NAND flash je postao jedna od najčešće raspravljenih tehnologija pohranjivanja u modernoj elektronici, i to s dobrim razlogom. Kako industrijski sustavi automatizacije i automobilske platforme zahtijevaju brže, pouzdanije i kompaktnije pohranu podataka, NAND flash je postao središnji kandidat za ispunjavanje tih potreba. Razumijevanje može li NAND flash doista podržati ova zahtjevna okruženja zahtijeva pažljiv pogled na njegove tehničke mogućnosti, ograničenja i strategije dizajna koje ga čine održivim u teškim uvjetima rada.
Kratak odgovor je da. NAND flash u skladu s člankom 3. stavkom 2. Standardni NAND flash ne može izdržati ekstremne temperature, vibracije, nestabilnost energije i dug životni vijek koji se rutinski nametnu u industrijskim i automobilskim okruženjima. U skladu s člankom 1. stavkom 2. stavkom 2. Ovaj članak istražuje što čini NAND flash prikladnim za ove sektore i što inženjeri moraju uzeti u obzir pri odabiru pravog rješenja za NAND flash.
NAND Flash osnovni za industrijsku uporabu
Što razlikuje NAND Flash od drugih uređaja za pohranu podataka
NAND flash je vrsta nestalne memorije koja zadržava podatke bez napajanja, što je čini fundamentalno korisnom za ugrađene sustave koji zahtijevaju stalnu pohranu. Za razliku od DRAM-a, NAND flash ne gubi sadržaj kada se isključi napajanje. Za razliku od tradicionalnih tvrdih diskova, NAND flash nema pokretne dijelove, što ga čini mnogo otpornijim na udare i vibracije. Ova svojstva odmah pozicioniraju NAND flash kao snažnog natjecatelja za industrijsku automatizaciju i automobile, gdje su mehanička pouzdanost i trajanje podataka neprikosnovani zahtjevi.
NAND flash skladišti podatke u memorijskim stanicama raspoređenim u nizove, a svaka stanica može držati jedan bit (SLC), dva bita (MLC) ili više bita (TLC, QLC). Za industrijsku automatizaciju i automobilske aplikacije, SLC NAND flash često se preferira jer nudi znatno veću izdržljivost, brže brzine pisanja i bolje zadržavanje podataka na povišenim temperaturama. MLC NAND flash također se može koristiti u manje zahtjevnim industrijskim scenarijima, pod uvjetom da su upravljač i firmware prikladno podešeni. Izbor tipa NAND flashe je stoga jedna od prvih odluka koje inženjeri moraju donijeti prilikom ciljanja na ta tržišta.
U skladu s člankom 3. stavkom 2.
Industrijski NAND flash obično je namijenjen za rad u temperaturnom opsegu od minus 40 stupnjeva Celzijusa do plus 85 stupnjeva Celzijusa, dok se NAND flash automobila često proteže do plus 105 ili čak plus 125 stupnjeva Celzijusa. Ova toplinska tolerancija je kritična jer će NAND blica koja se koristi u upravljačkim jedinicama motora, sustavima upravljanja baterijama ili uređajima za automatizaciju tvornice redovito naići na ekstremne temperature koje bi degradirale ili uništile standardni potrošački NAND blica. Stoga izbor ispravnog razreda NAND bljeska nije samo odluka o učinkovitosti, već i dugoročna odluka o pouzdanosti.
NAND flash u automobilskoj primjeni
Osnovni slučajevi uporabe u automobilskim sustavima
Automobilske primjene NAND bliče obuhvaćaju širok spektar sustava. NAND flash se koristi u naprednim sustavima za pomoć vozaču (ADAS), infotainment platformama, klastere instrumentima, telematske jedinice i over-the-air (OTA) moduli za ažuriranje firmvera. U svakom od ovih slučajeva upotrebe, NAND flash mora pružiti dosljednu čitanje i pisanje performanse, uz toleranciju jedinstvenih napora automobilskog okruženja, uključujući naponske skokove, elektromagnetne smetnje i brze temperaturne cikluse. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 765/2008 Komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje zahtjeva za uvođenje NAND-a u proizvodnju električne energije iz Unije.
Zaštita od gubitka snage je još jedno područje u kojem je dizajn NAND bličice vrlo važan u automobilskoj industriji. Iznenadni prekidi napajanja uzrokovani ciklusom paljenja ili električnim kvarovima mogu oštetiti podatke pohranjene u NAND flashu ako uređaj nema odgovarajuće zaštitne mehanizme za prekid napajanja. Na primjer, u slučaju da je vozilo u stanju zaustaviti struju, sustav će se moći zaustaviti. To čini NAND flash pouzdanim izborom za pohranu sigurnosno kritičnih automobilskih podataka kada se koriste prave komponente i arhitektura.
