳統相機要記錄圖像信息，靠的是膠卷;數碼相機(DC)也要保存數據，靠的是什么呢?這就是微存儲器。CF卡于1994年由SanDisk公司首次推出，由于標準推出時間較長、兼容性較好、通用性較強等原因得到了廣泛的應用 。CF卡結構上的最大特點是整合了控制器，這樣使用CF卡的外部設備就可以做得相對簡單，而且不同的CF卡都可以通過單一的機構來讀寫，無需考慮兼容性的問題。雖然CF規(guī)格推出得很早，卻并沒有一點衰老的痕跡，技術的不斷革新和完善使得CF在今天仍獨具魅力，目前的CF卡的最高容量已經達到6GB，將來更可達到10GB甚至更高。眾所周知，傳統的膠卷是通過感光發(fā)生的化學反應來記錄信息的，那么數字“膠卷”又是如何記錄信息的呢?下面就等筆者為大家揭開這個秘密吧。

　　讀懂CF存儲卡的“身份證”

　　每塊CF卡上都少不了印有產品的一些標識，例如品牌、卡的種類、容量以及一些技術參數等，讀懂這張存儲器的“身份證”，是選好CF卡的前提。

　　可是我們有時候會發(fā)現這些參數并不“準確”，例如有不少朋友問“我的1024MB的CF卡為什么顯示只有988MB”，這里邊分為幾種情況：一是存儲器本身出現質量問題，如FLASH芯片價質損壞等，這種情況比較少見;最常見的是實際容量與標稱相差不大，這種情況是正常的，不是質量問題。因為操作系統計算容量都是以1M=1024K為標準的，而廠商標稱的容量都是按1MB=1000KB計算的，也就是說，廠家標稱的1024MB相當于1,024,000KB，而操作系統則計算為1024000/1024=1000MB。另外，像硬盤一樣，閃盤在格式化過程中建立文件分配表(FAT)等系統數據，這些數據也要占用一些空間。三是對于CF卡來說，由于內置的控制需要占用一定的存儲容量，因此會對總存儲空間產生影響，這個控制器的生成是和使用有關的，不同的數字產品應用CF卡都會對卡容量的識別或者占用產生影響。

　　只要30秒!揭開數字“膠卷”內部的秘密

　　即將送上邢臺的CF卡

　　CF卡的正反兩面都是金屬片，四邊與接口都是塑料的，拆解時只能從金屬片的邊緣下手。

　　拆機的過程就是這樣傻瓜，相信任何人花30秒就脫下CF卡的外衣。當然，如果想復原的話，拆的時候就需要細致一點，不可用力過猛，否則很容易會損壞邊框或接口。接口一壞CF卡就無法使用了。

　　CF卡由兩個基本部分構成：內部控制器和閃存模塊。CF卡和閃盤基本都使用NAND型flash，NAND Flash自身是沒有存儲控制器的，其結構可看作是由許多的小區(qū)塊組成的，每塊都能存儲一定數量的信息，類似于硬盤的簇。NAND型flash的讀寫也是以塊和頁為單位來進行的，使用8bit的I/O端口存取數據。CF卡內部控制器設計完全模擬硬盤，最大的特色是兼容性好，無論采用多大容量的閃存芯片組，其外部接口都是標準的ATA/ID E接口，可以很容易地通過IDE接口與電腦連接，而且早已實現無驅動設計，使用非常方便。 由于CF卡內置控制器和仿硬盤的設計，也簡化了CF卡適配器的設計。CF卡的讀寫速度，例如能達到標稱的多少X，也是由控制芯片決定的，高速CF卡之所以能夠實現高速，就是靠性能優(yōu)秀的控制芯片實現的。圖中所見的是SanDisk自身開發(fā)的一款控制芯片，主要針對普通型的CF卡產品。

　　另外，CF卡出現故障主要是在控制芯片上，一般情況是在操作過程中使用的格式或設備不匹配擾亂控制芯片的內部運作，或者是不正當的插拔造成卡的傷害。其實大部分控制芯片都沒有真正意義上損壞，重新格式化就可以了(一般相機說明書里也有這樣的提示)。CF卡一般不會壞，真損壞的情況非常少。經常是讀取設備設計不合理或是不正當的操作造成格式的損壞。如果格式損壞后，里面的資料可能是不能備份出來的，都需要經過格式化才可以，但有些軟件可以處理格式化過的閃存卡，但并不能保證卡內全部數據可以恢復。

　　CF卡的背面。對于采用多片閃存來提升容量的CF卡，背面也能放置兩顆Flash芯片。

　　CF卡的結構原理圖。CF卡的內部設計采用了模擬硬盤方式，所以CF卡采用的接口和IDE接口是兼容的，在存儲芯片和接口間不需要特殊的信號轉換芯片。但CF卡沒有機械結構，因此CF卡的扇區(qū)尋址適宜采用邏輯尋址方式。邏輯尋址方式沒有磁頭和磁道的轉換操作，因此在訪問連續(xù)扇區(qū)時，操作速度比物理尋址方式快得多。由于CF卡并不是單純的存儲器，還內置了專用控制器，與外部的接口是標準的ATA/IDE，3.3V、5V外電壓通用。所以CF卡的兼容性好，無論內部采用多少容量的閃存芯片組，都可以用ATA/IDE標準與其他設備交換數據，便于增加容量和加快傳輸速度。

　　走出速度的誤區(qū)：100X真的能快100倍?

　　目前CF卡的速度標準普遍采用與CD-ROM相同的“X倍速”方式計算，1X倍速即為150KB/秒的傳輸速率。而決定CF卡本身速度的關鍵則在內建的控制芯片和高速閃存芯片中?，F在已有CF卡生產廠商通過使用最新的控制器和高質量閃存芯片，已經將CF卡的寫入速度提高到100X倍速。不過在一般的消費類DC上，不同倍速的CF區(qū)別并不明顯——這主要受制于DC本身的處理速度，因此一般的用戶不必盲目追求高速的CF卡。最后，如果CF說有什么缺點的話，那就是功耗較其它使用Flash介質的存儲卡要大，且其50針接口在頻繁插拔的情況下較容易損壞，接口成本較高，體積相對其它微存儲器來說也略顯“笨重”。