U盘的使用寿命到底有多大？
(1)U盘的由来
名词搜索：USB、NAND FLASH，ECC校验，FAT文件系统。
提示：因为是技术讨论，必然要提及一些专业名词，限于篇幅，我无法把一些很基本的名词都在博文里面解释清楚，不过我想这并不是一个问题，因为，外事不决问google，内事不决问baidu，大家都有办法找到这些名词的公认的解释的。
说起U盘，另外一个产品MP3不得不提。因为MP3也都具备U盘的数据存储功能，所以本文讨论的数据存储的问题，也都适用于MP3（当然是使用Flash的MP3）。SD卡跟U盘使用相同的存储介质，只是接口不同，后文谈到的文件读写原理，也是适用的。
一个新兴事物的诞生，必然会引发很多口水，专利之战，不仅与荣誉有关，更牵扯到巨大的商业利益。
技术人员一定要关心专利，这样才能保护自己的合法权益，当然，专利这个东西从他的诞生开始也是伴随着口水的。专利保护对于社会的进步是利大还是弊大？这个话题实在是太大了，我都不敢讨论的。
U盘的专利之战，现在公认的结果是朗科赢了。但是，市场上的情况，似乎还是百花齐放。但正因为是百花齐放，所以才造成了U盘产品的良莠不齐，才造成了消费者的困扰，才促使我写下这篇文章。
U盘，闪存盘，从名称上简单的讲，就是使用NAND FLASH为存储介质的数据存储设备，它利用USB接口和计算机相联接。
U盘的诞生，大概要从1998年算起吧，我99年才参加工作，对这个源头没有自己亲身的经历，所以就不能细说了。U盘刚出现在市场的时候，容量很低，价格也很贵，这个事情我是可以解释的，一个是新兴事物缺乏竞争，另外一个原因就是NAND FLASH那个时候由于工艺才开始发展，价格就很贵。
现在就不同了，经过10年的发展，NAND FLASH的单颗容量和价格已经能够被市场接受了。顺便说下，现在的SSD，固态硬盘，也是使用NAND FLASH作为存储介质的，主流容量已经达到520GB左右了，价格大概在2、3000元，你们可以计算下，现在的主流8G容量的U盘，其实成本已经很低了。
U盘的接口，USB，我不想多说了，反正支持USB2.0已经是主流了，都是标准参数，没啥好说的。
存储介质，NAND FLASH，原理大家自己在网上搜吧。我想说的是，NAND FLASH的发展有两个阶段，第一个阶段是小容量的颗粒封装，64MB以内的吧，他的最小读写单位Page是512Byte；后来发展到新阶段，large page，2KB。特别说明这个数据，是为了后面讲到FAT文件系统的时候，还能回想到这个数字。page是nand flash的读写单位，它还有一个概念block，是擦除的最小单位，针对large page，他的大小是128KB。
NAND FLASH必须先擦后写！哪怕是仅仅将某个bit从1改写为0，都必须在干净的page中写入！
我强调这一点，是因为我也曾有过这种偷懒的想法，当然，我仅仅是在试验阶段有过这种做法，后来做产品，我还是老老实实的用ECC校验了。
既然我有过这种冲动，那么我想肯定就会有其他的开发人员也会有这种想法，甚至不排除已经有人用在产品上了！
我必须告诫我的同行们，万事没有侥幸！不管“位翻转”的概率有多小，我们都不能忽略它的存在！只要NAND FLASH的data sheet一天没有取消ECC的说明，我们都应该严格按照产品的说明书来做事情！
一个人或一个组1、2周的测试时间，不能说明任何问题，要知道你的顾客是上百万的，他们的使用时间是几年，再小的概率，都会出现！
如果出现这种偷懒的做法，造成了产品质量的下降，我想，这是我们这个行业的“三聚氢胺”！
