Dispozitiv electronic de capacitate medie de stocare

Cuprins licență Cum descarc?

Capitolul I -  Prezentarea temei tehnice a proiectului. Conceptul ce sta la baza mediului de stocare a informatiei 3
Capitolul II -  Unitatile de discuri fixe -  Hard Disk-ul ..6
2. Consideratii teoretice 6
2.1 Inregistrarea magnetica a informatiilor ..6
2.2. Metode de codificare a informatiilor .8
2.2.1. Metoda FM 9
2.2.2. Metoda MFM .10
2.2.3. Metoda RLL ..11
2.3. Descrierea functionarii unitatilor de discuri ..12
2.4. Elemente constructive ale unitatilor de discuri ..13
2.4.1. Platanele .14
2.4.2. Stratul magnetic .15
2.4.3. Capetele de citire/scriere 15
2.4.4. Mecanisme de pozitionare a capetelor .. .17
2.4.5. Motorul de antrenare ..19
2.4.6. Placa logica 20
2.5. Detalii de functionare .22
2.5.1. Sincronizarea ceasului de citire/scriere ..22
2.5.2. Detectarea bitilor 23
2.5.3. Metoda de detectie PRML . 24
2.6. Piste, cilindri si sectoare 26
2.6.1. Deosebirea dintre piste si cilindri . .27
2.6.2. Structura pistelor si a sectoarelor . ..27
2.6.3. Inregistrarea zonata .. ..29
2.7. Interfata ATA .. ..30
2.7.1. Prezentare generala .. ..30
2.7.2. Conectori si cabluri . ...32
2.7.3. Semnalele interfetei ATA . . 34
2.7.4 Configurarea unitatilor ATA .. 38
2.7.5 Comenzi ATA 40
Capitolul III -  Cardurile de memorie. Memoria Flash 41
3.1 CompactFlash - Istoria crearii standardului 41
3.2 Caracteristici ale standardului CompactFlash 42
3.2.1 CompactFlash PCMCIA Adapter si cardurile de memorie . ..42
3.2.2 Avantajele cardului CompactFlash .43
3.3 SecureDigital .43
3.3.1 Istoria standardului 43
3.3.2 Caracteristici ale standardului 44
3.4 Constructia tehnica a cardurilor de memorie .47
3.4.1 Memoria flash .. ..47
3.4.2 Tipurile chip-urilor de memorie . 48
3.4.3 Tehnologia de productie a cardurilor .. 48
3.4.4 Capacitatea chip-urilor 51
3.5 Alegerea tipului de card ..51
3.5.1 Rata de transfer ..52
3.5.2 Capacitatea .53
3.5.3 Dimensiuni .53
Capitolul IV -  Date tehnice de principiu ale componentelor electronice folosite in lucrare . .54
Capitolul V -  Proiectarea electronica . .69
5.1 Metode de fabricare a PCB-urilor . .69
5.2 Proiectarea schemei electrice . 88
5.3 Proiectarea cablajului PCB . 90
Capitolul VI - Proiectarea informatica . ...92
6.1 Codul sursa pentru programarea microcontrollerului PIC 16F877A ..93
6.2 Interfata software de programare IC-Prog ...126
Capitolul VII -  Concluzii 127
Bibliografie .128

Extras din licență Cum descarc?

