PCMCIA卡

什么是PCMCIA


PCMCIA： Personal Computer Memory Card International Association，PC机内存卡国际联合会的缩写，是一个有300多个成员公司的国际标准组织和贸易联合会，该组织成立于1989年，目的是建立一 项集成电路国际标准，提高移动计算机的互换性。这种计算机要求强度高，能耗低，尺寸小，而且对这几条性能的要求都很高。
随着便携式计算机系统（含笔记本、亚笔记本、掌上型以及PDA）的广泛应用，对便携式扩展设备的要求也越来越迫切。在扩展卡标准制定之前，计算机能采用的 周边设备（如插卡式内存和Modem等）通常都是专用的，不可换成其他厂家的类似产品。许多象Modem这样的设备更是只能插入一台特定型号的计算机，即 便同厂出品的其他型号也不能使用。通常，这些周边设备并不设计成可与其他计算机互换，而是作为一种固定设计提供，只适合最初装配的那种计算机。
因此，我们需要一种通用的扩展方法，为寻求一种工业标准，几家卡商于 80年代后期创立了“个人计算机存储卡国际协会”（PCMCIA），规定了内存卡的物理设计方案、计算机插槽设计方案、电气接口以及相关软件。制订自己的 标准时，PCMCIA采纳了“日本电子工业开发协会”（JEIDA）的一些设计思想。这两个组织都一直致力于推动现在称为“PC卡”的国际标准。事实上， 该标准最新的版本已集成了PCMCIA和JEIDA，使产品间的兼容性有了进一步的提高。PC卡现已应用于多种场合，其中包括几种类型的RAM内存、预编 程ROM卡、Modem、声卡、软盘控制器、硬盘驱动器、CD-ROM和SCSI控制器、全球定位系统（GPS）卡、数据采集卡、LAN卡、传呼机等等。 还处在发展初期，PCMCIA市场就显示出蓬勃发展的气象。
PCMCIA标准使PC卡能在多种类型的计算机中使用，无论它采用的是何种微处理器。 PC卡不仅可以插到计算机上，亦可用于其他数字化设备，如测试仪器、数码成像设备及工业控制器等等。系统制造商、周边设备制造商、零售商和系统用户均可从 中获益。 当前有三种PC卡标准，它们的长宽都是85.6×54mm2，但厚度不一样：Type I是最早的3.3mm厚卡； Type Ⅱ将厚度增至5.0mm；Type Ⅲ则进一步增大厚度到10.5mm。一段时间以来，Type I几乎只在内存设备中应用。但最近Modem 和其他设备也开始相继采用Type I标准。 Type Ⅱ是当今最占优势的一种尺寸，用于大多数设备。更厚的Type Ⅲ卡则主要用于微型硬盘驱动器，这种驱动器已变得越来越普遍。由于这三种卡共用同样的总线连接器，所以较薄的卡可顺利安装到为较厚的卡设计的插槽。
PCMCIA标准的问世已有些时日，目前已出至第三版。其间进行了大量必要的变动与改进，以适应系统和PC卡制造商不断变化的需求。 PCMCIA标准的发展已完全超出了最初定义内存卡的范围，现在包括的外设类型有:1.存储器类:硬盘驱动器、内存卡;2.接口类:CDROM/DVD接 口、并串口、扩展接口卡;3.网络通信类:以太/令牌网卡、无线/红外局域网卡、Modem卡、ISDN卡、移动电话卡;4.多媒体类:声卡、视卡、游戏 摇杆卡、电视/广播接收卡、视讯会议卡等。最早的版本是1.0，建立的标准主要面向类似现在的RAM卡那样的内存卡。2.0到2.1版则增加了“卡和插槽 服务” （Card and Socket Servicevices）软件规范、ATA和AIMS规范（ATA是“AT附件”的简称，涉及PC卡上的IDE驱动器接口；AIMS则是“自动索引海量 存储”的简称，是一种在PC卡上保存图像和多媒体数据的标准，通常用于照／摄像技术）。最新的PCMCIA版本实际叫作“PC Card Specification”（PC卡规格），有时也不十分恰当地称为“3.0版”。这一版本提供了对DMA（直接内存存取）、更高速多媒体应用、即插即 用、多功能卡以及CardBus的支持。这一版本也允许用3.3伏的逻辑电压设计PC卡和系统。由于能节省电池供电设备的能源， 3.3伏逻辑电平日趋流行。PCMCIA标准的每一次新发布，都力求做到与老版本保持向后兼容。
CardBus对PCMCIA总线结构进行了重新定义和改进，但仍可回复到以前在第1和第2版制订的标准。CardBus的主要目的是将PCMCIA总线 扩展到更高的速度，以便连接功能更强的设备，并提供对32位I/O及内存数据通道的支持。它包括了一个新的屏蔽总线连接器，且不可将CardBus卡插入 为2.x或更老版本设计的上一代系统。

