Een usb stick bestaat uit een NAND type geheugenopslag voorzien van een geïntegreerde USB (UNIVERSAL SERIAL BUS) interface. Kenmerkend van usb sticks zijn dat ze eenvoudig te beschrijven zijn met data en de data kan ook weer eenvoudig verwijderd worden. Ook staan de usb sticks erom bekend dat ze stukken kleiner zijn dan bijvoorbeeld de floppydisk.
Qua gewicht wegen ze over het algemeen minder dan 30 gram en leverbaar in verschillende grote geheugen capaciteiten (van 64 mb t/m wel 128gb. De kwaliteit van de usb sticks wordt ook steeds beter, zo zijn er al sticks die in staat zijn om ruim een miljoen keer te schrijven en data te verwijderen. De data blijft zeker 10 jaar op de usb stick staan. Op dit moment zijn usb sticks voorzien van de 1.1 USB technologie of de 2.0 technologie. De nieuwe USB technologie SuperSpeed usb 3.0 is reeds aangekondigd en zal veel sneller zijn dan al zijn voorgangers.
USB memory sticks hebben grotere voordelen te bieden dan andere portable storage devices, met name de floppy disk. Sticks hebben een compacter formaat, zijn in staat veel sneller te werken, kunnen meer data bevatten, hebben een duurzamer design en de prestaties zijn betrouwbaar doordat er geen bewegende delen zijn. Ook belangrijk om te vermelden is dat de huidige computers niet langer voorzien zijn van een floppydrive.
USB poorten daarintegen zijn op iedere PC of laptop te vinden. Deze USB poorten maken gebruik van de USB mass Storage standaard en worden prima ondersteund door de meest actuele besturingssystemen zoals Windows, Mac OS X, Linux en andere UNIX achtige systemen. De USB poorten die zijn voorzien van de USB 2.0 technologie zijn stukken sneller dan optische disc drives terwijl er een veel grotere hoeveelheid aan data opgeslagen kan worden in een veel kleiner oppervlak.
Een USB Stick heeft geen bewegende delen waardoor de kwaliteit constant is. Een memory stick is voorzien van een klein printplaatje beschermd door een plastic, metalen of rubberachtige coating. Altijd is de robuustheid in ogenschouw genomen zodat de usb stick bestand is tegen het bewaren in bijvoorbeeld een broekzak of contact met een sleutelbos. De USB connector wordt vaak beschermd door een kapje of door een functie waardoor de connector in de behuizing te draaien is. Standaard heeft een stick een aansluiting voor de USB poort, echter zijn er ook sticks bekend die in andere interfaces van de computer gestopt kunnen worden.
|
|
Technologie
|
|
USB memory sticks maken gebruik van een combinatie van oudere technologiëen. Door de huidige lage kosten, laag stroomgebruik en klein formaat chip mogelijk gemaakt door de huidige verbeteringen in de microprocessor technologie is de usb stick een handig en klein apparaat met ongekende mogelijkheden t.b.v. opslag.
De techniek die gebruikt is voor het opslaan van gegevens zijn gebaseerd op de vroegere EPROM en EEPROM technologie. De zojuist genoemde technologieën hadden slechts zeer gelimiteerde capaciteiten, erg langzaam voor zowel lezen als schrijven, maakten gebruik van een complexe en hoog voltage schakelingen. Ook was het alleen mogelijk om de gehele inhoud te wissen ipv een paar bestanden.
|
|
Hardware ontwikkelaars hebben later de EEPRONs ontwikkeld die het mogelijk maakte om het wisbare veld op te splitsen in kleinere velden die individueel gewist kunnen worden zonder dat het invloed heeft op de andere velden. Het aanpassen van de inhoud van een specifieke geheugen locatie gaat als volgt te werk: Eerst wordt een volledig veld gekopieerd in een off-chip buffer geheugen, het veld wordt vervolgens gewist, daarna wordt het bestand weer terug geschreven in hetzelfde veld met de door u aangegeven data aanpassing.
Om een en ander goed te laten werken was er redelijke computerkennis en ondersteuning nodig. De PC EEPROM geheugen systemen droegen hun eigen toegewijde geheugen microprocessor systeem. De USB memory sticks zijn min of meer miniatuur versies van de EEPRONs.
|
|
De ontwikkeling van high-speed seriële data interfaces zoals USB maakten het voor geheugensystemen met de seriële toegankelijkheid mogelijk om op kleine, high speed en lage stroom maakten het mogelijk om alles te integreren in exreem kleine en compacte systemen, de usb stick.
