Pytanie:
Czy można zbudować domowe urządzenie magazynujące?
biloon
2011-05-28 14:18:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Z tego co wiem, dysk twardy jest oparty na technologii nagrywania magnetycznego. Moje pytanie brzmi, czy można stworzyć urządzenie pamięci masowej od podstaw (USB, HDD itp.)? Chętnie po prostu wypróbuję zbudowanie urządzeń elektronicznych ...

Możesz spróbować stworzyć pamięć USB. Na przykład weź układ konwertera USB na port szeregowy, mikrokontroler i trochę pamięci $ I ^ 2C $. Możesz wtedy napisać program, który będzie komunikował się z mikro i zapisywał do pamięci i czytał z niej. Po prostu nie oczekuj, że pojemność i prędkość będą zbliżone do komercyjnego dysku flash USB. Mimo to da ci to punkt wyjścia.
Co właściwie planujesz zrobić? Zbuduj fizyczny nośnik danych od podstaw, czy wykorzystaj istniejącą fizyczną pamięć masową i po prostu wykonaj interfejs? Z jakimi rzeczami chcesz go połączyć? PC czy mikrokontroler czy co?
Nowoczesne dyski twarde i technologie pamięci są bardziej zaawansowane i oparte na wielu patentach i tajemnicach technologicznych.Możesz włamać się na dysk twardy przez JTAG i bawić się nim, a następnie zacząć czytać patenty i włamać się do ich oprogramowania.W ten sposób możesz nauczyć się o zintegrowanych technologiach poprzez działanie.
Możesz wybrać płytę łupkową z kamieniołomu i zdrapać na niej dowolne dane, które chcesz przechowywać.
Pamiętaj, że USB nie jest typem urządzenia do przechowywania danych.To protokół przesyłania danych.Niektóre urządzenia pamięci masowej obsługują standard USB, ale wiele urządzeń obsługujących tę technologię nie jest urządzeniami pamięci masowej.
@StandardSandun Tworząc coś samodzielnie, nie spodziewałbyś się, że zrobisz to tak dobrze, jak te profesjonalne, ale masz nadzieję, że zbudujesz coś działającego i nauczysz się czegoś z tego.
Gdybym miał majsterkować od zera, zajrzałbym do czegoś podobnego do technologii płyt winylowych, zanim przyjrzałbym się technologii przechowywania magnetycznego i użył elektroniki jako interfejsu.Prawdopodobnie nie byłoby tak dobrze, gdybyś musiał móc przepisać rzeczy.
Dziesięć odpowiedzi:
user3624
2011-05-28 19:19:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Tak, możesz to zrobić - ale jest to trudne i nie będzie dużo przechowywać. Myślę, że utrudnia to to, że aby to działało, trzeba znać wiele bardzo wyspecjalizowanych dziedzin. Rzeczy takie jak: oprogramowanie, przetwarzanie sygnałów, elektronika, elektromagnetyzm, obróbka metali, silniki / przekładnie / itp. Oraz materiałoznawstwo (trochę jak chemia). Chociaż nie jest to niemożliwe, rzadko można znaleźć kogoś biegłego we wszystkich tych dziedzinach.

Jeśli chcesz to ułatwić, polecam zacząć od standardowego odtwarzacza / nagrywarki kasetowej. Wyrwij całą elektronikę i zachowaj silniki, przekładnie, elementy mechaniczne i głowice odczytu / zapisu / kasowania. Następnie dodaj z powrotem swoją własną elektronikę. Wciąż stwarza to wiele wyzwań, ale szanse na sukces rosną. Następnie, jeśli wykonasz tę pracę, możesz wziąć zdobytą wiedzę i przejść na dysk twardy lub coś w tym stylu.

Jeśli wybierzesz trasę kasety magnetofonowej, wspomnę, że jeśli wygooglujesz, że znaleźć wiele stron, które robią coś podobnego, ale bez zbytniego modyfikowania odtwarzacza. Robią to poprzez modulowanie danych w coś, co przypomina dźwięk i może być przechowywane jako dźwięk. Nie to polecam. Jeśli wyrwiesz wnętrzności odtwarzacza / nagrywarki, możesz mieć bezpośrednią kontrolę nad silnikami i głowicami, co otwiera wiele możliwości.

