Třída velkokapacitního paměťového zařízení USB - USB mass storage device class

USB flash disk a jeho kryt, vedle 100 milimetrového pravítka pro měřítko
USB flash disky obvykle implementují třídu velkokapacitních paměťových zařízení USB.

Třída velkokapacitního paměťového zařízení USB (také známá jako USB MSC nebo UMS ) je sada počítačových komunikačních protokolů , konkrétně třída zařízení USB , definovaná Fórum USB Implementers Forum, které zpřístupňuje zařízení USB hostitelskému výpočetnímu zařízení a umožňuje přenos souborů mezi hostitelem a zařízením USB. Hostiteli zařízení USB funguje jako externí pevný disk; rozhraní sady protokolů s řadou úložných zařízení.

Využití

Akční kamera je přístupná prostřednictvím třídy velkokapacitních paměťových zařízení

Mezi zařízení připojená k počítačům prostřednictvím tohoto standardu patří:

Zařízení podporující tento standard jsou známá jako zařízení MSC (Mass Storage Class). Zatímco MSC je původní zkratka, do běžného používání se dostalo také UMS (Universal Mass Storage).

Podpora operačního systému

Většina běžných operačních systémů obsahuje podporu pro velkokapacitní paměťová zařízení USB; podpora na starších systémech je obvykle k dispozici prostřednictvím oprav.

Microsoft Windows

Microsoft Windows podporuje MSC od Windows 2000. Neexistuje podpora pro USB dodávané společností Microsoft ve Windows před Windows 95 a Windows NT 4.0 . Windows 95 OSR2.1, aktualizace operačního systému, představovala omezenou podporu USB. Během této doby nebyl společností Microsoft (včetně systému Windows 98 ) vytvořen žádný generický ovladač velkokapacitního zařízení USB a pro každý typ paměťového zařízení USB byl zapotřebí ovladač specifický pro dané zařízení. Freeware ovladače třetích stran byly k dispozici pro Windows 98 a Windows 98SE a ovladače jiných výrobců jsou k dispozici také pro Windows NT 4.0. Windows 2000 podporuje (prostřednictvím obecného ovladače) standardní USB velkokapacitní zařízení; Windows Me a všechny novější verze Windows také obsahují podporu.

Windows Mobile podporuje přístup k většině velkokapacitních zařízení USB formátovaných pomocí FAT na zařízeních s hostitelem USB. Přenosná zařízení však obvykle nemohou poskytovat dostatek energie pro skříně pevných disků (2,5palcový (64 mm) pevný disk obvykle vyžaduje maximálně 2,5  W ve specifikaci USB) bez rozbočovače USB s vlastním napájením . Zařízení Windows Mobile nemůže zobrazit svůj souborový systém jako velkokapacitní zařízení, pokud implementátor zařízení nepřidá tuto funkci. Aplikace třetích stran však přidávají emulaci MSC do většiny zařízení WM (komerční Softick CardExport a bezplatná WM5torage). Kvůli problémům se souborovými systémy lze obecně exportovat pouze paměťové karty (nikoli interní paměť); viz přístup k zařízení níže.

Funkce AutoRun systému Windows fungovala na všech vyměnitelných médiích a umožnila úložným zařízením USB stát se portálem pro počítačové viry . Počínaje Windows 7 omezil Microsoft AutoRun na jednotky CD a DVD a aktualizoval předchozí verze Windows.

MS-DOS

Ani MS-DOS ani většina kompatibilní s operačními systémy zahrnovaly podporu pro USB. K podpoře velkokapacitních paměťových zařízení USB jsou k dispozici generické ovladače jiných výrobců, například Duse, USBASPI a DOSUSB. FreeDOS podporuje velkokapacitní paměť USB jako rozhraní Advanced SCSI Programming Interface (ASPI).

Klasický Mac OS a macOS

Apple Computer ‚s Mac OS 9 a MacOS podpora USB mass storage; Mac OS 8.5.1 podporováno velkokapacitní úložiště USB prostřednictvím volitelného ovladače.

Linux

Jádro Linuxu podporuje USB velkokapacitní zařízení od své řady 2.4 (2001) a byl vytvořen backport do jádra 2.2.18. V Linuxu, více funkcí existují kromě obecných ovladačů pro třídy USB mass-storage zařízení zařízení, včetně vtípky, opravy chyb a další funkce pro zařízení a regulátorů (funkce dodavatele povoleno, jako ATA příkaz pass-through pro ATA-USB mostů , což je užitečné pro SMART nebo sledování teploty, ovládání roztočení a roztočení jednotek pevného disku a další možnosti). To zahrnuje určitou část zařízení se systémem Android prostřednictvím podpory USB -OTG , protože Android používá jádro Linuxu.