Seriële toegang hebben het aantal van electronische connecties die nodig zijn voor geheugen chips extreem gereduceerd waardoor het mogelijk geworden is om multi-gigabyte capaciteiten te kunnen produceren. Elke vorm van electronische schakelingen zijn een potentiële kans die storingen kan veroorzaken.
|
|
De computers van tegenwoordig kunnen moderne usb flash systemen eenvoudig benaderen zoals bijvoorbeeld een harde schijf waar het controller systeem volledige toegang heeft over waar de informatie ook werkelijk is opgeslagen.
De EEPROM schrijf en wis procedures zijn toch erg vergelijkbaar met de huidige systemen zoals boven beschreven.
|
|
Een groot aantal goedkope mp3 spelers maken gebruik van een beetje extra software die geplaatst wordt op een standaard Flash geheugen microprocessor zodat het dienst kan doen als een muziek speler.
De meeste van deze mp3 spelers kunnen ook gebruikt worden als een conventionele usb stick, voor de opslag van data.
|
|
|
Geschiedenis
|
Het eerste commerciële product
|
|
Trek Technology en IBM begonnen met de verkoop van de eerste usb sticks als commercieel product in het jaar 2000. Trek Technology uit Singapore verkocht een model die gedoopt werd tot de "Thumbdrive" en IBM heeft vervolgens de eerste sticks op de markt gezet in Noord Amerika met het product genaamd de "DiskOnkey" (Gefabriceerd door het Israëlische bedrijf M-systems).
De usb stick van IBM werd eschikbaar op 15 december 2000 en beschikte over een capaciteit van 8 mb, meer dan 5 keer de hoeveelheid aan data die op een standaard floppy disk gezet kon worden. Floppy disks hebben overigens een capaciteit van 1.44MB.
|
|
In het jaar 2000 introduceerde Lexar de Compact Flash (CF) kaart met een USB connectie en een meegeleverde kaart (lezen/schrijven) die ervoor zorgde dat er niet langer een USB hub nodig was.
|
|
Op 24 juli 2002 kreeg Netac Technology een Chinees patent toegewezen voor de USB memory stick.
|
|
In 2004 is Trek Technology een hele reeks aan rechtzaken gestart tegen andere USB stick fabrikanten in een poging om hun patent te laten gelden. Een rechtbank in Singapore besloot dat alle andere fabrikanten de verkoop van usb sticks moesten staken zodat Trek de enige patenthouder zou worden. De uitspraak werd enige tijd later vernietigd in Engeland.
|
|
|
Tweede generatie
|
|
Moderne usb sticks hebben een USB 2.0 aansluiting, echter maken de huidige sticks geen gebruik van de volledige 480 mbit per seconde (60 mb/s) die een USB 2.0 poort te bieden heeft. Dit is te wijten aan technische limieten inherent aan het NAND geheugen.
De snelste usb sticks van dit moment hebben een dubbel kanaals controller. In vergelijking tot de normale harde schrijven van dit moment komen de usb sticks nog te kort.
|
|
De overall gegevensoverdracht van verschillende usb sticks variëren flink en dienen goed vergeleken te worden alvorens men overgaat tot de aanschaf. Snelheden van usb sticks worden aangegeven in Mbyte per seconde, Mbit per seconde of optische drives zoals bijvoorbeeld "180x" wat staat voor 180 x 150 KiB per seconde.
Typische snelle usb sticks claimen snelheden te halen tot wel 30 megabytes per seconde en schrijfsnelheden tot ongeveer de helft. Oudere full speed usb sticks 12 Mbit/s halen snelheden tot maximaal 1 MB per seconde.
|
|
|
Design en implementatie
|
|
De uiterste kant van het apparaat is voorzien van een enkele "mannelijke" A USB connector. Binnen in de plastic behuizing is een klein printplaatje. Op het printplaatje zijn enkele simpele stroom circuits en een klein aantal ICs geplaatst. Een van deze ICs zorgt voor een interface met de USB poort, een ander stuurt het onboard geheugen aan en nog een ander zorgt voor de verbinding met het flash geheugen.
Essentiële usb stick componenten
Er zijn 4 noemenswaardige en belangrijke onderdelen in een usb stick:
- Een mannelijke type- A USB connector, zorgt voor de interface tussen de usb stick en de computer.
- De USB geheugen opslag controller, implementeert de USB host controller. De controller is voorzien van een kleine microcontroller voorzien van een kleine hoeveelheid "on-chip" ROM en RAM geheugen.
- NAND geheugen chip, voor het opslaan van data. NAND wordt ook vaak gebruikt voor digitale camera's.
