PC卡(PCMCIA)詳述
來源：原創(chuàng)	作者：guryhwa	時(shí)間：2006-08-26 00:00:00	點(diǎn)擊：611

　　許多使用laptop的朋友都經(jīng)常接觸PC卡(早前稱為PCMICA卡,現(xiàn)在這個(gè)稱謂都簡(jiǎn)化了)這類玩藝,確實(shí),在筆記本用戶每天對(duì)著的電腦中一般都會(huì)有一到兩個(gè)PC卡的插槽,當(dāng)然是十分熟悉的了,但是在逐漸PC卡在desktop都有用武之地的今天,有必要給大家介紹有關(guān)PCMCIA的知識(shí),揭開她的神秘面紗。

PCMCIA的歷史:

隨著近年的發(fā)展，在逐漸緊迫的對(duì)高速應(yīng)用中例如Mpeg多媒體、百兆高速以太網(wǎng)發(fā)展的需求中PCMICA新定義了諸如CardBus、Zoomed Video的規(guī)格。當(dāng)然PCMCIA并不裹足于這些速度方面的改進(jìn)，同時(shí)在設(shè)備兼容性、專門針對(duì)移動(dòng)處理的3.3V操作電源等的低功耗特性發(fā)面也作出長足的改進(jìn)。
今天，PCMICA不僅僅促進(jìn)了在便攜電腦領(lǐng)域方面的協(xié)同工作能力，而且還在數(shù)碼相機(jī)、有線電視、機(jī)頂盒甚至汽車等不同方面都有所建樹。隨著不同產(chǎn)品之間對(duì)模塊化外設(shè)需求的增長，PCMCIA最近已經(jīng)把它的使命描述為：發(fā)展模塊化外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)并使之在世界范圍內(nèi)被接受。
PCMCIA的新任務(wù)之一就有在建立小型插卡標(biāo)準(zhǔn)方面的。在許多手持設(shè)備上廣泛應(yīng)用的SmartMedia卡也是由PCMCIA提出并制定規(guī)范的。

PC卡技術(shù)初窺
在90年代初，快速發(fā)展的移動(dòng)電腦行業(yè)驅(qū)動(dòng)著更輕、更小、更具有便攜性的信息處理工具的同步發(fā)展。在所有這些改進(jìn)中最激動(dòng)人心之一就是PC卡技術(shù)。PC卡現(xiàn)在已經(jīng)成為移動(dòng)電腦技術(shù)中舉足輕重的一個(gè)環(huán)節(jié)。

TYPE I卡，厚度為3.3mm，多數(shù)用在早期的存儲(chǔ)卡方面，例如RAM/SRAM卡，F(xiàn)lash卡，OTP卡等；
TYPE II卡，厚度為5.0mm，主要用在I/O設(shè)備方面,例如LAN以太網(wǎng)卡/Modem和一些大容量的外接存儲(chǔ)設(shè)備；
TYPE III卡，厚度為10.8mm,這種卡型產(chǎn)品最多的是小型的PC卡硬盤,也就是在這個(gè)10.8mm厚的空間里頭集成了溫式硬盤和相應(yīng)的ATA控制器。

PC卡技術(shù)展望
近年隨著專用集成電路、表面組裝、多層PCB還有就是微型機(jī)械等方面技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多以前只有在TYPE II卡甚至TYPE III卡上才有足夠空間容納的設(shè)備可以集成在TYPE I/II卡上了。最典型的例子就是TOSHIBA出的5GB PC卡硬盤是TYPE II的，容量就已經(jīng)達(dá)到以前VIPER做的TYPE III型PC卡硬盤的10倍以上。這就是PC卡輕薄化的趨勢(shì)
相信隨著現(xiàn)代微型機(jī)械技術(shù)，高密度磁記錄與GMR磁頭的發(fā)展，容量更大重量更輕耗能更小的PC卡硬盤將會(huì)誕生。
低能耗：近年新型集成電路的功耗越來越小，加上系統(tǒng)、PC卡控制器的電源管理以及PC卡本身的熱量管理已經(jīng)十分完善，對(duì)筆記本日益嚴(yán)峻的散熱問題起到了一定的緩解作用。
多項(xiàng)功能集成于一卡：PC卡內(nèi)IC的集成度不斷提高，同時(shí)內(nèi)置多個(gè)控制電路已經(jīng)不再困難，網(wǎng)卡與MODEM的2IN1卡已經(jīng)不再新鮮了。大家可以想象一下一塊PC卡擁有所有的接口會(huì)是什么模樣的--還是一張信用卡大小……
新型的界面：隨著千兆網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入桌面或者其他高速互聯(lián)方式的普及，當(dāng)CardBus界面的帶寬也不夠用的時(shí)候，一場(chǎng)界面規(guī)范的革命近在眼前了。