Dyski twarde będą trudniejsze, głównie dlatego, że musiałbyś dowiedzieć się, jak zrobić talerze dysku twardego. To znaczy, trzeba zrobić nośnik magnetyczny i jakoś równomiernie rozłożyć go na „podstawie” szklanej lub aluminiowej płyty. Robienie głów też nie jest łatwe.

Powinienem jednak zaznaczyć, że czysty pokój nie jest wymagany. Pamiętam, jak bawiłem się „wymiennym dyskiem twardym” na komputerze DEC PDP-8. Zamiast wyjmować cały dysk, wyjąłeś tylko talerze. Talerze miały około 12 cali średnicy i były umieszczone w czymś w rodzaju tupperware, w którym można było nosić ciasto. Około 6 talerzy na pojemnik. Przed włożeniem talerzy do napędu musiałbyś je wyjąć z Tupperware. Był duży i nie przechowywał dużo, ale nie było też czystego pokoju. Nie zrozum mnie źle, nowoczesne napędy wymagają czystego pomieszczenia. Ale majsterkowicz ma niewielką lub żadną nadzieję na zbudowanie nowoczesnego dysku w swoim domu, więc nie stanowi to problemu.

Inną interesującą formą przechowywania danych jest „napęd” światłowodu. Światłowód przemieszcza się w przybliżeniu 6 cali na nanosekundę. Więc jeśli masz światłowód o długości 100 stóp i przesyłasz dane z prędkością 1 Gb / s, to naprawdę przechowujesz w nim 200 bitów danych. Włóż światłowód na kilka kilometrów, a będziesz mógł przechowywać ledwo użyteczną ilość danych. Skonfiguruj nadajnik i odbiornik światłowodowy, aby cokolwiek zostanie odebrane, zostanie ponownie przesłane, a dane będą po prostu recyrkulowane bez końca. Niektóre dodatkowe rzeczy pozwolą ci wtedy na odczyt / zapis danych.

Prawdopodobnie najbardziej użyteczną i najmniej satysfakcjonującą rzeczą do zbudowania byłby dysk USB. Zasadniczo kupujesz chip flash i chip kontrolera, łączysz je ze sobą i gotowe. Żeby było trochę trudniej, wymień układ kontrolera na mikrokontroler i napisz dużo oprogramowania. Moim zdaniem nie jest to zbyt interesujące. Nie sądzę, by zapewniało to takie samo poczucie spełnienia, jak inne podejścia - mimo że wydajność i pojemność byłyby w ten sposób najwyższe.

o HDD PDP-8. Tak było wtedy, dzisiejsze gęstości danych są znacznie wyższe, więc głowica musi lecieć znacznie bliżej powierzchni talerza, zwykle 1 um. Twardy pył o wielkości 1 µm może rozbić głowę.
Czy współczynnik załamania światła dla włókna (zarówno szkła, jak i plastiku) nie wynosi około 1,5? To dałoby prędkość światła 8 cali (20 cm) na nanosekundę.
@stevenvh Wow, twardy tłum! Chociaż gęstość danych na nowoczesnych dyskach jest wysoka, a wysokość głowicy jest bardzo niska, nie mówimy o nowoczesnym dysku. Mówimy o czymś, co ktoś zbudował w ich domu. Używając PDP-8 jako punktu odniesienia, wątpię, czy ktokolwiek może zbudować tak dobry HDD w swoim domu. Przynajmniej nie za pierwszym lub drugim podejściem. Tak więc mój punkt widzenia jest ważny. Nie potrzebujesz czystego pomieszczenia podczas tworzenia dysku twardego od podstaw. A jeśli chodzi o prędkość propagacji we włóknie: jesteś po prostu pedantyczny. :)
Nie jestem pewien, czy wiele można by zyskać, wymieniając elektronikę w magnetofonie; nadal będziesz musiał modulować i demodulować strumień danych i nadal będziesz mieć przepustowość ograniczoną prawdopodobnie do niewiele więcej niż audio przez głowę. Możesz być trochę lepszy z bardziej wyszukanymi wzmacniaczami i przyspieszeniem tej taśmy. Chcesz dużo przechowywać? Użyj magnetowidu zamiast magnetofonu.
@Chris Statton Wymieniając elektronikę możesz wykonać: Automagiczne wyszukiwanie (użyj jednego z kanałów jako indeksu, zapisz dane w drugim kanale, a następnie automatycznie FF i RWD, aby znaleźć miejsce przechowywania danych). Zastąp normalne odchylenie taśmy własną modulacją, aby zwiększyć gęstość pamięci. Uruchom silniki z większą prędkością, aby uzyskać wyższe szybkości transmisji danych. Dokładniejsza kontrola głowicy kasującej umożliwia bardziej selektywne zapisy. Itp.
Axeman
2011-05-28 20:02:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pamięć z rdzeniem ferrytowym można w całości kupić w domu bez specjalistycznego sprzętu lub części elektronicznych ...

