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适于AV设备的HDD技术与市场
内容导读:
数字化AV设备发展神速,尤其是便携式数字化AV设备可以随身携带,已成为一种时尚新产品,受到年轻人的青睐。随着便携式AV设备的发展,把小型硬磁盘驱动器HDD(Hard Disk Drive)用于视频记录机或音频播放机等机器,作为视听设备的外存储器应用十分盛行,具体的应用方法,形形色色,不一而足。

  东芝数字化媒体网络公司为适应这种发展需求开发出一种超小型、轻便且大存储容量的1.8英寸HDD,叫作Mobile Disk。该HDD可装配在Ⅱ型PC卡(PC Card TypeⅡ)里,具备2GB的存储容量,而且接插方便,堪称是大容量可交换记录媒体。本文介绍这种有很好发展前景的超小型大容量HDD的市场定位和雄厚的技术背景,供读者参考。

 

市场

  众所周知,东芝是世界上著名的笔记本PC机大厂商之一,其产品销往世界各地。东芝媒体网络公司推出的Mobile Disk新产品,自然是定位于笔记本、亚笔记本、手持式PC机、穿戴式PC机(Wearable Computer)以及多功能PDA市场。但是,作为大批量生产的1.8英寸HDD PC卡新产品,仅限定于便携式电脑市场无疑是太狭小了。因此,东芝媒体网络公司将便携式数字化AV设备作为其更大的市场,试图把Mobile Disk新产品作为便携PC机和数字化AV设备之间桥接媒体,努力开拓这一新市场。Mobile Disk小巧且大容量,每存储位单价远比半导体存储器低廉,非常适合于作为数码摄像机、数码相机和小型音频播放机等便携式AV设备的数据可交换的随机存储器。东芝媒体网络公司这一举措一旦获得成功,必然通过Mobile Disk这种桥接记录媒体把包括IMT-2000智能化手机在内的各种便携电脑市场和便携式数字化AV设备市场连接起来。于是,Mobile Disk产品既可以供应便携式电脑用户需求,又可以满足广大便携式AV设备用户需要,市场范围空前扩大。

 

技术

  1.8英寸HDD PC卡新产品上市并非偶然,而是历史的必然。早在二十世纪九十年代,美国Integral Peripherals公司和Ministor Peripherals公司都曾发表过1.8英寸HDD PC卡产品,美国HP公司还曾开发出1.3英寸HDD等便携式磁记录媒体,但都因为应用环境不具备而纷纷下马。当然,那时的磁记录技术并未像现在这样成熟,也是导致失利的原因之一。现在,人们已开始跨入网络文化时代,应用环境发生重大变化,迫切急需便携式磁记录媒体。从磁记录技术发展方面看,现在可用最新的2.5英寸HDD的实用化技术装备1.8英寸HCC PC卡,详见表1所示。

  从表1可以看出,HDD的面记录密度由于磁头媒体的电磁变换特性、信号处理技术和纠错技术的进步而增长迅速,面记录密度的年增长率约为100%。此次开发的Mobile Disk,只是利用以往2.5英寸的成熟技术(面记录密度较低),在小型化、耐冲击性和低功耗等适应便携性要求的新技术方面进行了开发,旨在提高这种便携式记录媒体产品的可靠性。

1. 小型化的设计

  Mobile Disk安装在仅有5×54×85.6mm3的PC Card TypeⅡ里,需要一系列的小型化技术支持。这种1.8英寸HDD的电子元器件和结构零件,都必须小型化、公差配合需要十分精密。例如,所用的印刷电路板厚度仅为0.45mm,LSI电路采用厚度约为0.5mm的BGA封装;于是,把电路板和电子元器件组装起来,其厚度仍然不超过1mm。结构零件固定用的底座采用专门开发的板材(由铝压铸材料进行冷轧而形成的)制作,最后总装配后仍控制在PC Card TypeⅡ规格尺寸内(厚度低于5mm)。

2. 耐冲击设计技术

  为提高非工作时Mobile Disk的耐冲击性能,采用一种把磁头臂移出盘片上空区域后固定起来的机构,可有效防止磁头撞伤盘片表面的事故。当主轴电机处于停止状态时,磁头可固定在这种机构上不动;当主轴电机拖动磁盘片旋转时,可将磁头移回盘片表面的上空,可自由地进行读出/写入操作。这样一来,Mobile Disk非工作时,耐冲击性可达9800m/s2。

  主轴电机的轴承,采用高精度的滚珠轴承。考虑到,当有大的冲击时轴承将要受伤,电机旋转精度和磁头定位精度都要受影响,而且导致噪声增加等不良影响。轴承选择特意利用2.5英寸HDD主轴电机轴承,试图增加负载能力;同时,采用内齿轮(inner-rotor)型的电机结构,以求降低转动惯量。由于这些措施,使Mobile Disk在工作时可承受1470m/s2的冲击。

