如何正確選擇ARM核心板、ARM工控板的儲存型別?

武漢永珍奧科發表於2022-01-04
隨著嵌入式行業的快速發展,ARM核心板、ARM工控板得到越來越廣泛的應用。ARM核心板將主控制器(MPU)、記憶體、儲存、電源管理等關鍵器件打包成的一個最小系統,完善的作業系統及驅動可以極大縮短專案開發週期。本文將簡單闡述如何正確選擇合適的儲存型別。

如何正確選擇ARM核心板、ARM工控板的儲存型別?
圖 1  HD6Q-CORE


當前ARM核心板所用到的儲存(電子硬碟)大體分為兩類:Nand flash和eMMC。Nand flash儲存器是flash儲存器的一種,使用複雜的I/O口來序列地存取資料,各個產品或廠商的方法可能各不相同 ,一般是8個引腳用來傳送控制、地址和資料資訊。
eMMC 本質上還是Nand flash ,eMMC=Nand flash +快閃記憶體控制晶片+標準介面封裝,其內部整合的快閃記憶體控制器具有讀寫協議、擦寫均衡、壞塊管理、ECC校驗、電源管理、時鐘管理、資料存取等功能,極大降低了Nand-flash的使用難度。
一般來講,當主控制效能較低時(如ARM9、Cortex-A7),其所搭配的儲存容量也較低,在256M、512M時通常選擇Nand flash。當主控制效能較高時(如Cortex-A9、Cortex-A53),其所搭配的儲存容量也較高,在4GB、8GB甚至32GB時eMMC將更具價效比。

如何正確選擇ARM核心板、ARM工控板的儲存型別?
圖 2  NAND Flash與eMMC

只知道Nand flash和eMMC之間的簡單區別,還不足以選擇好儲存,接下來我們看一下Nand flash快閃記憶體顆粒對效能、安全及價格方面的影響。
Nand flash快閃記憶體顆粒主要包括四種型別:SLC、MLC、TLC、QLC。
  • 第一代SLC(Single-Level Cell)每單元可儲存1位元資料(1bit/cell),效能好、壽命長,可經受10萬次程式設計/擦寫迴圈,但容量低、成本高,市場上用的比較少;
  • 第二代MLC(Multi-Level Cell)每單元可儲存2位元資料(2bits/cell),效能、壽命、容量、成各方面比較均衡,可經受1萬次程式設計/擦寫迴圈,目前主流的核心板廠商大都配置該型別的儲存;
  • 第三代TLC(Trinary-Level Cell)每單元可儲存3位元資料(3bits/cell),效能、壽命變差,只能經受3千次程式設計/擦寫迴圈,但是容量可以做得更大,成本也可以更低,大多數固態硬碟的選擇;
  • 第四代QLC(Quad-Level Cell)每單元可儲存4位元資料(4bits/cell),效能、壽命進一步變差,只能經受1000次程式設計/擦寫迴圈,但是容量更容易提升,成本也繼續降低。

如何正確選擇ARM核心板、ARM工控板的儲存型別?
圖 3  SLC、MLC、TLC、QLC儲存圖示


綜合以上情況,若是用於一般性工業或商業應用的ARM核心板,搭載價效比較高的MLC NAND即可;若專案對資料、系統的要求極高,則需要選擇SLC儲存方案的ARM核心板,最大程度的降低因儲存導致的系統崩潰或關鍵資料丟失。
武漢永珍奧科是國內專業的嵌入式方案提供商之一,以華中科技大學數位博士為技術骨幹,推出多款板載或外接SCL NAND、MLC NAND的ARM核心板方案,豐富的軟硬體設計方案及經驗為您的產品開發保駕護航。

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圖 4  明星產品


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