Secure Digital

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Formatos de tarjeta
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Segure Digital (SD) es un formato de tarjeta de memoria flash. Se utiliza en dispositivos portátiles como cámaras fotográficas digitales y ordenadores PDA. Las tarjetas SD se basan en el formato precedente Multi Media Card (MMC), pero físicamente son un poco más gruesas, su tasa de transferencia de datos es más alta, disponen de un interruptor en un lateral para evitar sobrescrituras accidentales y tienen funciones de DRM (poco usadas). Las tarjetas SD miden 32 mm x 24 mm x 2,1 mm. Existen dos tipos: unos que funcionan a velocidades normales, y las tarjetas de alta velocidad que tienen tasas de transferencia de datos más altas. Algunas cámaras fotográficas digitales requieren tarjetas de alta velocidad para poder grabar vídeo con fluidez o para capturar múltiples fotografías en una sucesión rápida.

Los dispositivos con ranuras SD pueden utilizar tarjetas MMC, que son más finas, pero las tarjetas SD no caben en las ranuras MMC. Las tarjetas SD se pueden utilizar directamente en las ranuras de CompactFlash o de PC Card con un adaptador. Las tarjetas MiniSD y MicroSD se pueden utilizar directamente en ranuras SD con un adaptador. Hay algunas tarjetas SD que tienen un conector USB integrado con un doble propósito, y hay lectores que permiten que las tarjetas SD sean accesibles por medio de muchos puertos de conectividad como USB, FireWire y el puerto paralelo común. Las tarjetas SD también son accesibles mediante una disquetera usando un adaptador FlashPath.

Tarjeta SD de 512MB

Descripción e introducción en el mercado

Las tarjetas Secure Digital son utilizadas como soportes de almacenamiento por algunos dispositivos portátiles como:

Tarjeta SD de 1GB

Estando en 2005, las capacidades típicas de una tarjeta SD son 128, 256 y 512 megabytes, y 1,2 y 4 gigabytes. A día de hoy existen disponibles tarjetas de 8GB.

Las tarjetas SD han sustituido a las SmartMedia como formato de tarjeta de memoria dominante en las cámaras digitales compactas. En 2001 SmartMedia había logrado un uso de cerca del 50%, pero en 2005 SD/MMC había alcanzado más de un 40% de cuota de mercado y el porcentaje de SmartMedia había caído en picado. La gran mayoría de los principales fabricantes de cámaras fotográficas digitales usa SD en sus líneas de productos, como Canon, Nikon, Kodak y Konica Minolta. Sin embargo, tres fabricantes importantes se han adherido a sus propios formatos propietarios en sus cámaras fotográficas: Olympus y Fuji que usan tarjetas xD, y Sony con su Memory Stick. Además, el SD no ha conquistado el mercado de Digital SLR donde CompactFlash sigue siendo el formato más popular. (excepto en la reciente Nikon dSLR D50 lanzada en abril de 2005).

El “Secure” (Seguro en español) en Secure Digital viene del origen de la tarjeta. Para crear una tarjeta SD, Toshiba añadió hardware de cifrado a la ya existente tarjeta MMC, para aliviar las preocupaciones de la industria de la música de que las tarjetas MMC permitirían el pirateo fácil de la música. (Un esquema similar es el estándar de MagicGate usado en las Memory Sticks.) En teoría, este cifrado permitiría cumplir fácilmente los esquemas DRM sobre la música digital, pero esta funcionalidad se utiliza poco.

Con un soporte lector de tarjetas — normalmente un pequeño dispositivo USB — el usuario puede acceder al contenido de una tarjeta SD usando su ordenador. Algunos ordenadores recientes tienen integrado dicho lector de tarjetas.

Un reciente desarrollo son las tarjetas SD con conectores USB integrados, para eliminar la necesidad de disponer de un adaptador SD/USD o una ranura SD en el PC, aunque a cambio de un precio inicial más alto. Un diseño pionero de SanDisk tenía una aleta que giraba y dejaba al descubierto el conector. Aunque SanDisk no pretendía en un primer momento comercializar una tarjeta SD con USB, este movimiento animó a otros fabricantes a seguir el modelo.

La abreviatura “SD” fue realmente desarrollada para otra aplicación completamente diferente: fue empleada en un primer momento para “Super-Density Optical Disk” (Disco óptico de alta densidad), que supuso la entrada, poco exitosa, de Toshiba en las guerras de formatos de DVD. Ésta es la razón por la que la “D” se parece tanto a la mitad de un disco óptico.

Apertura de estándares

Las tarjetas MMC también funcionan en ranuras SD

Como la mayoría de los formatos de tarjeta de memoria, el SD está cubierto por numerosas patentes y marcas registradas, y sólo se puede licenciar a través de la Secure Digital Card Association (Asociación de la tarjeta Secure Digital). El acuerdo de licencia actual de la Asociación de tarjeta SD no permite controladores de código abierto para SD, un hecho que genera consternación en las comunidades de código abierto y software libre. Generalmente se desarrolla una envoltura de código abierto para un controlador SD de código cerrado disponible en una plataforma particular, pero esto está lejos de ser lo ideal. Otro método común consiste en utilizar el antiguo modo MMC, donde se requiere que todas las tarjetas SD soporten el estándar SD.