有了接口和存储介质，另外一个关键的部分就是读写控制芯片！硬盘、SD卡也是有读写控制器的，这就说明了一个问题，计算器主机的操作系统，是不会考虑到所有外部设备的特性的。自己的事情自己做，设备必须做好自己的事情。
我做过的用手机或者PDA实现U盘的产品方案，都是用软件来实现读写控制的。所以，我并不清楚U盘的读写控制芯片，是厂家自己设计的，还是说有半成品的设计方案供厂家选择。但是对于技术讨论来讲，这个并没有关系。
读写控制芯片是干什么的？简单一句话，就是将主机的逻辑读写请求转换成设备的物理读写擦动作。
这里面，才是U盘的关键。
我也在思索，这部分，我要讲到什么程度？技术的讨论会对别人产生什么样的影响？ 我现在还没有具体的想法，也只能边写边看了。。。
(2)U盘的读写机制
名词搜索：FAT文件系统
USB接口是通用的，主机虽然能检测出插上的是mess storage类型的设备，但它不知道你是移动硬盘，还是U盘，也可以说他不想知道，他认为你们应该是能够遵循他的标准的。 所以，主机的行为，只是以主机为主，以他能够识别的方式来向USB设备发出查询和读写请求命令。
U盘是存储文件的，那么首先就要搞清楚一件事情，U盘使用什么样的文件系统？
U盘使用什么文件系统，这是由主机决定的，因为主机可以执行格式化U盘的动作，而这个格式化也就是确定文件系统的动作。
注意：MP3、手机、数码相机等设备不能随意连接到主机上进行格式化！因为这些设备自身的程序也是要访问当作U盘的文件分区的，他们生成时设定的文件系统，主机可以识别，但是主机格式化的文件系统，他们不一定能识别。
说起文件系统，就一定要先提FAT文件系统。FAT文件系统是微软公司对人类的一大贡献，微软曾经有要收取FAT文件系统专利费的想法，但因为应用范围太广泛了，实在是民愤太大，而不得不罢休，FAT文件系统不仅仅存在于我们熟知的计算机中，还包括DC、MP3、MP4、智能手机，甚至还有其他电子设备都有可能在使用FAT文件系统。
其他的文件系统，也要讲一下的，NTFS文件系统也是微软公司的，linux支持的更多，ext2、ext3、jffs2等等。每一种文件系统的起源，都有他的诞生背景和使命，为了解决某个问题，也许是容量、也许是独特的存储介质，都有他存在的价值。
FAT文件系统要从DOS时代的软盘说起，还记得1.4MB的软盘吧？我96年玩仙剑的时候，就是自己买了一盒软盘copy的压缩文件。那时候软盘上使用的就是FAT12文件系统，这也是FAT文件系统的第一个版本。后来，终于有了几百MB的硬盘了，那时候使用的是FAT16文件系统；再后来，我们有了32GB的硬盘了，用的就是FAT32文件系统了；现在，我们有
1TB的硬盘了，我们用的是。。。。。。NTFS文件系统。
简单说明下，FAT文件系统的发展就是因为存储分区容量不断扩大，为了更有效的管理存储单元，我们不得不一次次扩大文件系统的基本读写单位簇的数量。
文件系统简单介绍到这里，细节后面还会提到的。
我们先了解下主机读取U盘的流程。
主机查询到有mess storage设备插上后，先要识别设备的文件系统。主机发出读第一个sector MBR数据的命令，通过这些数据，主机可以知道设备有几个文件分区以及他们的具体信息。
然后主机通过读取每个分区的DBR和FAT表，就可以建立起树状的文件目录结构，就可以访问每个文件了。
写文件，包括修改、删除、新增文件的流程。
写文件，主要有三个步骤，修改FAT表项，修改目录项，修改数据簇。
记住一点，这里说到的FAT表项、目录项、数据簇都是主机的概念，也就是说主机发出的读写命令，都是基于主机逻辑的地址和数据，至于设备接受了主机的命令，如何执行，完全是设备自己的事情，只要能够符合主机的逻辑，就是正确的。
这就给了设备很大的发挥空间，表现如何，就看各自的了。