Sa se proiecteze si sa se execute un dispozitiv electronic de capacitate medie de stocare, consum redus de energie, capabil sa indeplineasca functiile unui Hard Disk (stocare informatie). Se va utiliza memorie flash (CF Card, SD Card, MMC, MicroSD Card etc., la alegere ) si microcontroller PIC 16F877A din familia Microchip. Pentru demonstratie se va utiliza sistemul de oprerare Windows 95/98/Me (FAT 32), preinstalat pe dispozitivul realizat.
In lucrarea aleasa am incercat sa prezint posibilitatea de realizare a unui dispozitiv electronic bazat pe tehnologia memoriei flash capabil sa indeplinesca functia unui hard disk, si anume, stocarea informatiei, dar cu performante mult imbunatatite fata de hard disk-urile traditionale. 
Dupa cum se stie hard disk-ul este una dintre cele mai importante si de asemenea cele mai interesante componente ale unui PC. El are o istorie interesanta datand de la inceputurile anilor 1950. Poate unul dintre motivele pentru care am ales aceasta tema este tocmai evolutia fascinanta a hard disk-urilor in urmatoarele aspecte: capacitate, viteza, consum de energie, dimensiuni, etc., dar si posibilitatile si directia actuala de dezvoltare a acestui tip de dispozitiv, cand ceea ce astazi este ,,cel mai rapid", maine va fi ,,al doilea cel mai bun".
Performanta hard disk-ului este foarte importanta deoarece hard disk-ul este una dintre cele mai lente componente interne ale unui PC si de aceea adesea limiteaza performantele sistemului ca intreg. Calitatea si durabilitatea sunt critice in cazul acestui dispozitiv deoarece aici sunt pastrate toate datele dintr-un PC. Nici o alta componenta nu conduce atat de direct la dezastru daca ,,da gres".
Lucrarea de fata este structurata dupa cum urmeaza:
In capitolul II am realizat o prezentare a hard disk-urilor traditionale in care am atins probleme legate de inregistrarea informatiei, elementele constructive ale hard disk-ului si functionarea acestora, precum si interfata dintre hard disk si celelalte componente ale unui PC.
Capitolul III prezinta esenta acestei lucrari si anume cardurile de memorie si tehnologia de fabricatie pe care se bazeaza: memoria flash, evidentiind avanjatele utilizarii ei in constructia echipamentelor de stocare a informatiei.
Dispozitivul realizat cuprinde atat partea electronica, cat si partea informatica. Modulul electronic cuprinde elemente pasive: rezistente, condensatori, tranzistori, precum si un element de comanda: microcontroller PIC 16F877A -  realizat de MicroChip si un element indicator: display LCD DEM 16216 SYH-LY. Date tehnice despre dispozitivele elctronice folosite in lucrare se gasesc in capitolul IV. Pentru programarea microcontroller-ului s-a utilizat un programator JDM pentru programat microcontrollere si memorii EEPROM, care lucreaza foarte bine cu softul ICProg. Programul este realizat in MikroPascal, deci limbaj Pascal, compilat si generat in fisiere de tip *.asm, *. Pps, *.hex, acesta din urma fiind scris in PIC. Toate aceste asunt prezentate in capitolul VI si in Anexa 1.
Proiectarea electronica, si anume metode de fabricatie a PCB-urilor si realizarea schemei electrice a montajului propus, sunt descrise in capitolul V.
Lucrarea se incheie cu concluziile obtinute in urma realizarii acestui dispozitiv, precum si directii privind imbunatatirile ce se pot aduce in vederea cresterii performantelor.
Schema bloc a mediului de stocare a informatiei
- Capitolul II -
Unitatile de discuri fixe - Hard Disk-ul
2. Consideratii teoretice
2.1. Inregistrarea magnetica a informatiilor
Unitatile de discuri magnetice functioneaza pe baza principiului electromagnetismului. Conform acestui principiu, in jurul unui conductor prin care trece un curent electric se genereaza un camp magnetic. Campul magnetic astfel creat polarizeaza materialele magnetice aflate sub influenta sa. Daca se schimba sensul curentului electric, se inverseaza si polaritatea campului magnetic.
Un alt efect al electromagnetismului este acela ca intr-un conductor aflat intr-un camp magnetic variabil se induce un curent electric. Sensul curentului electric indus se schimba odata cu schimbarea polaritatii campului magnetic. Aceste efecte ale electromagnetismului permit inregistrarea informatiilor pe un disc si citirea lor ulterioara.
Capetele de citire/scriere din unitatile de disc au forma de U si au infasurate spire prin care poate trece un curent electric. Atunci cand circuitele unitatii de disc comanda trecerea unui curent electric prin spire, in capul de citire/scriere se induce un camp magnetic. Daca polaritatea curentului electric se schimba, se schimba si polaritatea campului magnetic indus. Aceste capete sunt deci electromagneti a caror polaritate poate fi schimbata foarte rapid. La capatul in forma de U al capului de citire/scriere exista un intrefier. Liniile de forta ale campului magnetic din intrefier se curbeaza spre exterior, trecand prin stratul magnetic al discului aflat sub capul de citire/scriere, deoarece acest strat are o rezistenta magnetica mai mica decat cea a aerului din intrefier. Campul magnetic care trece prin stratul magnetic aflat sub intrefier orienteaza particulele magnetice in acelasi sens cu el. Polaritatea campului magnetic, si deci cea a stratului magnetic de pe disc, depind de sensul curentului electric din infasurarile capului.
Pe un disc neinregistrat, polaritatile campurilor magnetice ale particulelor materialului magnetic sunt orientate aleator, fiecare din aceste mici campuri fiind anulat de unul de polaritate opusa, astfel incat suprafata discului este nepolarizata.
Particulele aflate imediat sub intrefierul capului de scriere sunt orientate de campul magnetic
al acestuia in acelasi sens cu campul. Dupa ce se produce orientarea campurilor individuale, acestea nu se mai anuleaza reciproc, si in regiunea respectiva de pe suprafata discului apare un camp magnetic. Acest camp este generat de mai multe particule, ele producand un camp magnetic cumulativ care poate fi detectat. Campul magnetic cu o anumita directie se numeste flux magnetic.
Pe masura ce discul se roteste sub capul de scriere, acesta poate induce in stratul magnetic de pe disc un flux magnetic. La inversarea sensului curentului electric din infasurarea capului, se inverseaza polaritatea campului din intrefier, ca si polaritatea fluxului magnetic indus pe suprafata discului. Schimbarile sensului orientarii particulelor magnetice de pe suprafata discului se numesc
inversari de flux sau tranzitii de flux.
Un cap de scriere induce pe disc tranzitii de flux, pentru a inregistra informatii. Pentru fiecare bit (sau grup de biti) de informatie care este inregistrat pe disc, in stratul magnetic sunt induse secvente de tranzitii de flux, pe zone bine determinate, numite celule de tranzitii sau celule de bit.
Aceste celule sunt zone de pe suprafata discului, determinate de viteza de rotatie si de timpul in care capul de scriere induce tranzitiile de flux.
Secventa specifica de tranzitii de flux dintr-o celula de tranzitii, utilizata pentru memorarea unui anumit bit sau a mai multor biti de informatie, se numeste metoda de codificare. Controlerul de disc preia informatiile care trebuie inregistrate si le codifica intr-o serie de tranzitii de flux de durata bine determinata, conform metodei de inregistrare care se utilizeaza.
In timpul procesului de scriere, capului de scriere i se aplica o tensiune, inversarea polaritatii acestei tensiuni ducand si la inversarea polaritatii campului magnetic care se inregistreaza. Tranzitiile de flux sunt inscrise in punctele in care se inverseaza polaritatea inregistrarii. La citire, capul de citire nu genereaza aceeasi forma de unda care a fost utilizata pentru
scrierea pe disc, ci genereaza cate un impuls de tensiune la fiecare trecere peste o tranzitie de flux.
Daca tranzitia este de la polaritatea pozitiva la cea negativa, impulsul indus este o tensiune negativa. Daca tranzitia este de la polaritatea negativa la cea pozitiva, impulsul indus va fi o tensiune pozitiva.
Deci, in timpul citirii informatiei de pe disc, capul devine un detector de tranzitii de flux, generand
impulsuri de tensiune la fiecare trecere peste o tranzitie de flux. Zonele fara tranzitii de flux nu genereaza impulsuri.
Figura 1.1 ilustreaza relatia dintre formele de unda la scriere si la citire si tranzitiile de flux
inregistrate pe disc.