PCMCIA ( Personal Computer Memory Card International Association PC机内存卡国际联合会的缩写) 是一个成立于 1989 年的国际性组织，是一个有300多个成员公司的国际标准组织和贸易联合会，其成员有Intel、AMD、IBM、Compaq和TI等国际知名公司。这个 国际性组织主要是建立一个省电、小体积的整合性电子卡片的标准，提高移动计算机的互换性。

今日焦点：
•
•
•

·		·
·		·

　　PCMCIA 推出的第一个适用于这个标准的产品 - -记忆卡。在这同时，68 pin 的规格也同时被确定下来。同时增加了插槽使用说明。生产商意识到软件需要提高兼容性，因而这项标准也就得到了相应的应用。 但现在有愈来愈多的应用程序需要大量且快速的资料存取 - 如多媒体和高速网络。为了要满足这样的需求，PCMCIA 又制定了另外二项新的规格 - CardBus 和 Zoomed Video，使得 100 Mbit 的以太网络和 Mpeg 的压缩格式得以在 PCMCIA 上实现。因为速度不断提高，PCMCIA也就一直在补充这项规范，从而提高了兼容性并考虑到了一些其它的可移动机方面的问题。除了速度上提升外， PCMCIA也开发 3.3V 的标准使得 PCMCIA 卡能更省电。

　　早期我们使用的PCMCIA卡都是16BIT，16BIT的PCcard速度较慢，单就网卡来说，就算表明了是100M的网卡，实际使用速度只有 25M左右。现在一般使用的PCMCIA卡都是32bit的CardBus卡，运行频率达到33MHz，速度已经能够满足一般局域网以及宽带应用的要求。 如果细心一点，你就发现现在笔记本上的PCMCIA插槽，有TYPEI、TYPEII和TYPEIII之分，这三种PCMCIA界面是从I一直发展到 III型，并且向下兼容，TYPEI/II就是我们平时所常见的单PCMCIA槽设计，而双槽的就是TYPEIII了。（由于笔记型计算机的快速发展，使 得对于轻、薄、短、小的扩充装置的需求大量增加。为了满足各个产品设计的需求，PCMCIA对于电子卡片制定了三种厚度的规格 - Type I、Type II和Type III。次序由小到大愈来愈厚。Type I - 3.3 MM，Type II - 5.0 MM，Type III - 10.5 MM。除了厚度之外，三种规格的卡长度和宽度完全一模一样。）

　　PCMCIA card

　　重　 量：约1盎司 约0.5盎司

　　体　 积：85.6x54.0mm 42.8x36.4mm

　　规　 格：TypeI(3.3mm)、TypeII(5.0mm)、TypeIII(10.5mm)、Card Bus、Zoom Video TypeI(3.3mm)、TypeII(5.0mm)

　　应用范围：广泛应用于笔记型计算机。一般来说较耗电，但成本较低。

　　PCMCIA插槽是笔记本电脑上最重要的设备扩展接口，可以用来插入传真卡/网卡/存储卡/声霸卡等等，一些专业杂志甚至预测PCMCIA会成为今后台式电脑、汽车以及家用电器上的标准接口。PCMCIA的主要优势是可以带电插拔，配合适当软件后可以实现即插即用。

　　虽然PCMCIA的发展前景人人看好，但目前的用户却要面对诸多问题，目前市场上的PCMCIA卡、PCMCIA插槽以及插槽驱动软件并未遵循严格一 致的标准，各厂家的产品在相互兼容性上存在问题，一般用户在购买时最好找专业的笔记本电脑销售商提供安装调试服务。每台笔记本电脑在销售时都会随机提供原 机的PCMCIA插槽驱动软件，用户应注意备份和保存，在添置PCMCIA扩展卡时，这个软件是必需的。

　　最新型的笔记本电脑，其PCMCIA插槽上如果带有"ＺＶ"标志，就表示它可以支持最新的电影解压卡以及视霸卡等与视频显示系统有关的扩展设备；如果 PCMCIA插槽上带有"CB"标志，则表示它可以支持最新的32位CARD BUS总线，PCMCIA接口的数据传输速率更高。

　　目前除了笔记型计算机可使用 PCMCIA 规格的卡片外，还有 PDA、数字相机、数字电视、机顶盒 ( set-top boxes )…等等也都有对应的产品可以使用PCMCIA规格的卡片。