U盘的使用寿命到底有多大？
(1)U盘的由来
名词搜索：USB、NAND FLASH，ECC校验，FAT文件系统。
提示：因为是技术讨论，必然要提及一些专业名词，限于篇幅，我无法把一些很基本的名词都在博文里面解释清楚，不过我想这并不是一个问题，因为，外事不决问google，内事不决问baidu，大家都有办法找到这些名词的公认的解释的。
说起U盘，另外一个产品MP3不得不提。因为MP3也都具备U盘的数据存储功能，所以本文讨论的数据存储的问题，也都适用于MP3（当然是使用Flash的MP3）。SD卡跟U盘使用相同的存储介质，只是接口不同，后文谈到的文件读写原理，也是适用的。
一个新兴事物的诞生，必然会引发很多口水，专利之战，不仅与荣誉有关，更牵扯到巨大的商业利益。
技术人员一定要关心专利，这样才能保护自己的合法权益，当然，专利这个东西从他的诞生开始也是伴随着口水的。专利保护对于社会的进步是利大还是弊大？这个话题实在是太大了，我都不敢讨论的。
U盘的专利之战，现在公认的结果是朗科赢了。但是，市场上的情况，似乎还是百花齐放。但正因为是百花齐放，所以才造成了U盘产品的良莠不齐，才造成了消费者的困扰，才促使我写下这篇文章。
U盘，闪存盘，从名称上简单的讲，就是使用NAND FLASH为存储介质的数据存储设备，它利用USB接口和计算机相联接。
U盘的诞生，大概要从1998年算起吧，我99年才参加工作，对这个源头没有自己亲身的经历，所以就不能细说了。U盘刚出现在市场的时候，容量很低，价格也很贵，这个事情我是可以解释的，一个是新兴事物缺乏竞争，另外一个原因就是NAND FLASH那个时候由于工艺才开始发展，价格就很贵。
现在就不同了，经过10年的发展，NAND FLASH的单颗容量和价格已经能够被市场接受了。顺便说下，现在的SSD，固态硬盘，也是使用NAND FLASH作为存储介质的，主流容量已经达到520GB左右了，价格大概在2、3000元，你们可以计算下，现在的主流8G容量的U盘，其实成本已经很低了。
U盘的接口，USB，我不想多说了，反正支持USB2.0已经是主流了，都是标准参数，没啥好说的。
存储介质，NAND FLASH，原理大家自己在网上搜吧。我想说的是，NAND FLASH的发展有两个阶段，第一个阶段是小容量的颗粒封装，64MB以内的吧，他的最小读写单位Page是512Byte；后来发展到新阶段，large page，2KB。特别说明这个数据，是为了后面讲到FAT文件系统的时候，还能回想到这个数字。page是nand flash的读写单位，它还有一个概念block，是擦除的最小单位，针对large page，他的大小是128KB。
NAND FLASH必须先擦后写！哪怕是仅仅将某个bit从1改写为0，都必须在干净的page中写入！
我强调这一点，是因为我也曾有过这种偷懒的想法，当然，我仅仅是在试验阶段有过这种做法，后来做产品，我还是老老实实的用ECC校验了。
既然我有过这种冲动，那么我想肯定就会有其他的开发人员也会有这种想法，甚至不排除已经有人用在产品上了！
我必须告诫我的同行们，万事没有侥幸！不管“位翻转”的概率有多小，我们都不能忽略它的存在！只要NAND FLASH的data sheet一天没有取消ECC的说明，我们都应该严格按照产品的说明书来做事情！
一个人或一个组1、2周的测试时间，不能说明任何问题，要知道你的顾客是上百万的，他们的使用时间是几年，再小的概率，都会出现！
如果出现这种偷懒的做法，造成了产品质量的下降，我想，这是我们这个行业的“三聚氢胺”！
