一、简介
U盘，中文全称“通用串行总线接口的无需物理驱动器的微型高容量存储盘”，英文名“USB Flash Disk”。其最大的优点就是：体型小巧便于携带、存储容量大、价格便宜、性能可靠。U盘仅大拇指般大小，重量极轻，一般15g左右，特别适合随身携带，我们可以把它挂在胸前、吊在钥匙串上、甚至放进钱包里。一般的U盘容量有1GB、2GB、4GB、8GB、16GB、32GB等，最常见的4GBU盘70元左右就能买到。U盘中无任何机械式装置，抗震性能极强。另外，U盘还具有防潮防磁、耐高低温等特性，安全可靠性很好。
二、存储原理
计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号（加入分配、核对、堆栈等指令）读写到USB芯片适配接口，通过芯片处理信号分配给EEPROM存储芯片的相应地址存储二进制数据。EEPROM数据存储器的控制原理是用电压控制栅晶体管的电压高低值。栅晶体管的结电容可长时间保存电压值，断电后能保存数据的原因主要就是在原有的晶体管上加入了浮动栅和选择栅。源极和漏极之间电流单向传导的半导体上会形成储存电子的浮动栅。浮动栅包裹着一层硅氧化膜绝缘体。它的上面是在源极和漏极之间控制传导电流的选择/控制栅。数据是0或1取决于在硅底板上形成的浮动栅中是否有电子。有电子为0，无电子为1。USB闪存盘就如同其名字一样，写入前删除数据进行初始化。具体来说就是从所有浮动栅中导出电子，将有所数据归为1。数据为0时才进行写入，数据为1时则什么也不做。写入0时，向栅电极和漏极施加高电压，增加在源极和漏极之间传导的电子能量。这样一来，电子就会突破氧化膜绝缘体，进入浮动栅。读取数据时，向栅电极施加一定的电压，电流大为1，电流小则为0。在浮动栅没有电子的状态（数据为1）下，栅电极施加电压时向漏极施加电压，源极和漏极之间由于有大量电子的移动会产生电流。而在浮动栅有电子的状态（数据为0）下，沟道中传导的电子会减少，因为施加在栅电极的电压被浮动栅电子吸收后很难对沟道产生影响。
三、发明历史
自1998年至2000年，很多公司声称自己首先发明了USB闪存盘，包括朗科、以色列M-Systems公司（简称M-Systems）、新加坡Trek公司（简称Trek）。但真正获得U盘基础性发明专利的是朗科。 2002年7月，朗科 “用于数据处理系统的快闪电子式外存储方法及其装置”（专利号：ZL 99 1 17225.6）获得中国国家知识产权局正式授权。该专利填补了中国计算机存储领域20年来发明专利的空白。该专利权的获得引起了整个存储界的极大震动。M-Systems立即向中国国家知识产权局提出了无效复审。2004年12月7日，朗科获得美国国家专利局正式授权的闪存盘基础发明专利，美国专利号为US6829672。这一专利权的获得结束了这场专利权之争。美国时间2006年2月10日，朗科委托美国摩根路易斯律师向美国德克萨斯州东区联邦法院递交诉状，控告美国PNY公司（简称PNY）侵犯其专利(美国专利号US6829672)。2008年2月，朗科与PNY达成庭外和解。朗科同PNY签订专利许可协议，PNY向朗科缴纳专利许可费用1000万美元。这是中国企业第一次在美国本土收到巨额专利许可费用,也进一步证明了朗科是U盘的全球发明者。
现在的U盘都支持USB2.0标准，然而，因为NAND闪存技术上的限制，它们的读写速度目前还无法达到标准所支持的最高传输速度480MB/s。目前最快的闪存盘已使用了双通道控制器，但是比起硬盘或USB2.0能提供的最大传输速率仍然差一截。目前最高的传输速率为20～40MB/s，一般的文件传输速度大约为10MB/s。旧型的12MB/s设备传输速率最大约为1MB/s。业界的佼佼者有朗科、M-Systems、Trek。