- Kristal oscillator, zorgt voor de productie van het 12 MHz klok signaal en zorgt voor een gecontroleerde output van data door middel van een "phase-locked-loop".
Additionele componenten
De standaard usb sticks bevatten meestal:
- Jumpers en test pinnen, voor het testen tijdens de fabricage van usb sticks en/of het uploaden van code in de microprocessor.
- LEDs voor het aangeven van een data schrijven, lezen of verwijderen.
- Schrijfprotectie schuif, veel usb sticks zijn voorzien van een dergelijk schuifje. Op deze manier bescherm je je stick tegen overschrijvingen of verwijderen van belangrijke data.
- Positie voor tweede geheugenchip, usb sticks hebben ruimte voor een tweede chip waardoor de geheugencapaciteit verdubbeld kan worden. Dit kan uitsluitend vanaf de fabriek.
- USB Connector kapje, door het gebruik van een kapje over de connector wordt de kans op beschadigingen van de usb stick geminimaliseerd. Sommige usb sticks zijn voorzien van een draaibare kap waardoor de connector beschermd wordt. Een nadeel voor dergelijke sticks is de kans op beschadiging door middel van bijvoorbeeld vocht. Een voordeel is echter dat de kap niet kwijt kan raken.
- sleutelhanger gat, de meeste usb sticks zijn aan de tegenovergestelde zijde van de connector voorzien van een gaatje waardoor de stick mogelijk aan een sleutelbos gehangen kan worden dmv een sleutelring.
- Sommige usb sticks zijn voorzien van een ruimte waarin een geheugenkaartje zoals bijvoorbeeld een flash chip gestopt kan worden. op deze manier voeg je nog enige geheugen toe.
|
|
|
| 1 |
USB Connector
|
| 2 |
USB geheugen opslag controller
|
| 3 |
Test punten
|
| 4 |
Geheugenchip
|
| 5 |
Kristal oscillator
|
| 6 |
LED lampje
|
| 7 |
Optionele schrijfprotectie schuif
|
| 8 |
Positie voor tweede geheugenchip
|
|
| |
|
|
|
Grootte en manier van verpakken
|
|
Leveranciers van tegenwoordig geven een eigen twist aan de huidige sticks mee door de behuizingen aan te passen. Men dient er wel altijd voor te waken dat custom made usb sticks de juiste formaten meekrijgen waardoor ze alsnog prima in een usb poort te pluggen zijn. Er zijn veel gevallen van sticks bekend waar niet zo goed over na gedacht is. Een voorbeeld van een dergelijke stick ziet u in onderstaand voorbeeld:
|
|
|
|
Er zijn natuurlijk ook designs die een prima huisstijl overbrengen én functioneel te gebruiken zijn als een usb stick. Een voorbeeld vindt u hier:
|
|
|
|
Het belangrijkste aspect van een custom made usb stick is dat de stick smal blijft in de vormgeving. Uiteraard is het wel mogelijk een onpraktische custom made usb stick met buitenproportionele groottes te laten maken indien er een USB kabel bijgeleverd wordt. Echter verlist de usb stick in dat geval zijn functie als een handige en kleine gadget voor het eenvoudig transporteren van data.
|
|
Tegenwoordig worden usb sticks geleverd in alle soorten en maten, zo zijn er usb stick pennen, USB stick armbanden, USB laserpointers en USB creditcards.
|
|
Het gebruik van materialen is door de jaren heen ook enorm veranderd, zo werden sticks vroeger uitsluitend vervaardigd uit kunststof. tegenwoordig zijn er houten usb sticks en leren usb sticks.
|
|
|
|
|
De meeste USB chips worden vooraf geformatteerd met het FAT of FAT32 systeem. Het systeem zorgt ervoor dat de drive toegang kan verkrijgen tot elk virtueel systeem met een USB poort en ondersteuning van USB sticks. De vaak standaard meegeleverde onderhoudsprogramma's zoals bijvoorbeeld Scandisk zijn prima in staat om usb sticks te formatteren, repareren of onderhouden van corrupte data.
Het is mogelijk usb sticks te defragmenteren echter biedt een defragmentatie slechts een kleine hoeveelheid voordelen aangezien er geen delen in een stick zitten die vertraagd worden door gevulde geheugen fragmenten. Ook verkort het onnodig defragmenteren de levensduur.
Sectoren van sticks zijn 512 bit groot voor compatibiliteit met harde schrijven. De eerste sector kan een inhoud bevatten die het mogelijk maakt een Master Boot Record te maken of een partitie tabel.
|