有了接口和存储介质，另外一个关键的部分就是读写控制芯片！硬盘、SD卡也是有读写控制器的，这就说明了一个问题，计算器主机的操作系统，是不会考虑到所有外部设备的特性的。自己的事情自己做，设备必须做好自己的事情。
我做过的用手机或者PDA实现U盘的产品方案，都是用软件来实现读写控制的。所以，我并不清楚U盘的读写控制芯片，是厂家自己设计的，还是说有半成品的设计方案供厂家选择。但是对于技术讨论来讲，这个并没有关系。
读写控制芯片是干什么的？简单一句话，就是将主机的逻辑读写请求转换成设备的物理读写擦动作。
这里面，才是U盘的关键。
我也在思索，这部分，我要讲到什么程度？技术的讨论会对别人产生什么样的影响？ 我现在还没有具体的想法，也只能边写边看了。。。
(2)U盘的读写机制
名词搜索：FAT文件系统
USB接口是通用的，主机虽然能检测出插上的是mess storage类型的设备，但它不知道你是移动硬盘，还是U盘，也可以说他不想知道，他认为你们应该是能够遵循他的标准的。 所以，主机的行为，只是以主机为主，以他能够识别的方式来向USB设备发出查询和读写请求命令。
U盘是存储文件的，那么首先就要搞清楚一件事情，U盘使用什么样的文件系统？
U盘使用什么文件系统，这是由主机决定的，因为主机可以执行格式化U盘的动作，而这个格式化也就是确定文件系统的动作。
注意：MP3、手机、数码相机等设备不能随意连接到主机上进行格式化！因为这些设备自身的程序也是要访问当作U盘的文件分区的，他们生成时设定的文件系统，主机可以识别，但是主机格式化的文件系统，他们不一定能识别。
说起文件系统，就一定要先提FAT文件系统。FAT文件系统是微软公司对人类的一大贡献，微软曾经有要收取FAT文件系统专利费的想法，但因为应用范围太广泛了，实在是民愤太大，而不得不罢休，FAT文件系统不仅仅存在于我们熟知的计算机中，还包括DC、MP3、MP4、智能手机，甚至还有其他电子设备都有可能在使用FAT文件系统。
其他的文件系统，也要讲一下的，NTFS文件系统也是微软公司的，linux支持的更多，ext2、ext3、jffs2等等。每一种文件系统的起源，都有他的诞生背景和使命，为了解决某个问题，也许是容量、也许是独特的存储介质，都有他存在的价值。
FAT文件系统要从DOS时代的软盘说起，还记得1.4MB的软盘吧？我96年玩仙剑的时候，就是自己买了一盒软盘copy的压缩文件。那时候软盘上使用的就是FAT12文件系统，这也是FAT文件系统的第一个版本。后来，终于有了几百MB的硬盘了，那时候使用的是FAT16文件系统；再后来，我们有了32GB的硬盘了，用的就是FAT32文件系统了；现在，我们有
1TB的硬盘了，我们用的是。。。。。。NTFS文件系统。
简单说明下，FAT文件系统的发展就是因为存储分区容量不断扩大，为了更有效的管理存储单元，我们不得不一次次扩大文件系统的基本读写单位簇的数量。
文件系统简单介绍到这里，细节后面还会提到的。
我们先了解下主机读取U盘的流程。
主机查询到有mess storage设备插上后，先要识别设备的文件系统。主机发出读第一个sector MBR数据的命令，通过这些数据，主机可以知道设备有几个文件分区以及他们的具体信息。
然后主机通过读取每个分区的DBR和FAT表，就可以建立起树状的文件目录结构，就可以访问每个文件了。
写文件，包括修改、删除、新增文件的流程。
写文件，主要有三个步骤，修改FAT表项，修改目录项，修改数据簇。
记住一点，这里说到的FAT表项、目录项、数据簇都是主机的概念，也就是说主机发出的读写命令，都是基于主机逻辑的地址和数据，至于设备接受了主机的命令，如何执行，完全是设备自己的事情，只要能够符合主机的逻辑，就是正确的。
这就给了设备很大的发挥空间，表现如何，就看各自的了。