四、
使用与维护
1．使用方法
U盘有USB接口，属于USB设备。如果操作系统是Windows 2000/XP/2003/2008/Vista/win7/LINUX/prayaya Q3或是苹果系统，将U盘直接插到机箱的USB接口上，系统就会自动识别。如果系统是Windows 98，则需要安装U盘驱动程序才能使用。驱动程序可以在附带的光盘中或生产商的网站上找到。
在一台计算机上第一次使用U盘时，系统会发出一声提示音，然后报告“发现新硬件”。稍候会提示 “新硬件已经安装并可以使用了”。这时打开“我的电脑”（有时还可能需要重新启动），可以看到多出一个硬盘图标，名称一般是U盘的品牌名，例如KINGSTON等。以后再使用U盘时，直接插上去，打开“我的电脑”就可以找到可移动磁盘，此时在任务栏最右边会有一个小图标，上有一个绿色箭头，表示安全删除USB硬件设备。接下来就可以在U盘上保存、删除文件，或将文件通过右键直接发送到U盘中。U盘使用完毕后要关闭所有关于U盘的窗口。拔下U盘前，要用左键双击右下角的安全删除USB硬件设备图标，选择“停止”，然后左键点击“确定”，当右下角出现 “USB设备现在可安全地从系统移除了”的提示后，才能将U盘从机箱上拔下。或者直接单击图标，点击“安全移除USB设备”，等出现提示后即可将U盘从机箱上拔下。
2．提高性能的方法
在Windows XP操作系统下，U盘能正常工作后，在“我的电脑”中右击可移动磁盘，选择“属性”命令，在弹出的对话框中选择“硬件”选项卡，双击该移动磁盘后在新对话框里选择“策略”选项卡。
若选择“为快速删除而优化”单选按钮，则这个设备不会用磁盘的写入缓存，所以不用“安全删除”就可以拔掉设备插口。
若选择“为提高性能而优化” 单选按钮，则这个设备会用磁盘的写入缓存来提高磁盘性能，传入和传出速度将大大提高，但要断开设备就须点击“安全删除硬件”，否则U盘里的数据很可能会丢失。
普通U盘没有加密功能。如果有加密需求，可以选择带加密功能的U盘。简单点儿的方法是选择使用Windows优化大师等软件附带的加密功能。
3．寿命维护
U盘的寿命一般用可擦写次数表示，采用MLC颗粒的U盘一般可擦写1万次以上，而采用SLC颗粒的U盘使用寿命长达10万次。
绝对不要在指示灯闪得飞快时拔出U盘，因为这时U盘正在读取或写入数据，中途拔出可能会造成硬件或数据的损坏。不要在备份文档后立即关闭相关的程序，因为那个时候程序很可能还没完全结束，拔出U盘很容易影响备份，应过一些时间再关闭相关程序以防意外。在系统提示“无法停止”时也不要轻易拔出U盘，这样也会造成数据遗失。注意将U盘放置在干燥的环境中，不要让U盘接口长时间暴露在空气中，因为这样容易造成表面金属氧化，降低接口敏感性。不要将长时间不用的U盘一直插在USB接口上，这样一方面容易引起接口老化，另一方面对U盘也是一种损耗。
4．注意事项
U盘一般有写保护开关，但应该在U盘插入计算机接口之前切换，不要在工作状态下进行切换。
U盘都有工作状态指示灯，如果是一个指示灯，当插入主机接口时，灯亮表示接通电源，灯闪烁表示正在读写数据。如果是两个指示灯，一般有两种颜色，一个在接通电源时亮，一个在读写数据时亮。
有些品牌的U盘为文件分配表预留的空间较小，在复制大量小文件时容易报错，这时可以停止复制，采取把多个小文件压缩成一个大文件的方法解决。