Pewien rodzaj pamięci na nośniki magnetyczne o niskiej gęstości można również zbudować bez niestandardowych części.

To pomysł, ale nie chciałbym myśleć o tkaniu czegoś większego niż 8-bajtowa pamięć :-)
@Federico A co z 32-bitową osłoną Arduino? :-)) http://www.corememoryshield.com/report.html
Budowa dużego dysku twardego o małej gęstości może być zabawnym projektem.
@Axeman: Zastanawiam się, czy rdzenie mogłyby być niezawodnie napędzane 2/3 prądu "przełączania" bez przełączania, a jeśli tak, to czy zostało to wykorzystane? Wydawałoby się, że powinien być możliwy dostęp do 256 bitów przy użyciu 12 przewodów (4x (4 + 4) x (4 + 4)) i adresowania „potęga-dwóch” lub 880 bitów (cztery razy (12 wybierz 3) ), jeśli można zastosować dowolne kombinacje przewodów sterujących.
@ChrisStratton - coś takiego [to] (https://www.youtube.com/watch?v=CBjoWMA5d84)?
stevenvh
2011-05-28 14:26:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dysk twardy nie jest dobrym pomysłem na projekt DIY. Potrzebujesz wielu specjalnych części, które nie są dostępne dla majsterkowiczów, takich jak cewka drgająca, talerze i głowica magnetyczna. Potrzebowałbyś również warunków w pomieszczeniu czystym. I oczywiście chodzi o mechanikę o wysokiej precyzji.
Ponadto, gdyby udało Ci się ją zbudować, kosztowałoby to prawdopodobnie od 10 do 100 razy więcej niż płacisz za produkt komercyjny.

Kiedyś przyjechałem do przyjaciela, który wykonywał operację na otwartym sercu na dysku twardym, siedząc przy kuchennym stole z popielniczką obok otwartego dysku :-)
@Federico - Tak, tyle jeśli chodzi o warunki w pomieszczeniach czystych ... :-(
Zdarzają się awarie dysku twardego, w przypadku których otwarcie go, naprawienie problemu, a następnie _ natychmiastowe_ skopiowanie go na dobry dysk jest pragmatycznie rozsądną alternatywą. Pamiętam, że kiedyś uruchomiłem złom <20mb dysku, który "wydawał się" działać przez kilka godzin, ale myślę, że nie, kiedy spróbowałem go ponownie kilka dni później.
@stevenvh Mechanika o wysokiej precyzji?Nie mam pojęcia, co to za mechanika.Czy odnosisz się do tych MEMS, takich jak nanotechnologiczne siłowniki?Czy MEMS jest używany w konstrukcji dysku twardego? System cewki drgającej to coś więcej niż system sprzężenia zwrotnego, jak już myślałem.Po prostu przeczytaj tylko kilka patentów, a jak czytam gdzieś sieć neuronową i metodę sieci byasian do kalibracji tej głowicy.Nie czekaj, aby uzyskać więcej informacji na temat mechaniki precyzyjnej.
@StandardSandun: Nie wiesz, czym jest mechanika precyzyjna?A co z częściami, które są obrabiane do pracy z dokładnością lepszą niż 1/100 mm?
kingchris
2011-05-28 23:14:42 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Szalony pomysł

Jeśli naprawdę się nudzisz. Możesz zagłębić się w przechowywanie organiczne. Wolna, ale ogromna pojemność.