Esto significa que SD es menos abierto que CompactFlash o los llaveros USB, que pueden ser implementados libremente, pero requieren costes de licencia por las marcas registradas y logotipos asociados, pero aun así resulta mucho más abierto que xD o Memory Stick, donde no hay disponible ni documentación pública ni implementación documentada.

Explicación técnica

Todas las tarjetas de memoria SD y SDIO necesitan soportar el antiguo modo SPI/MMC que soporta la interfaz de serie de cuatro cables ligeramente más lenta (reloj, entrada serial, salida serial, selección de chip) que es compatible con los puertos SPI en muchos microcontroladores.

Muchas cámaras digitales, reproductores de audio digital, y otros dispositivos portátiles, probablemente utilicen exclusivamente el modo MMC. La documentación para este modo se puede comprar en MMCA por $500,00; sin embargo la documentación parcial para SDIO es libre y existe documentación libre disponible para tarjetas de memoria como parte de las hojas de especificación de algunos fabricantes.

El modo MMC no proporciona acceso a las características propietarias de encriptación de las tarjetas SD y la documentación libre de SD no describe dichas características. La información del cifrado es utilizada primordialmente por los productores de medios y no es muy utilizada por los consumidores quienes típicamente utilizan tarjetas SD para almacenar datos no protegidos.

Existen 3 modos de transferencia soportados por SD: Modo SPI entrada separada serial y salida serial, Modo un-bit SD (separa comandos, canales de datos y un formato propietario de transferencia), Modo cuatro-bit SD (utiliza terminales extra más algunas terminales reasignadas) para soportar transferencias paralelas de cuatro bits.

Las tarjetas de baja velocidad soportan tasas de transferencia de 0 a 400 kbit/s y modo de trasferencia un-bit SD. Las tarjetas de alta velocidad soportan tasas de transferencia de 0 a 100 Mbit/s en el modo de cuatro-bit y de 0 a 25 Mbit/s en el modo un-bit SD.

Los derechos de las licencias para SD/SDIO son impuestos a los fabricantes y vendedores de tarjetas de memoria y lectores de las mismas ($1000 por año más una membresía de $1500/año) pero las tarjetas SDIO pueden ser realizadas sin licencia y los lectores MMC no requieren una licencia. Las tarjetas MMC tiene una interfase de 7 terminales, SD y SDIO lo expandieron a 9 terminales.

Véase Legitimación de estándares para más información.

SDIO

Una cámara que usa la interfaz SDIO

Las ranuras SD pueden ser utilizadas para más cosas que una tarjeta de memoria flash. Los dispositivos que soportan SDIO (típicamente PDAs, pero cada vez mas ordenadores portátiles y teléfonos móviles) pueden usar pequeños dispositivos diseñados para las dimensiones SD, como receptores GPS, Wi-Fi o adaptadores Bluetooth, módems, lectores de códigos de barras, adaptadores IrDA, sintonizadores de radio FM, lectores de RFID o cámaras digitales.

Se han propuesto otros dispositivos, pero todavía no se han implementado, como los adaptadores serie RS-232, sintonizadores de TV, escáneres de huella dactilar, adaptadores host/slave de SDIO a USB (que permitirían que un dispositivo de mano equipado con SDIO utilizara periféricos USB o interfaz a PCs), lectores de bandas magnéticas, transmisores-receptores de Bluetooth/Wi-Fi/GPS , adaptadores Ethernet y adaptadores de módems celulares (PCS, CDPD, GSM, etc.)

Diferentes tipos de tarjetas MMC/SD

La tarjeta SD no es el único estándar de tarjetas de memoria flash ratificado por la Secure Digital Card Association. Existen otros formatos de dicha asociación, como son el miniSD y el microSD (conocido antes como TransFlash antes de la ratificación por la Secure Digital Card Association).

Estas tarjetas más pequeñas se pueden utilizar en ranuras del mismo tamaño que MMC/SD/SDIO con un adaptador (que deba conectar las conexiones eléctricas así como la llevar a cabo el contacto físico). Sin embargo, hay que decir que ya es difícil crear dispositivos de E/S con el factor de forma del SD y esto será aún menos posible con tamaños más pequeños.

Como las ranuras SD todavía tienen soporte para las tarjetas MMC, las variantes de MMC más pequeñas, que han evolucionado por desarrollado, también son compatibles con los dispositivos que tienen soporte para SD. De forma diferente a miniSD y microSD (que son lo suficientemente distintas de la SD para no hacer posible construir adaptadores mecánicos), las ranuras RS-MMC mantienen compatibilidad hacia atrás con las tarjetas MMC de tamaño completo, ya que las tarjetas RS-MMC son simplemente tarjetas MMC más cortas. Se puede encontrar más información sobre estas variantes en Multi Media Card.