如果对复制速度没有要求，为了保护主板及U盘的USB接口，预防变形以减少摩擦，可以使用USB延长线（一般随U盘赠送，如果需要买，尽量选择知名品牌，线越粗越好，长度不能超过3m，否则容易在复制数据时出错）。另外，USB延长线如果是USB1.1或USB2.0 Full Speed规格的，速度会很慢。
U盘的存储原理和硬盘有很大不同，因此不要整理碎片，否则影响使用寿命。
U盘里可能带有病毒，插入计算机时最好先进行U盘杀毒。 新U盘最好做个U盘病毒免疫，这样可以很好地避免U盘中毒。
五、U盘的其他应用
1．U盘自启动的制作
计算机没有光驱但要装系统怎么办？计算机硬件有损坏怎么办？如何检测硬盘坏道？如何检测内存？这些问题都可以用U盘启动来解决。下面介绍如何用U盘装系统以解决上述问题。
用U盘做启动盘并不是很容易，需要看主板是否支持，U盘是否支持。U盘如果支持，就可以尝试一下这种简单且具有普遍性的制作U盘启动盘的方法。
第一步，确定主板是否支持U盘，一般815以上主板都支持。在USB口上插好U盘，启用主板对USB的支持。如果不懂可以设置BIOS为默认值，将第一引导设为USB-HDD，保存并重启计算机。
第二步，导入引导信息，可以选择以下两种方法中的一种。
（1）用专门的格式化工具对U盘进行格式化（一般U盘自带的软件中有这样的工具），选择引导盘选项即可。
（2）插好U盘后，用光盘启动盘或软盘启动盘引导，进入DOS，再进入除C盘以外的其他磁盘看一下U盘被分配为哪个盘符，在光驱的盘符下用format x: /s、FORMAT X:/Q/S或SYS X: （x代表U盘盘符）命令进行格式化。U盘将被格式化为FAT格式并装上DOS系统。
第三步，修改引导信息。找一张系统启动盘，把里面的所有文件（包括隐含文件）都复制到U盘中，覆盖重名的文件。找到Autoexec.bat文件，用记事本打开，找到Path 开头的那一行，在Path 前面加上Rem命令，注意Rem后有一个空格。找到Setramd.bat文件,用记事本打开，找到“a:\findramd”那一行，把“a:\”改成“findramd”后保存。
第四步，加入其他工具。可以在U盘中加入一些系统维护的工具，如Ghost、PQMagic8 for DOS、Smartdrv、Format、Xcopy等工具。
第五步，使用U盘。U盘对计算机来说是一个输入输出设备，当计算机启动的时候，它需要各种设备的协助，而使用哪个设备有先后顺序，要有一个程序来设定这样的秩序，这个程序就是BIOS（Basic Input Output System）。在BIOS设置第一引导设置为USB-HDD就行了。当然先启用主板对USB的支持.如果不懂的话就设置BIOS为默认值再设置BIOS的第一引导设置为USB-HDD。
这样，U盘启动盘就制作完成了。不过U盘启动还是会存在一些问题，U盘的存储介质与硬盘不同，因此读取速度比硬盘要慢很多。如果U盘质量差的话，读取速度就更慢了。
2．用U盘扩展系统缓存
在Windows Vista操作系统下，ReadyBoost功能让你只需要插入U盘、稍作配置即可提升系统性能，把U盘的空间当作系统内存使用。而使用ReadyBoost功能的先决条件是U盘必须满足一定的性能和容量要求。微软官方给出的基本参数是读取4MB数据的速度需达到2.5MB/s以上，随机写入512KB数据的速度需达到1.75MB/s以上，具有64MB到8GB的空闲空间，总容量至少为256MB。
六、USB接口与即插即用
通俗地讲，USB是外围设备与计算机主机相连的接口类型之一。除了USB接口外，还有并行总线等接口。