Dysk twardy E Coli

supercat
2011-05-30 04:09:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli Twoim celem jest zbudowanie czegoś ciekawego, a nie praktycznego, istnieje wiele sposobów przechowywania informacji w formie elektronicznej, zgodnych z „DIY”. Chociaż jest niezwykle wątpliwe, aby można było osiągnąć cokolwiek przypominającego wydajność ekonomiczną, jest całkowicie możliwe, że dzięki nowoczesnej technologii można osiągnąć poziom wydajności niektórych technik, który byłby znacznie wyższy niż można by było osiągnąć za kilka lat temu z podobnymi technikami.

Na przykład interesujące może być granie z akustycznymi liniami opóźniającymi. Ogólnie rzecz biorąc, ich wydajność była ograniczona przez fakt, że sygnały rozchodzą się do pewnego stopnia, gdy przemieszczają się wzdłuż linii; jeśli ktoś spróbuje zwiększyć przepustowość, bity mogą zlewać się ze sobą, zanim dotrą do odległego końca. W czasach, gdy do przechowywania wykorzystywano linie opóźniające, byłby to absolutny czynnik ograniczający. Jednak przy dzisiejszych procesorach DSP możliwe jest zrekonstruowanie fal, które byłyby nieczytelnie rozmazane kilka dekad temu.

Nie jestem pewien, ile bitów można by przechowywać w czymś takim jak pogłos sprężynowy, ale może być ciekawie zagrać z jednym i dowiedzieć się.

Aby uzyskać naprawdę długą linię opóźniającą, użyj geosynchronicznego comsata ... lub repeatera na Księżycu.
WingLAbs
2015-02-26 22:25:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zawsze jest pamięć bębna. Zupa może być owinięta drutem magnetycznym lub taśmą klejącą pokrytą rdzą. Następnie dodaj mały silnik A / C i przekładnię, aby przesuwać bęben po jednym słowie, umożliwiając bardzo precyzyjną kontrolę. I wreszcie jedna lub więcej głowic odczytujących, składających się z ferromagnesu w kształcie litery C owiniętego drutem. Ferryt był generalnie używany do tego typu głowic, ale może stal lub żelazo też się nada.

A jeśli wszystko inne zawiedzie, zawsze jest bęben papierowy: papier z otworami owinięty wokół bębna. Nałóż ładunek na bęben, a drugi ładunek do "głowic czytających", a to tworzy prostą pamięć ROM.

Toby Jaffey
2011-05-29 03:08:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Możesz zrobić taśmę magnetyczną z taśmy klejącej i rdzy.

http://www.youtube.com/watch?v=YFRkhUMYiaY

Nathan
2017-02-08 06:00:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Axeman pobił mnie, sugerując pamięć magnetycznego rdzenia. Dodałbym, że jeśli szukasz stałego magazynu (ROM), możesz zbadać „rdzeń pamięci linowej”. Może to być przydatne do „cienia kodu” w bardzo małym projekcie, w którym trwale zakodowana pamięć ROM zawierająca instrukcje kodu jest ładowana do pamięci RAM podczas uruchamiania.

