Другие устройства

Общие принципы работы и восстановление flash

Накопители информации на базе микросхем FLASH-памяти становятся всё более распространенными среди других носителей информации, и, наконец-то, начинают  вытеснять прочие переносные носители типа дискет или CD-дисков. Многие используют их как переносные хранилища важной информации, однако, в связи с постоянным удешевлением конструкции FLASH-накопителей, качество их изготовления также сильно падает. Поэтому не удивительно, что на восстановление информации их стали приносить всё чаще.

Рассмотрим как устроен типовой USB FLASH DRIVE (далее UFD).

Как правило, он состоит из печатной платы небольшого размера, к которой припаян USB разъём. На печатной плате обычно находятся:

  1. Контроллер, обеспечивающий связь между микросхемой NAND FLASH памяти и USB интерфейсом.
  2.  Собственно сама FLASH-память. Она может выглядеть в виде одной или нескольких микросхем FLASH-памяти.
  3. Индикатор активности UFD.
  4. Переключатель защиты от записи.
  5. Обвязки питания контроллера. В обвязку входят детали поддерживающие питание контроллера и микросхем FLASH-памяти.

Контроллеры, применяемые в UFD обычно изготавливаются несколькими довольно известными фирмами, и все остальные производители UFD их закупают. Таким образом, в отличие от НЖМД, UFD могут, в принципе, производиться в любом подвале. Однако тут стоит отметить, что для удешевления продукции подобные «подвальные» фирмы могут применять не качественную технологию пайки и дешёвые или отбракованные микросхемы FLASH-памяти. Соответственно качество таких изделий ниже,  чем у известных фирм.

Для компьютера UFD «выглядит» также,  как и НЖМД, т.е. в виде одномерного массива секторов по 512 байт. У старых UFD каждый сектор микросхемы FLASH-памяти соответствовал одному и тому же логическому сектору в массиве секторов,  который видела операционная система как жёсткий диск. Однако выяснилось,  что ячейки FLASH-памяти имеют тенденцию изнашиваться и довольно быстро приходить в негодность. Причём в основном в тех местах, которые часто перезаписывались. Обычно, это область таблицы размещения файлов на диске. Для того, что бы микросхемы FLASH-памяти изнашивались равномерно, была придумана следующая схема. В UFD ввели транслятор, т.е. при последовательной записи несколько раз в один и тот же логический сектор  данные стали записываться  каждый раз в другую физическую ячейку в микросхеме FLASH-памяти. Установка соответствия логических секторов физическим обычно производится при помощи специальной таблицы трансляции.

Это увеличивает срок службы UFD, однако усложняет восстановление информации, поскольку приходится собирать сектора в правильную цепочку без помощи штатного контроллера UFD. Кроме того, в микросхеме FLASH-памяти записана ещё служебная информация,  отвечающая за то, как будет определяться UFD в операционной системе.

Принципы восстановления информации с UFD.

На данный момент есть два способа восстановления информации с FLASH дисков. Первый и наиболее простой способ – это ремонт UFD с последующим копированием с него информации. Перечислим наиболее часто встречающиеся неисправности в UFD в порядке вероятности их возникновения:

  1. Разломы и трещины пайки. Появляются из – за неаккуратного обращения с UFD. Решаются данные проблемы обычно пропайкой печатной платы UFD
  2. Сгорание предохранителей в цепи питания UFD - решается их заменой.
  3. Сгорание стабилизатора напряжения из обвязки контроллера. Решается также его заменой.
  4. Сгорание контроллера. Эта проблема уже довольно сложна т. к. контроллер обычно является нераспространённой деталью, уникальной для данной серии UFD,  и,  нередко,  для восстановления информации с UFD требуется использовать UFD донор – т. е. такой же UFD того же производителя.
  5. Сгорание микросхемы FLASH-памяти - при данной неисправности восстановить информацию обычно не возможно.

Второй метод восстановления информации базируется на снятие микросхемы FLASH памяти с печатной платы и чтение её на специальном внешнем устройстве – программаторе. Этот способ достаточно универсален и наиболее эффективен, но вместе с тем и достаточно сложен. Рассмотрим основные сложности при реализации этого способа:

  1. Не все программаторы корректно работают с микросхемами NAND FLASH.
  2. Большая часть современных программаторов работает через интерфейс RS-232 и скорость их работы составляет в лучшем случае 115200 битс,  таким образом,  UFD объёмом в один гигабайт будет читаться таким программатором порядка недели.
  3. У каждого контроллера свой способ трансляции физических адресов в логические, а так как контроллеров достаточно много то приходится постоянно заниматься исследованием новых типов контроллеров.
  4. Кроме широко распространенного типа корпуса TSOP 48 есть менее распространённые типы корпусов VSOP и BGA. Панельки для установки в программатор для них обычно купить невозможно,  и их необходимо изготавливать самостоятельно, что не так просто. Контактные головки под такие типы корпусов так же весьма дорогостоящи.

Наша фирма располагает всеми типами переходников для всех типов корпусов, используемых производителями FLASH памяти. Кроме того, нами используется программатор собственной разработки для решения данной проблемы, и работает он с большой скоростью через интерфейс USB 2.0

Какие выводы можно сделать из вышеописанного:

  1. Не стоит редактировать крупные файлы на UFD - UFD даже самого высокого качества для этого не предназначены,  т. к. микросхемы FLASH памяти имеют ограниченное количество циклов перезаписи,   и оно, обычно,  существенно меньше заявленного производителем.
  2. Не стоит покупать дешёвые UFD - они более дешёвы не просто так, а из-за некачественного процесса изготовления.
  3. Если уж так произошло,  что UFD с нужной информацией вышел из строя, то не пытайтесь самостоятельно починить его - это может привести к выходу из строя микросхем FLASH-памяти,  и таким образом Вы навсегда потеряете Вашу информацию.
  4. Если при разговоре с представителем фирмы по восстановлению информации с Вас сразу же начинают требовать UFD-«донор»,  то лучше сразу отказаться от услуг такой фирмы.
А ещё лучше всегда иметь резервную копию важных данных.

 

Головняк Сергей.
Ведущий специалист
Sergol Group.

http://www.hddfix.ru