卡的版本

在CardBus界面上可以實(shí)現(xiàn)多種總線操作方式，其中總線控制操作的方式可以讓系統(tǒng)CPU降低工作強(qiáng)度，減少CPU對(duì)系統(tǒng)總線的任務(wù)要求強(qiáng)度。這對(duì)于提高當(dāng)今的多任務(wù)操作系統(tǒng)的工作效率來說是一個(gè)十分重要影響因素。
CardBus界面不但支持現(xiàn)存的PC卡音頻數(shù)字波形，而且還增加了對(duì)脈寬調(diào)制（PWM）的支持。通過軟件的配合，可以在音頻質(zhì)量上獲得比起以往的標(biāo)準(zhǔn)更大的提高。
在電氣指標(biāo)上看，CardBus的信號(hào)協(xié)議是從PCI界面上衍生出來的，但是他們兩者之間還是有不同之處。以下是兩者之間的一些性能指標(biāo)對(duì)比：

CardBus界面由于以33Mhz的頻率工作在32位的數(shù)位方式下，這樣通過該界面就可以提供高達(dá)32bits/8*33Mhz=133MB/s的高帶寬,這樣使得PC卡在一些諸如要求高帶寬(100M網(wǎng)卡和IEEE1394等)或者實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)/視頻采集等應(yīng)用方面仍能夠游刃有余。所以現(xiàn)在市面上出售的100M EtherLan PC卡、火線接口PC卡和USB2.0PC卡幾乎都是使用的CardBus界面卡。

PC卡標(biāo)準(zhǔn)中的DMA支持。

DMA可以給電腦系統(tǒng)帶來可觀的性能提升，從上面的對(duì)比可以看到，由于使用的是DMA傳輸，CPU可以不花費(fèi)額外的指令周期去保存中斷現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)信息（通常這些工作要花費(fèi)幾個(gè)指令周期），從而使執(zhí)行效率增加，速度加快。
DMA同樣也可以減少外設(shè)的產(chǎn)品成本。從外設(shè)發(fā)出中斷請(qǐng)求到開始輸出數(shù)據(jù)的這段時(shí)間稱為中斷時(shí)延，如果外設(shè)是類似與軟盤、以太網(wǎng)卡或者數(shù)字視頻流之類數(shù)據(jù)源，中斷時(shí)延的產(chǎn)生將造成數(shù)據(jù)不能及時(shí)的流出，解決這個(gè)問題只能夠在外設(shè)上使用緩存，而緩存帶來的成本提高和需要額外的集成板上/片上緩存控制器都不利于降低設(shè)備成本.而DMA設(shè)備只話很少的時(shí)間就可以把數(shù)據(jù)近乎實(shí)時(shí)的送出,所以可以只用很少甚至不用緩存,這在生產(chǎn)上便有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)了。

PC卡中DMA與CardBus的聯(lián)系

CardBus提供了與CPU通信的更寬更告訴的帶寬，另外它同時(shí)可以允許外設(shè)稱為總線的控制者。具體說就是可以讓外設(shè)在不通過DMA控制器的情況下直接控制系統(tǒng)總線，這樣外設(shè)就可以在要把數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞裁吹胤?，怎么傳輸?shù)确矫嬗懈嗟淖杂啥?。?dāng)然這樣的自由度提升是要付出一定的額外成本代價(jià)的，因?yàn)镃radBus外設(shè)比起DMA外設(shè)通常需要更多的電路來實(shí)現(xiàn)總線控制配置。

關(guān)于是DMA還是CardBus哪種界面會(huì)更加流行的爭(zhēng)論現(xiàn)在仍然在繼續(xù)著。DMA作為對(duì)以往PC卡標(biāo)準(zhǔn)的微小改動(dòng)比較容易被生產(chǎn)廠商與軟件設(shè)計(jì)者接受，而CardBus由于可以說是PC卡標(biāo)準(zhǔn)上的一項(xiàng)重大改革要讓人采納可能會(huì)遇到一定困難；一些CardBus支持者認(rèn)為今后所有的PC卡都會(huì)以高性能的CardBus的界面出現(xiàn)，而DMA的支持者則相信CardBus的接受比想象中的要慢并且DMA若然有相當(dāng)長的生命周期。不過現(xiàn)在市場(chǎng)上的情況就是兩家各自擁有一定應(yīng)用領(lǐng)域。
另外一個(gè)重要因素就是成本，在對(duì)成本十分敏感的PC市場(chǎng)上，通常低價(jià)的會(huì)勝出。所以成本相對(duì)較高的CardBus卡如何能夠與DMA分庭抗禮的對(duì)于CardBus以后發(fā)展的路很重要，大家還記得當(dāng)初Rambus與DDR之爭(zhēng)吧。