Jiné systémy související s Unixem

Solaris podporuje zařízení od verze 2.8 (1998), NetBSD od verze 1.5 (2000), FreeBSD od verze 4.0 (2000) a OpenBSD od verze 2.7 (2000). Digital UNIX (později známý jako Tru64 UNIX ) podporuje USB a USB velkokapacitní zařízení od verze 4.0E (1998). AIX podporuje USB velkokapacitní zařízení od svých verzí 5,3 T9 a 6,1 T3; není však dobře podporován a postrádá funkce, jako je dělení na oddíly a obecné blokování.

Herní konzole a vestavěná zařízení

Na Xbox 360 a PlayStation 3 podporují většinu velkokapacitních paměťových zařízení pro přenos dat z médií, jako jsou obrázky a hudbu. V dubnu 2010 Xbox 360 (a) používal pro uložené hry velkokapacitní zařízení a PS3 umožňoval přenosy mezi zařízeními na velkokapacitním zařízení. Nezávislí vývojáři vydali ovladače pro TI-84 Plus a TI-84 Plus Silver Edition pro přístup k velkokapacitním zařízením USB. V těchto kalkulačkách ovladač usb8x podporuje aplikaci uživatelského rozhraní msd8x .

Přístup k zařízení

Malý, tenký, šedý box s datovou kartou vloženou do spodního slotu
Čtečky karet USB obvykle implementují třídu velkokapacitních paměťových zařízení USB.
Viz také: USB připojené SCSI

Specifikace velkokapacitního úložiště USB poskytuje rozhraní k řadě průmyslových standardních sad příkazů, což umožňuje zařízení odhalit svou podtřídu. V praxi existuje jen malá podpora pro specifikaci sady příkazů prostřednictvím její podtřídy; většina ovladačů podporuje pouze transparentní sadu příkazů SCSI a určuje jejich podmnožinu sady příkazů SCSI s jejich typem periferního zařízení SCSI (PDT). Kódy podtřídy určují následující sady příkazů:

  1. Redukované blokové příkazy (RBC)
  2. SFF -8020i, MMC -2 (používaný jednotkami CD a DVD ve stylu ATAPI)
  3. QIC -157 (páskové jednotky)
  4. Uniform Floppy Interface (UFI)
  5. SFF-8070i (používaný zařízeními ve stylu ARMD)
  6. Sada transparentních příkazů SCSI (k získání PDT použijte „dotaz“)

Specifikace nevyžaduje konkrétní souborový systém na odpovídajících zařízeních. Na základě zadané sady příkazů a jakékoli podmnožiny poskytuje prostředky pro čtení a zápis sektorů dat (podobně jako rozhraní nízké úrovně používané pro přístup na pevný disk ). Operační systémy mohou k velkokapacitnímu zařízení USB přistupovat jako k pevnému disku; uživatelé jej mohou rozdělit na libovolný formát (například MBR a GPT) a formátovat jej v libovolném systému souborů.

Vzhledem ke své relativní jednoduchosti je nejběžnějším souborovým systémem na vestavěných zařízeních, jako jsou USB flash disky , fotoaparáty nebo digitální zvukové přehrávače, souborový systém Microsoft FAT nebo FAT32 (s volitelnou podporou dlouhých názvů souborů ). Velké pevné disky na bázi USB mohou být formátovány pomocí systému souborů NTFS , který (kromě systému Windows) je méně podporován. Nicméně, keydrive či jiného zařízení, může být formátován s jiným souborovým systémem ( HFS Plus na Apple Macintosh , nebo ext2 na Linux nebo Unix File System pro Solaris nebo BSD). Tato volba může omezit (nebo zabránit) přístupu k obsahu zařízení pomocí zařízení používajícího jiný operační systém. Mezi možnosti úložiště závislé na operačním systému patří LVM , tabulky oddílů a softwarové šifrování.

Ve fotoaparátech, přehrávačích MP3 a podobných zařízeních, která musí přistupovat k systému souborů nezávisle na externím hostiteli, výrobci upřednostňují systém souborů FAT32. Všechna taková zařízení zastaví svůj souborový systém ( odpojí ), než jej zpřístupní hostitelskému operačnímu systému, aby se předešlo poškození systému souborů nebo jinému poškození (i když je teoreticky možné, aby obě zařízení používala režim jen pro čtení nebo klastrový souborový systém ) . Některá zařízení mají přepínač ochrany proti zápisu (nebo volitelný), který umožňuje jejich použití v režimu pouze pro čtení; tím jsou soubory k dispozici pro sdílené použití bez rizika infekce virem.