Fisiere în arhivă (1):

 Dispozitiv electronic de capacitate medie de stocare.doc

Imagini din acest licență Cum descarc?

Bibliografie

1. David A.Patterson, John Hennessy "Organizarea si proiectarea calculatoarelor. Interfata hardware/software", Ed. ALL Educational, 2002, traducere Bogdan si Octavian Carbunar
2. Andrew Tanenbaum "Organizarea structurata a Calculatoarelor", ed. 4, Ed. Byblos, 2004
3. Zoltan Francisc Baruch -  Sisteme de intare/iesire ale calculatoarelor, Ed. Albastra, Cluj Napoca, 2000
4. Michael B. Karbo "IDG - Camerele digitale de la A la Z", Ed. Egmond, 2007
5. Balan Radu, Microcontrolere -  Structura si aplicatii, Ed. Todesco,
Cluj-Napoca, 2002
6. F. Stan, E.O. Virjoghe, M. Ionel -  Tratat de inginerie electrica, Ed. Bibliotheca, Targoviste,2005
7. Dragos Dobrescu, Adrian Rusu, Lidia Dobrescu - Dispozitive si circuite electronice, Ed. PRINTECH, 1999.
8. Eugenia ISAC - Masurari electrice si electronice, Bucuresti, 1993.
9. P. Cioara, O. Birau, R. Parvan - Electronica, Bucuresti 1983.
Bibliografie WEB
1. www.cameredigitale.ro
2. www.microchip.com
3. www.wikipedia.org
4. www.audiopractik.go.ro
5. www.icprog.com
6. www.eagle.com