USB接口有个极大的优点使它在这个领域非常普及，那就是具有这种接口的设备可以在计算机上即插即用（即插即用有时也叫热插拔）。计算机开机的时候要先开外围设备再开主机电源,而关机时的顺序恰好相反。要遵循这种开机顺序是因为在计算机启动之前必须先让所有外围设备都做好准备，等待主机对这些设备逐一检查并安装相应的软件，否则将可能出现外围设备不可用或者计算机不能识别外围设备的情况。 而USB接口的出现改变了这种状况，如果某个设备是USB接口，那么它就可以随时插入计算机主机,如果要取走这个设备，只需按照规范操作便可以了。这无疑给人们提供了极大的便利。从U盘这个名称上我们可以看出，这个存储盘是USB接口的，所以这个存储盘能在计算机上即插即用，也就是说这个存储盘是可以移动的存储盘，可以随身携带。因此，广义上的U盘实际上就是指移动存储设备。
七、相关软件与病毒
1．Vista ReadyBoost
ReadyBoost是Windows Vista中的新技术，它利用了闪存随机读写及零碎文件读写上的优势来提高系统性能。如果U盘达到规格，可以通过启动ReadyBoost提升系统速度。
２．Prayaya V3
Prayaya V3是一个U盘启动系统，可以将自己需要的软件安装在U盘上，达到移动办公的目的。
3．U盘寄生虫
“U盘寄生虫”是利用U盘等移动设备进行传播,使用autorun.inf自动播放文件触发的蠕虫病毒。autorun.inf文件一般存在于U盘、MP3、移动硬盘和硬盘各个分区的根目录下，当用户双击U盘等设备的时候，该文件就会利用Windows系统的自动播放功能，优先执行所要加载的病毒程序，使用户计算机遭受损失。
建议在使用U盘前务必先使用杀毒软件进行扫描，确认无毒后再打开。可在U盘里建一个autorun.inf文件夹后设置为只读隐藏。用CMD中的批处理命令建立autorun.inf的方法如下：
@echo off
md autorun.inf
cd autorun.inf
md abc..\
pause
将以上命令复制到记事本中保存为bat或cmd格式，在U盘中运行即可不再让U盘病毒运行。
如果要删掉这个文件夹，需运行以下命令行：
@echo off
cd autorun.inf
rd abc..\
cd..
rd autorun.inf
pause
将以上命令复制到记事本中保存为bat或cmd格式，在U盘中运行即可删除autorun.inf文件夹。
也可以利用组策略gpedit.msc来禁止U盘中可执行文件的运行，具体做法如下：
（1）打开“运行”窗口，输入"gpedit.msc"；
（2）在弹出的窗口中选择“计算机配置”→“Windows设置”→“安全设置”→“软件限制策略”→“其他策略”。右击“新建路径规则”，添加你要限制的盘符后点击“确定”。
这样U盘中的所有可执行文件都不会运行，若要运行，重复以上动作设为不受限即可。
八、故障及维修
一般U盘故障分为软故障和硬故障，其中以软故障最为常见。
软故障主要是指U盘有坏块，从而导致U盘能被计算机识别，但没有盘符出现，或者有盘符出现，但当打开U盘时却提示要进行格式化，而格式化又不能成功。前期征兆可能有：U盘读写变慢，文件丢失却仍占用空间等。这种坏U盘一般都可以通过软件低格修复，目前常用的低格修复工具有Mformat，使用极其方便，不到一分钟即可修复,当然U盘厂家也会提供一些类似的软件。
硬故障主要指U盘硬件出现故障，插上U盘后计算机会发现新硬件，但不能出现盘符，拆开U盘没有任何电路板烧坏或其他损坏痕迹，且应用处理软故障的方法也不能解决问题。硬故障一般是由于U盘里的易损元件晶振由于剧烈振动而损坏造成的，读者可以试着花不到一元钱去电子市场买一块同频的晶振替换原有晶振。