Prodejci předem naformátovaných zařízení používají dvě hlavní schémata dělení. Jeden umístí systém souborů (obvykle FAT32) přímo na zařízení bez rozdělení, takže začíná od sektoru 0 bez dalších zaváděcích sektorů, záhlaví nebo oddílů. Druhý používá tabulku oddílů DOS (a kód MBR), přičemž jeden oddíl pokrývá celé zařízení. Tento oddíl je často zarovnán s vysokým výkonem dvou sektorů (například 1 nebo 2 MB), běžných v jednotkách SSD pro výkon a odolnost. Některá zařízení s integrovaným úložištěm připomínajícím velkokapacitní paměťové zařízení USB (například přehrávače MP3 s portem USB) nahlásí poškozený (nebo chybějící) souborový systém, pokud budou přeformátovány na jiný souborový systém. Většinu zařízení s výchozími oddíly však lze znovu rozdělit (zmenšením prvního oddílu a systému souborů) o další oddíly. Taková zařízení budou používat první oddíl pro své vlastní operace; po připojení k hostitelskému systému jsou k dispozici všechny oddíly.

Zařízení připojená jediným portem USB mohou fungovat jako více zařízení USB, z nichž jedno je velkokapacitní paměťové zařízení USB. To zjednodušuje distribuci a přístup k ovladačům a dokumentaci, především pro operační systémy Microsoft Windows a Mac OS X. Takové ovladače jsou vyžadovány k plnému využití zařízení, obvykle proto, že nevyhovuje standardní třídě USB nebo má další funkce. Integrované velkokapacitní paměťové zařízení USB umožňuje instalovat další ovladače bez disků CD-ROM, disket nebo přístupu na internet na webové stránky dodavatele; to je důležité, protože mnoho moderních systémů je dodáváno bez optických nebo disketových jednotek. Přístup na internet může být nedostupný, protože zařízení poskytuje přístup k síti (bezdrátové, GSM nebo ethernetové karty). Vestavěné velkokapacitní úložiště USB je obvykle vyrobeno trvale pouze pro čtení prodejcem, což zabraňuje náhodnému poškození a použití pro jiné účely (i když při aktualizaci firmwaru může být aktualizováno pomocí proprietárních protokolů). Výhodou tohoto způsobu distribuce jsou nižší náklady, zjednodušená instalace a zajištění přenositelnosti ovladačů.

Design

Některé pokročilé příkazy jednotky pevného disku , jako je Řízení tagovaných příkazů a Nativní řazení front (což může zvýšit výkon), ATA Secure Erase (které umožňuje bezpečné vymazání všech dat na disku) a SMART (přístup k indikátorům spolehlivosti disku) existují jako rozšíření sad příkazů nízkoúrovňových jednotek, jako jsou SCSI , ATA a ATAPI . Tyto funkce nemusí fungovat, pokud jsou jednotky umístěny v krytu disku, který podporuje rozhraní velkokapacitního úložiště USB. Některá rozhraní velkokapacitního úložiště USB jsou obecná a poskytují základní příkazy pro čtení a zápis; ačkoli to funguje dobře pro základní přenosy dat se zařízeními obsahujícími pevné disky, neexistuje jednoduchý způsob, jak posílat pokročilé příkazy specifické pro zařízení na taková velkokapacitní zařízení USB (zařízení však mohou vytvářet vlastní komunikační protokoly přes standardní ovládací rozhraní USB ). Protokol USB Attached SCSI (UAS), zavedený v USB 3.0, řeší několik z těchto problémů, včetně fronty příkazů, příkazových kanálů pro hardware, který je vyžaduje, a správy napájení.

Specifické čipsety USB 2.0 měly proprietární metody dosažení průchodu SCSI, které bylo možné použít ke čtení dat SMART z jednotek pomocí nástrojů, jako je smartctl (pomocí volby -d následované „chipsetem“). Novější čipové sady pro úložiště USB podporují překlad SCSI / ATA (SAT) jako obecný protokol pro interakci se zařízeními ATA (a SATA). Používání esoterických předávacích příkazů ATA nebo SCSI (například zabezpečené vymazání nebo ochrana heslem), když je jednotka připojena přes USB můstek, může způsobit selhání jednotky, zvláště u nástroje hdparm .

Viz také

Reference

Další čtení

Z webu USB Implementers Forum:

externí odkazy