Comparativa técnica

MMC RS-MMC MMC Plus SecureMMC SD SDIO miniSD microSD
Socket SD adaptador mecánico adaptador electromecánico adaptador electromecánico
Pines 7 7 13 7 9 9 11 8
Factor de forma fino fino/corto fino fino grueso grueso estrecho/corto/fino estrecho/corto/extrafino
Ancho 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 24 mm 20mm 11 mm
Largo 32 mm 18 mm 32 mm 32 mm 32 mm 32 mm+ 21,5 mm 15 mm
Grosor 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 1,4 mm 2,1 mm 2,1 mm 1,4 mm 1 mm
Modo SPI opcional opcional opcional necesario necesario necesario necesario necesario?
Modo 1 bit
Modo 4 bits no no ? opcional opcional opcional opcional
Modo 8 bits no no ? no no no no
Reloj xfer 0–20 MHz 0–20 MHz 0–54 MHz 0–20 MHz? 0–25 MHz 0–25 MHz 0–25 MHz? 0–25 MHz?
XFER máximo 20 Mbit/s 20 Mbit/s 416 Mbit/s 20 Mbit/s? 100 Mbit/s 100 Mbit/s 100 Mbit/s 100 Mbit/s
SPI XFR máximo 20 Mbit/s 20 Mbit/s 54 Mbit/s 20 Mbit/s 25 Mbit/s 25 Mbit/s 25 Mbit/s 25 Mbit/s
DRM no no no n/d
| no no no no no no no
Spec simplificado no todavía no? no no
Coste de Memb $2.500/año (no necesario) $1.500/año (parece necesario)
Coste de Spec $500 ? ? miembro miembro miembro miembro
Licencia de host no no no no $1.000/año+memb
Royalties de tarjeta de memoria
Royalties de tarjeta E/S n/d n/d n/d n/d n/d $1.000/año+memb n/d n/d
Compatible con código abierto sí? sí? sólo SPI sólo SPI sólo SPI sólo SPI

Los datos de la tabla han sido recogidos a partir de versiones simplificadas de las especificaciones de MMC y de SDIO y de otros datos de sitios Web sobre las asociaciones de tarjetas SD y MMC. Los datos de otras variantes de tarjetas es una fusión de los datos recogidos.

El límite de la capacidad de todos los formatos SD/MMC parece ser 128 GB en modo LBA (direccionamiento de sector de 28 bits).

Todas las tarjetas fabricadas actualmente por SanDisk, Ritek/Ridata, y Kingmax digital parecen utilizar SPI. Además, las tarjetas MMC pueden ser eléctricamente idénticas a las tarjetas SD pero en una carcasa más fino y con un fusible para deshabilitar las funciones de SD (así que no es necesario pagar royalties SD).

El MMC definió los protocolos SPI y un-bit MMC/SD. El protocolo subyacente SPI ha existido durante años como una característica estándar en muchos microcontroladores. Desde una perspectiva social, la justificación para un nuevo protocolo incompatible de SD/MMC es cuestionable; el desarrollo de un nuevo protocolo incompatible e innecesario puede ayudar a las asociaciones comerciales a recoger honorarios y pagos en calidad de socio pero aumenta el coste del hardware y software. El nuevo protocolo utilizaba la señalización del colector abierto para permitir múltiples tarjetas en el mismo bus pero esto realmente causa problemas en una frecuencia de reloj alta.

Mientras SPI utilizaba tres líneas compartidas más una selección de chip separada en cada tarjeta, el nuevo protocolo permite que hasta 30 tarjetas sean conectadas con los mismos tres cables (sin la selección de chip) a expensas de una inicialización mucho más`complicada de la tarjeta y del requisito de que cada tarjeta tiene un número de serie único para el conector y debe solicitar la operación; esta característica se utiliza raramente y su uso se desaconseja en los nuevos estándares (que recomiendan un canal totalmente separado a cada tarjeta) debido a temas de velocidad y consumo de energía. El protocolo cuasi-propietario del un-bit fue ampliado para utilizar transferencias con un ancho de cuatro bits (SD y MMC) y ocho bits (sólo MMC) para lograr más velocidad mientras que la mayor parte del resto de la industria de la informática se está trasladando a canales más estrechos de una velocidad más alta. El estándar SPI se habría podido registrar simplemente con unas frecuencias de transferencia de datos más altas (por ejemplo 133 MHz) para tener un rendimiento más alto que el ofrecido por el SD de cuatro bits — de todos modos, los CPUs embebidos que ya no tenían tasas de reloj más altas no habrían sido lo suficientemente rápidos como para manejar tasas de datos más altas. La asociación de la tarjeta SD dio soporte para parte de las órdenes del antiguo protocolo MMC de un bit y añadió soporte para comandos adicionales relacionados con la protección de copia.

Véase también

Enlaces externos

Atribución

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