Zarówno rdzeń magnetyczny, jak i lina rdzeniowa są koncepcyjnie podobne, chociaż działają inaczej. pierścienie ferrytowe w pamięci rdzenia magnetycznego działają poprzez łatwą zmianę ich polaryzacji (północ-południe). To przełączanie odbywa się za pomocą pary przewodów przenoszących prąd przez środek pierścienia ferrytowego. Biegunowość wskazuje stan pamięci binarnej, a następnie przewód czujnika odczytuje stan. Liny rdzeniowe działają bardziej jak małe transformatory: przewód adresu danych jest zasilany, a każdy rdzeń powiązany z tym adresem będzie zasilany energią. Funkcjonalnie do każdego adresu można podłączyć 8 rdzeni, a poprzez zasilenie poszczególnych adresów można odczytać 8-bitową wartość binarną „przechowywaną” pod tym adresem.

Technologie te zostały użyte w projekcie Apollo. Chociaż mają mało miejsca na wolumin, chodzi o to, że odpowiadają na twoje pierwotne pytanie; można je zbudować całkowicie od podstaw. Widziałem grupy zajmujące się tworzeniem własnych (myślałem o zrobieniu ich samodzielnie jako pomoc w demonstracji / nauczaniu). właściwa kolejność; każda liczba jest następnie wyświetlana przez zasilenie każdego „adresu” od 0 do 9. http://hackaday.com/2013/10/09/making-a-core-rope-read-only-memory/

Jeśli jesteś bardziej zainteresowany po prostu budowaniem pamięci funkcjonalnej dla odrobiny praktyki elektronicznej, są opcje; rodzina mikrokontrolerów STM32F4 może być zaprogramowana jako urządzenie typu „USB-on-the-go”. Możesz wtedy zdobyć kilka układów pamięci flash SPI (kilka Kb do kilku Mb) i używać STM32 zarówno jako urządzenia USB, jak i sterownika do przechowywania / odczytu z układu pamięci. STMicro produkuje płytkę „F4 discovery”, która jest dostarczana z odpowiednim portem USB podłączonym do USB-OTG. Gdy zaczniesz przyglądać się protokołowi SPI, zobaczysz, że każdy układ wykorzystuje te same 3 przewody do przesyłania danych i oddzielny dedykowany przewód wyboru chipa: budowanie własnej pamięci USB o pojemności 16 MB przy użyciu czterech układów SPI 2 MB i przełączanie tego używany w oprogramowaniu byłby doskonałym narzędziem do nauki, choć trochę zaawansowanym.

Podobny projekt można by wykonać z mikrokontrolerem Arduino lub Picaxe (dużo łatwiejszym w programowaniu niż STM32, ale nie tak potężnym). Prosty projekt Arduino, który pobiera dane z portu szeregowego i przechowuje je w pamięci SPI, nie powinien zająć więcej niż kilka dni, zanim zacznie działać.

Axeman pokonał cię o 6 lat.xD
Anonymous Coward
2015-08-09 19:08:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wymyśliłem wariant usuwania 5s, aby niezależnie kontaktować się z linią opóźniającą, wykorzystując efekt wygaszanej w podczerwieni fosforescencji w materiale ZnS glow in the dark (GITD). Moje badania sugerowały, że pojedynczy talerz z 16 diodami UV SMD 16 fotodiod dostrojonych do zielonej emisji (wykonalne) i pojedynczy wygaszacz podczerwieni 300 stopni dalej w kierunku obrotu z analogowymi układami scalonymi do odświeżania danych mogą potencjalnie przechowywać zaledwie 500 MB, gdyby celem było przechowywanie danych przez minutę na raz i ciągłe odświeżanie z pamięci zewnętrznej (np. zakresu itp.) W przypadku czegoś takiego jak klucze szyfrowania byłoby idealne, ponieważ oryginał mógłby być na papierze, a następnie zniszczony itp.

Jason Skidmore
2020-01-13 02:58:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Możesz wziąć stary odtwarzacz DVD i przepisać oprogramowanie do przechowywania danych w pamięci flash NAND, w której system operacyjnydla odtwarzacza DVD (system operacyjny jest zwykle napisany w języku JAVA).

OP chce ** utworzyć ** urządzenie pamięci masowej od podstaw, a nie ponownie używać istniejącego.I czy masz jakiś cytat ze swojego stwierdzenia, że system operacyjny jest „zazwyczaj napisany w Javie”… to mnie bardzo zaskakuje.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...