3. 低功耗技术

  为了使Mobile Disk实现低功耗化,IC和晶体管电路一律采用低压(3.3V)供电,使之降低功耗。Mobile Disk 作为一种桥接记录媒体,可能会同很多机器实现连接,为此,设计时考虑到使两种电压(3V或5V)都能供应电力。例如,专门开发一种高效率扁平电机(用作主轴电机和磁头驱动电机),由3V电压供电时也能获得很好的性能。

4. 接口技术

  为了使Mobile Disk可以获得广泛应用,它备有ATA接口和PC卡接口。例如,把Mobile Disk作为设备内置的HDD时,可以利用ATA接口。这种Mobile Disk安装在PC卡上成为1.8英寸HDD PC卡时,它只插入PC卡插槽中应用,于是可选用PC卡模式。

 

前景

  PC卡尺寸的超小型大容量Mobile Disk发展方向有两个,一是用作便携电脑的外存储器,由于Mobile Disk比现行的2.5英寸HDD具备小型、耐冲击性和低功耗的优点,进一步提高存储容量和读写能力,可以同现行的2.5英寸HDD一比高低。另一个发展方向是在存储容量和数据吞吐能力方面作出某种程度的牺牲,而在耐冲击性和低功耗化方面下工夫,努力提高便携性能。特别是把1.8英寸HDD PC卡作为便携式机器之间桥接媒体,如像用于数码摄像机之类的便携式AV设备时,它必须是彻底的低功耗化产品。否则,因为便携式AV设备的供电电池使用寿命很短,影响携带应用。又因便携式AV设备本身的体积有限,因此Mobile Disk还将要加速小型化,以便适于携带应用。

  从技术发展的角度观察,现有技术将能为Mobile Disk产品发展和应用提供足够的技术支持:(1)微型化组装技术迅猛发展——现代半导体工艺技术,薄膜和厚膜技术以及无铅化焊接技术乃致微型化封装技术发展迅猛,将使电子元器件进一步微型化,高密度组装可使电子系统不断小型化。例如,利用上述的综合技术,可使电子器件零部件小型化,高效率化(低功耗),利用先进的控制IC技术开发出HDD的电力管理子系统降低Mobile Disk的能耗。(2)磁记录技术仍在发展——TDK公司公布的市场技术报告表明,HDD的面记录密度仍以60~100%的年增长率持续增长;到2003年,HDD的面记录密度将达到100Gbit/in2,预计,到2008年,将达到Tbit/in2。也就是说,整个HDD产业界的技术正在快速发展,无疑Mobile Disk也将相应地获得新磁记录技术的支持。

  如今,面对形形色色的便携记录媒体产品,已有生产厂家和广大用户公认的评价标准:

● 每1MB记录媒体的单价;

● 由记录媒体构成的记录设备价格;

● 记录设备的电力消耗;

● 对记录设备进行写入时的实际数据传送速度。

  从表1所示的1.8英寸HDD PD卡技术规范可知,已充分考虑到低功耗和工作时的耐冲性等关键因素,而且Mobile Disk具备每1MB单价的绝对优势。Mobile Disk是大批量产品,将来设备价格也必然逐年下滑。更重要是应该看到,Mobile Disk并不是同各种各样的快闪存储器在市场上进行争夺的新产品,而是相互补充,成龙配套的产品。

  Mobile Disk作为实用的桥接媒体使用,各种快闪存储卡都是不能比拟的。因为它能存储任何数据,有2GB的大存储空间。它作为亚笔记本PC机和多功能PDA的外存储器,无论携带到哪里,其存储容量都是足够用的。

  在PC机和数字化AV设备里只要备有PC卡插槽,应用Mobile Disk就极为简单,一插了事;因为Mobile Disk里可以容纳系统软件OS和应用软件以及各种数据,可供自由调用。Mobile Disk所能存储的数据很多,PC机的数据自不待言,数码摄像机摄制的数字化图像数据,数码相机拍摄的照片数据和数字化的音乐数据,在Mobile Disk里都能自由地存取。因此,便携电脑和Mobile Disk组合成视频和音频信息播放机是非常容易的,把Mobile Disk作为活动图像或静止图像乃至音乐数据的数据库,可供随时查找数据。

  在网络时代,一切信息固然可由网络实时地进行下载和自由传送,但是,网络的带宽毕竟是有限的,利用网络传送大量信息的费用可观。因此,Mobile Disk作为可交换的记录媒体,在网络时代仍能发挥出辅助数据交换作用,并且经济实惠。综上所述,可以肯定地说,Mobile Disk是具有光辉的发展前景的新产品,值得引起关注。

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来源:今日电子 作者:王耘 时间:2001/11/1 0:00:00
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