鲜为人知的U盘常识(2)

　　发明历史

　　自1998年至2000年，有很多公司声称自己是第一个发明了USB闪存盘。包括中国朗科科技，以色列M-Systems，新加坡Trek公司。但是真正获得U盘基础性发明专利的却是中国朗科公司。 2002年7月，朗科公司“用于数据处理系统的快闪电子式外存储方法及其装置”（专利号：ZL 99 1 17225.6）获得国家知识产权局正式授权。该专利填补了中国计算机存储领域20年来发明专利的空白。该专利权的获得引起了整个存储界的极大震动。包括以色列M-Systems立即向中国国家知识产权局提出了无效复审，一度成为全球闪存领域震惊中外的专利权之争。但是2004年12月7日，朗科获得美国国家专利局正式授权的闪存盘基础发明专利，美国专利号US6829672。这一专利权的获得，最终结束了这场争夺。中国朗科公司才是U盘的全球第一个发明者。美国时间2006年2月10日，朗科委托美国摩根路易斯律师向美国德克萨斯州东区联邦法院递交诉状，控告美国PNY公司侵犯了朗科的美国专利（美国专利号US6829672）。2008年2月，朗科与PNY达成庭外和解。朗科向PNY签订专利许可协议，PNY向朗科公司缴纳专利许可费用1000万美元。这是中国企业第一次在美国本土收到巨额专利许可费用。也进一步证明了朗科是U盘的全球发明者。

　　现在的闪存盘都支持USB2.0标准；然而，因为NAND闪存技术上的限制，它们的读写速度目前还无法达到标准所支持的最高传输速度480Mbit/s。目前最快的闪存盘已使用了双通道的控制器，但是比起目前时代的硬盘，或是USB2.0能提供的最大传输速率来说，仍然差上一截。目前最高的传输速率大约为20-40MB/s，而一般的文件传输速度大约为10MB/s。较旧型的12Mbit/s设备传输速率最大约只有1MB/s。其中业界的佼佼者有深圳朗科公司，M-Systems公司，新加坡Trek公司。

　　未来发展

　　半导体厂商努力地将各种闪存盘的功能集成在单一芯片中，以降低闪存盘组件的成本，于是也降低了整体的成本。

　　在增加容量的努力方面，已经不再制造1GB与更小的闪存盘了。Kanguru最近发表了一款16GB的USB2.0闪存盘，并且宣称能够保存数据10年。

　　Lexar正在尝试引入一种USB快闪存储卡。它兼容于U盘，并且被希望能够取代各种快闪存储卡。（已完成）闪迪发表了能够在闪存盘上控制使用有版权数据的新科技。这种科技主要的用户是学生。这种科技称为FlashCP。

　　金士顿科技已研制出了目前世界上储存容量最大的闪存盘，高达512GB。U盘、USB接口与即插即用通俗地讲，USB就是一种外围设备与计算机主机相连的接口类型之一。除了USB接口外，还有如并行总线等接口。

　　然而USB接口却有个极大的优点使得它在这个领域非常的普及，那就是具有这种接口的设备可以在电脑上即插即用（即插即用有时也叫热插拨）。 电脑开机的时候要先开外围设备再开主机电源，而关机时候的顺序恰好相反。之所以要遵循这种开机顺序，就是因为在电脑启动之前必须先让所有的外围设备的电源都打开做好准备，然后等待主机对这些设备逐一进行检查并安装相应的软件。只有这样电脑才能正常运行，否则将可能出现外围设备不可用或者电脑不能识别外围设备的情况。 而USB接口的出现却改变了这种状况，如果某个设备是USB接口，那么它就可以随时插入电脑主机不管电脑此时处于什么样的状态，而如果要取走这个设备，只需按照规范操作便可以将这个设备安全的从电脑上移走。这无疑给人们的学习和生活提供了极大的便利。

　　从U盘这个名称上我们可以看出，这个存储盘是USB接口的，因为这个存储盘是USB接口，所以这个存储盘也就能够在电脑上即插即用，也就是说这个存储盘是可以移动的存储盘，它可以随身携带。因此，广义上的U盘实际上就是指的移动存储设备。

　　USB设备的分类

　　USB设备分为5大类，即显示器、通信设备、音频设备、人机输入和海量存储。通常所用的U盘、移动硬盘均属于海量存储类。

　　USB设备的检测及初始化

　　当一个USB设备插入主机时，由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化，而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时，它即知道有设备插入。当USB设备刚插入主机时，USB设备它本身会初始化，并认为地址是0。也就是没有分配地址，这有点象刚进校的大学生没有学号一样。

　　USB描述符

　　USB描述符主要包括：设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符等。

　　（1）设备描述符

　　当USB设备插入主机时，主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来，其中就包含了设备类型及制造商信息。

　　（2）配置描述符

　　配置描述符用于定义设备的功能。

　　（3）接口描述符

　　传输所采用的协议是由接口描述符确定。

　　（4）端点描述符

　　传输的方式则包含在端点描述符中。

　　USB接口与端点

　　接口是指设备中哪些硬件要与USB交换信息。海量存储器支持一个接口（数据接口），其中包含三个端口。 端点是和USB交换信息的硬件设备。接口是端点的集合。USB的传输类型USB（通用串行总线）用于将USB接口的外围设备（device）连接到主机（host），实现二者之间数据传输的外部总线结构，是一种快速、灵活的总线接口，USB的传输类型有控制（control）、批量（bulk）、中断（interrupt）和同步（synchronous）传输4种，它最大的特点是易于使用，即插即用，主要是用在中速和低速的外设。

　　U盘存储规范

　　U盘属于海量存储类，它的存储规范中包括4个独立的子规范，即CBI传输、Bulk-Only传输、ATA命令块、UFI命令规范。前两个协议定义了数据/命令/状态在USB总线上的传输方法，Bulk-Only传输协议仅仅使用Bulk端点传送数据/命令/状态，CBI传输协议则使用Control/bulk/interrupt三种类型的端点进行数据/命令/状态的传送。后两个协议定义了存储介质的操作命令，ATA协议用于硬盘，UFI协议则针对USB移动存储，U盘读写器的设计遵循Bulk-Only传输协议和UFI命令规范。UFI命令块规范是针对USB移动存储而制定的，它总共定义了19个12字节长度的操作命令。