为您的工业应用选择存储

文章：Steffen Allert

闪存存储器是我们周围几乎每一个电子设备中无处不在的组成部分。在购买时，它可能被视为商品。然而，当它需要用于工业设备时，现实远非如此。如果不了解用例的整体情况，很容易落入陷阱，认为所有内存都是相同的，并纯粹根据每g字节的价格来决定。许多设计工程师可能会发现很难区分高质量和低质量的闪存。更高容量的最新闪存通常并不意味着更高的可靠性。

另一个关于系统级别的观察也是闪存控制器作为选择存储器本身的至关重要。一起，控制器和闪光灯定义了系统质量。因此，两者都需要被视为一个整体。在本文中，我们将调查为什么不是所有形式的内存子系统，SSD或USB闪存驱动器都是平等的，并且一些关键因素工程师需要考虑为工业设备设计进行购买决定。万博投注网址

温度

对于消费类电子产品，操作温度可能略有不同。不过，在大多数情况下，我们还是会在20摄氏度以下的环境温度下使用电脑。对于消费类电子产品，允许的温度范围通常从0°C到40°C，有时高达60°C。然而，在工业领域，温度及其变化量可能更极端。报价的工业温度范围从-40°C到+85°C。

虽然所有设计用于工业应用的组件和模块将满足扩展的工作温度范围，重要的是要记住，所述温度是为环境环境。在内部，在连接处，温度会高得多。在环境温度(比如125°C)下测试这些设备，可以让人们对其可靠性更有信心。为了减轻环境温度过高的影响，工程师应该选择运行功率较低的组件。这将有助于保持内部温度较低，并在系统级别上产生积极影响。

尝试使用闪存和控制器在它们不是设计的温度将引入潜在的故障在任何阶段的担忧。失败这个词在工业工程师中并不流行。停止生产并重新启动可能是代价高昂的事件。设备不受控制的突然故障也可能导致重大的损坏，修理费用很高，并可能导致进一步的停机。

你可能会问，为什么你不应该在零售店花10美元购买一个32gb的USB闪存盘，而应该花30美元购买一个看起来很像的USB闪存盘?我们将尝试更详细地回答这个问题，但您已经注意到，对于工业应用程序，每个模块都在脑海中以更高要求的用例进行测试，并确保产品的长期高质量。

工业级可靠性从设计制造开始．

也许，从硬件的工业质量开始的漫长设计过程的终点就是确保一个存储系统能够承受工业温度。例如，在Hyperstone，我们的闪存控制器是为已经具有知识产权(IP)块级别的工业应用设计的。在可靠性和故障安全性方面，IP设计方法要比消费设备严格得多。

采用成熟的测试技术对IP进行压力测试。这确保了设计包含了与关键方面有关的安全裕度，如时钟和定时。例如，应用电压降分析，有助于工业质量的定义。

当温度是一个主要考虑时，硬件时序等因素非常重要。它需要设计时和可能的芯片区域，以确保芯片在不同温度下可靠地运行。多年的经验导致产品特性的演变和内置可靠性。每个新的控制器继续包含行业用例知识和多年来获得的特定支持。

固件开发是另一个关键元素。它需要与相同的工业思维方式接近，并与硬件设计并行运行，与其密切相关。Flash控制器中使用的固件必须在其灵活性方面包括潜水器。工业系统具有十年或更长时间的典型操作寿命，通常在非常苛刻的环境中。通过以下开发技术，确保以高度结构化的方式开发固件导致验证期间更大的代码覆盖。反过来，这导致更高质量的固件，与它运行的硬件一样可靠。

最后，测试是提供符合挑战工业用途的系统的基本部分。除了温度循环外，突然电源故障的测试还是密集框架的一部分，以验证产品按预期运行。突然的电源故障测试模拟了完全的电源损失。为了维护数据完整性，当系统备份时，您需要确保没有数据丢失。例如，在Shuperstone，我们通过强化电源循环测试每个新产品和固件。

在使用闪存时，另一个重要的考虑因素是数据保留，这在很大程度上取决于操作温度。随着时间的推移，flash会导致数据丢失，环境温度越高，数据丢失率越大。无论设备是否活动，损耗都会发生——这也是为什么温度是一个重要考虑因素的另一个原因。闪存的数据保存特性通常在25°C时引用。在工业环境中，设备在60°C左右的温度下工作是很常见的，这对数据保存有很大的影响。例如，如果将存储系统的温度从室温提高到60°C，数据保留率可能会降低20倍。听起来很多。是很多。数据可能在6个月后丢失，而不是10年。控制器管理的flash和刷新功能的选择可以保护您的数据。

确保长期的产品支持

只有少数供应商真正播放，以提供长期产品支持。您所选择的内存和控制器供应商应与您的每一步都与您在一起，从初始设计概念到生活中的产品。最后一点对于使用寿命可能是十甚至二十年而不是两个或可能最多五年的工业应用，这对工业应用尤为重要。例如，Shuperstone对Livgevity的奉献态度是仍然支持2003年推出的CF卡控制器。

供应商需要尽早与客户互动，以便为其应用程序的要求设计。例如，在Hypestone，我们的第一个问题可能是：'你的用例是什么？与客户一起，我们可以使用我们使用的案例跟踪器等工具来准确评估应用程序如何访问和强调存储介质。我们可以确定特定参数，例如访问模式，写入和读取速度，从而优化固件所需的访问频率，选择正确的配置和容量，从而最大限度地提高可靠性和优化成本。

在产品的使用寿命后期，可能会遇到只有控制器供应商才能分析的问题。集成在控制器和固件架构中的调试接口和协议特性可以帮助Hyperstone等供应商在出现故障时进行分析。在99.9%的情况下，我们可以看到发生了什么，并采取行动防止它再次发生。试着用消费类flash控制器来实现这一点吧!

结论

在考虑应该满足工业环境的严格要求的闪存存储介质时，工程师可能需要特别注意温度、工业测试水平、寿命支持和长期可用性。将配置与系统的用例对齐可以节省资金和令人头痛的事情。否则，您可能最终得到一个不适合您的应用程序的优秀解决方案。

- Steffen Allert是Shuperstone的副总裁。