Zahtjevi za zadržavanje podataka
Automobilski sustavi često ostaju u upotrebi deset ili više godina, što zahtijeva stroge zahtjeve za izdržljivost svake komponente, uključujući NAND flash. Odolnost NAND blica mjeri se u ciklusima brisanja programa (P / E), a SLC NAND blica obično može održavati 100.000 ili više P / E ciklusa, što ga čini pogodnim za aplikacije za uređivanje automobila i upravljanje. NAND flash zasnovan na MLC-u s naprednim algoritmima za razrađivanje nošenja također može ispuniti ciljeve otpornosti automobila u slučajevima čitanja. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Europska komisija je odlučila o izmjeni Uredbe (EU) br. 528/2012 Europskog parlamenta i Vijeća.
NAND Flash u industrijskoj automatizaciji
Integracija NAND Flash-a s programiranim logičkim i upravljačkim sustavima
U industrijskoj automatizaciji, NAND flash često radi zajedno s programiranim logičkim uređajima, mikrokontrolerima i FPGA-ima za pohranu firmvera, podataka o konfiguraciji i operativnih dnevnika. NAND flash služi kao trajni sloj memorije u programiranim logičkim kontrolorima (PLC), ljudsko-mašinskih sučelja (HMI) i robnim računarskim čvorovima. Sposobnost pisanja i brisanja NAND flash-a u sustavu omogućuje ažuriranje firmvera, podešavanje parametara i evidentiranje grešaka bez uklanjanja uređaja iz opreme. Ova programska sposobnost u sustavu čini NAND flash izuzetno praktičnim medijem za pohranu u složenoj industrijskoj automatizaciji.
Kombinacija NAND blica s FPGA-ima i industrijskim logičkim IC-ovima omogućuje inženjerima izgradnju vrlo fleksibilnih i skalabilnih automatizacijskih platformi. Na primjer, FPGA može izvršiti logiku kontrole u stvarnom vremenu dok NAND flash čuva bitstram konfiguracije i podatke aplikacije. Ovo spajanje je uobičajeno u robotici, CNC strojevima i sustavima kontrole procesa, gdje su značajne performanse, prilagodljivost i dugoročna pouzdanost. Industrijske NAND bljeskove komponente koje ispunjavaju produžene specifikacije temperature i pouzdanosti su ključne u tim projektama, a nabava ih od kvalificiranih dobavljača osigurava da gotov sustav ispunjava očekivani životni vijek.
Standardi pouzdanosti i certificiranje za industrijsku NAND flash
Industrijski NAND bljesak podliježe strogim postupcima kvalifikacije koji uključuju produženo ispitivanje temperature, izlaganje vlažnosti, vibriranje i testiranje udaraca te ubrzano testiranje trajanja. U skladu s normama kao što su IEC 61508 za funkcionalnu sigurnost ili ISO 26262 za sigurnost automobila dodaju se još jedna dimenzija jamstva za inženjere koji dizajniraju sigurnosno kritične sustave. U slučaju da je NAND flash za industrijsku automatizaciju potrebno provjeriti, inženjeri bi trebali provjeriti dokumentaciju o kvalifikacijama komponente, ocjene radnog vijeka i kompatibilnost s sučeljejem upravljača ciljnog sustava, bez obzira na to je li taj sučelje SPI, paralelni NAND ili eMMC. U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EU) br. 528/2012 Europska komisija je odlučila o uvođenju mjera za utvrđivanje rizika od neuspjeha u proizvodnji NAND-a.
Često se javljaju pitanja
Koja je razlika između NAND flasha za potrošače i NAND flasha za industriju?
NAND flash za potrošače dizajniran je za umjerene temperaturne rasponove i ograničene cikluse izdržljivosti pogodne za osobnu elektroniku. Industrijski razred NAND flash je izgrađen za pouzdan rad u širim temperaturnim rasponima, većim brojevima P / E ciklusa i težim uvjetima okoliša. Industrijski NAND flash također obično prolazi strože testiranje kvalifikacija od varijanti za potrošače.
Može li se NAND blišnica koristiti u sigurnosno kritičnim automobilskim sustavima?
Da, NAND flash automobila, certificiran prema AEC-Q100, može se koristiti u sigurnosno kritičnim sustavima kada se poveže s odgovarajućom korekcijom grešaka, zaštitom od gubitka snage i sigurnosnim dizajnom na razini sustava. U slučaju da je NAND flash u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka, to znači da je NAND flash u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka.
Kako izdržljivost NAND bljeska utječe na dizajn industrijskih sustava?
Odoljnost NAND bljeska, mjerena u P/E ciklusima, izravno utječe na to koliko će dugo komponenta za pohranu trajati pod očekivanim opterećenjem pisanja sustava. Inženjeri moraju izračunati procijenjeni volumen pisanja tijekom životnog vijeka proizvoda i odabrati NAND flash tipa SLC, MLC ili TLC čija je vrijednost izdržljivosti veća od tog opterećenja. Algoritmi za razrađivanje nošenja implementirani u NAND flash upravljaču pomažu u ravnomjernoj distribuciji pisanja i produžavanju korisnog trajanja NAND flash uređaja.
EN