　　为适应多媒体和网络等应用对高速度的需求，PCMCIA在1991年颁布了用于内存卡的68针PC卡标准的基础上，又在95年新制定了CardBus 和 ZV两种接口标准，使笔记本可以连接 PCI设备，如高速网卡、视频捕捉／视讯会议卡、 SCSI卡等。下面两篇文章将分别说明 CardBus和 ZV标准的内容。

　　CardBus接口简介

　　CardBus是PCMCIA推出的下一代高性能32位总线主控接口。它使现在只在桌面和较大系统上才拥有的高级功能可以移入CardBus卡，从而可以用在移动环境下。为CardBus开发的新功能也可用于32位桌面系统，如果它们装备了CardBus插槽的话。

　　CardBus接口的特性

　　CardBus给PC卡增添了多种重要功能，并与新PC卡标准的新功能兼容。CardBus接口的特征和功能包括32位的地址和数据，33MHz的工作频率和总线主控操作。

　　·CardBus接口支持高达33MHz的运行速度，为扩展PC卡用户现有应用创造了条件。

　　·CardBus接口支持以任何组合形式实现多个总线功能。总线主控功能可为处理器分担任务，有利于在多任务环境中改善系统的吞吐量。

　　·CardBus支持PC卡现有的音频数字波形(ADW)模式和新的脉宽调制(PWM)模式。在CardBus中可以选用这两种模式中的任何一种，但 使用前须得到系统软件认可。PWM音频的工作范围远好于ADW音频。尽管在定义CardBus时考虑到了系统平台的独立性，但该接口是为32位系统设计 的。用16位总线的系统从这种接口获益很小。CardBus规格使系统间的互换性大大加强。

　　CardBus工作原理

　　CardBus接口的信号传输协议起源于PCI局部总线信号传输协议。两者有某些区别，但大多数功能具有相同的操作。

　　CardBus软件模型可与16位PC卡共享。由于其32位的Card Services(卡服务)接口也是为16位PC卡定义的，因而这个接口可用于兼管CardBus卡和非CardBus卡。

　　由于CardBus卡和插槽使用了为3.3伏卡定义的低压键(low voltage key)，CardBus卡必须设计成使用3.3伏或更低电压值，这使系统能耗降低，电池寿命延长。

　　在起初的加电或复位操作中，必须限制CardBus卡的用电，以保证能从CardBus卡中读出信息，并从而判定系统能否提供充足的电源和其它硬件资 源，保证CardBus卡正常工作。加电电源的限制可防止电池过大的瞬时电流消耗，而且在不能提供操作需要的功率时做到平稳地拒绝CardBus卡。

　　CardBus插槽应按照宿主系统提出的条件接受和支持所有16位PC卡。CardBus接口支持卡的热插拔。当卡未插入时，插槽必须断电，而当插入卡后，插槽就加电。对用户来说，这就像热插拔一样。

　　适配器

　　如前所述，CardBus还必须支持非CardBus的PC卡。当一块卡插入插槽时，PC通过询问确定其是否需要CardBus支持，然后根据情况加上适当的电源和其它资源。这样可以防止插入板卡受损。

　　设计了卡检测/电压检测(Card Detect/Voltage Sense)算法。所有的CardBus和低电压非CardBus卡都支持这一算法。它使CardBus适配器能识别任何插槽中的任何PC卡。适配器提供 的信息使相应的软件能判定被插入的卡是否能得到支持，如果不能则平稳地拒绝它。

　　系统软件

　　不管一个适配器是否支持CardBus，都将提供插槽服务(Socket Services)软件。但不同的适配器设计要求不同的Socket Services实现方案。单一宿主机系统可包含支持和不支持CardBus的适配器。因此，相应的Socket Services处理程序也可以同驻在同一个单宿主机系统。所有适配器只需要很少的Socket Services功能。

　　卡服务(Card Services)软件用于提供有关所有PC卡的特定功能和状态的简要信息。当只要求支持CardBus时，CardBus只须作少量的修改。但当要求为 CardBus和非CardBus提供完全的兼容性时，在Card Services内部要作重大修改。

　　配置

　　当检测到有一个PC卡插入时，PC将建立PC卡需要的电压和信号传输协议。如果系统支持卡的电压和其它要求，PC将提供合适的信号传输协议和电压；否 则，用户将被告知该卡不能在此系统中工作。一旦一个卡被识别，插卡只能获得有限的电流，以防电池电流过大。也可以由通用的电路来实现配置操作。 CardBus接口还为多功能CardBus卡提供支持。