下面说明坏U盘里的文件恢复问题，U盘文件恢复只适用于软故障中的U盘能被识别，但提示要求格式化却格式化不能成功的情况。读者可以下载类似于EasyRecovery的文件恢复软件，这些软件可用于解决U盘及硬盘的文件恢复问题。
在维修以下故障时，首先要排除USB接口损坏及PCB板虚焊问题，保证USB延长线正常。
1．U盘插到机器上没有任何反应
根据故障现象判断，U盘整机没有工作，这样U盘工作所要具备的条件就成为我们维修的重点。任何U盘想要工作都必须具备以下几个条件。
（1）供电。供电分为主控所需的供电和FLASH所需的供电。而U盘电路非常的简单，没有供电一般都是由于保险电感损坏或3.3V稳压块损坏。说到稳压块这里也说一下，其有三个引脚，分别是电源输入（5V）、地、电源输出（3.3V），工作原理就是当输入脚输入一个5V电压时，输出脚就会输出一个稳定的 3.3V。只要查到哪里是没有供电的根源，问题就很好解决了。
（2）时钟。主控要在一定频率下才能工作，跟FLASH通信也要通过时钟信号进行传输，所以如果没有时钟信号，主控一定不会工作的。其实时钟产生电路很简单，在检查这方面电路的时候，只需要检查晶振及其外围电路即可。晶振怕摔，而U盘小巧，很容易掉在地上造成晶振损坏，这时只要更换上相同的晶振即可。注意，晶振是无法测量的，判断其好坏最好的方法就是代换一个好的晶振来比较。
（3）主控。如果上述两个条件都正常那就是主控芯片损坏了，只有更换主控了。
2．U盘插入计算机后提示“无法识别的设备”
出现对于此现象，首先说明U盘的电路基本正常，只是跟计算机通信方面有故障，而对于通信方面有以下几点要检查。
（1）U盘接口电路。此电路没有什么特别元件，就是两根数据线D D-，在检查此电路时只要测量数据线到主控之间的线路是否正常即可。一般数据线与主控电路之间会串接两个小阻值的电阻，以起到保护的作用，要检查这两个电阻的阻值是否正常。
（2）时钟电路。U盘与计算机通信要在一定的频率下进行，如果U盘的工作频率和计算机不能同步，系统就会认为这是一个无法识别的设备。这时就要换晶振了，而实际维修中确实有很多晶振损坏的实例。
（3）主控。如果上述两点检查都正常，那就可以判断出是主控损坏了。
3．可以识别U盘，但打开时提示“磁盘还没有格式化”，但系统无法格式化，或提示“请插入磁盘”，打开U盘时里面都是乱码、容量与本身不相符
出现对于此现象，可以判断出U盘硬件没有太大问题，只是软件出现问题。 解决方法是找到主控方案中说明的修复工具进行处理。另外，告诉大家一个非常简单的方法，在碰到主控损坏或找不到相应的修复工具时，可以用U盘套件来重新制作一个新的U盘，方法就是把故障机的FLASH拆下来，放到新的PCB板上。
4．U盘总是出现卡机的情况
出现这种情况时，尝试改变格式化格式，如用FAT32格式或者低格U盘。除了坏块原因，U盘和硬盘一样，在使用中也会出现文件系统错误等导致读写速度缓慢或者无法读写某个文件，这时应先用系统自带的磁盘扫描程序扫描它，扫描时选中“自动修复文件系统错误”，扫描后看U盘上有没有“find000”文件夹。如果有类似文件夹，删除它即可正常使用。如果没有，就尝试用上述格式化方法等。注意格式化前要备份U盘上的重要资料。
5．U盘被水泡了怎么办
U盘进水后进行正确处理一般不影响正常使用，但切不可以在处理之前使用，否则U盘可能彻底损坏。正确地处理方法是打开U盘封装，用酒精擦洗，因为污水中含有盐分或者其他杂质，附着在电路板上可能导致配件损坏。清理完毕自然风干或拿电吹风冷风吹干，注意不能靠得太近，风太热会导致电路板破裂或者焊接的元件松动。其他一些小的数码产品落水后处理方法也是一样的。现在市场上已经有了防水的U盘，掉进水里也能正常使用。
6．无法停止“通用卷”设备
安全删除U盘时，常常会遇到 “无法停止‘通用卷’设备，请稍候再停止该设备”这样的提示。这时如果强行拔除，很容易损坏计算机USB口或U盘。如果U盘上有重要的资料，很有可能就此毁坏了。以下是几种解决办法。
（1）在把U盘的文件或数据取出来的时候，往往都是采用复制、粘贴的方式，这个文件或数据会一直放在系统的剪切板里，处于待用状态。在这种情况下要删除U盘的话，就会出现关于无法停止U盘的提示。相应的解决办法就是清空剪切板，或者在硬盘上随便进行一次复制某文件再粘贴的操作，然后再去删除U盘提示符。
（2）按下“Ctrl”＋“Alt”＋“Del”组合键，这时会出现“任务管理器”窗口，单击“进程”标签，在“映像名称”中寻找“rundll32.exe”进程，选择“rundll32.exe”进程，然后点击“结束进程”。这时会弹出任务管理器警告，问是否关闭此进程，点击“是”即关闭了“rundll32.exe”进程。这时就可以正常删除U盘了。使用这种方法时请注意，如果有多个“rundll32.exe”进程，需要将它们全部关闭。
（3）按下 “Ctrl”＋“Alt”＋“Del”组合键，出现“任务管理器”的窗口，单击“进程”，寻找“EXPLORER.EXE”进程并结束它。这时候你会发现桌面不见了，在任务管理器中点击“文件”→“新建任务”，输入“EXPLORER.EXE”，点击“确定”按钮，这时就可以安全删除U盘了。
（4）最简单但最耗时的方法就是重启计算机。
（5）Unlocker软件。如果觉得出现问题的时候才解决有些麻烦，可以采用下面的预防措施：打开“我的电脑”，选择“工具”→“文件夹选项”命令，在打开的窗口中选择“常规”选项卡，在“任务”选项区域中选择“使用Windows传统风格的文件夹”单选按钮，点击“确定”按钮。
目前有些U盘的技术很到位，直接插拔也可以。但无论是多好的U盘，有一种时候是绝对不能直接插拔的，那就是U盘的指示灯在不停闪的时候（表示正在不停地读写数据），否则轻则损坏数据，重则U盘报废。
九、品牌及购买
U盘的数据传送速度一般与数据接口和U盘质量有关，因为U盘用的是Flash闪存，不像硬盘存在转速问题，它只跟USB的接口类型有关。目前主流的U盘采用USB 2.0标准，具体来说分为USB2.0 Full Speed（对应以前的USB1.1）、USB 2.0 High Speed（对应以前的USB2.0）还有USB2.0 Normal Speed (传输速度很慢，一般在键盘鼠标上使用)。这些标准在一些检测软件中可能会显示成 USB2.0 (FS)和 USB2.0 (HS)，所以购买的时候一定要确认是HS的接口，要是统一说成USB2.0而没有标明速度一定要当场测试，一般来说HS速度可以达到5~10M/S，而FS则在1M/S以下，很容易区分。
比较经典的U盘品牌包括慧炬、LG、SanDisk、金士顿、爱国者、明基、纽曼、神州数码和东芝。U盘做工比较简单，所以有很多假冒产品。购买时试着复制跟它本身容量大小相同的文件，如果复制成功就证明是真的。
MyDiskTest是一款U盘、SD卡、CF卡等移动存储产品扩容识别工具，可以方便地检测出存储产品是否经过扩充容量，以次充好，可以在不破坏磁盘原有数据的情况下检测Flash闪存是否有坏块，是否采用黑片，还可以测试U盘的读取和写入速度，对存储产品进行老化试验。
随着U盘的普及，人们越来越重视U盘的外观，而在众多U盘厂商进驻市场、U盘种类越来越多的同时，U盘的性能和性价比却渐渐被人们忽略了，一款创意U盘往往能比许多名牌U盘更好卖，在这里也要提示大家，在看重外表的同时不要忽略U盘的性能和性价比。
