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如何正確選擇ARM核心板、ARM工控板的存儲類型?

發(fā)布人:武漢萬象奧科 時間:2022-01-04 來源:工程師 發(fā)布文章
隨著嵌入式行業(yè)的快速發(fā)展,ARM核心板、ARM工控板得到越來越廣泛的應(yīng)用。ARM核心板將主控制器(MPU)、內(nèi)存、存儲、電源管理等關(guān)鍵器件打包成的一個最小系統(tǒng),完善的操作系統(tǒng)及驅(qū)動可以極大縮短項目開發(fā)周期。本文將簡單闡述如何正確選擇合適的存儲類型。

圖 1  HD6Q-CORE


當(dāng)前ARM核心板所用到的存儲(電子硬盤)大體分為兩類:Nand flash和eMMC。Nand flash存儲器是flash存儲器的一種,使用復(fù)雜的I/O口來串行地存取數(shù)據(jù),各個產(chǎn)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、地址和數(shù)據(jù)信息。
eMMC 本質(zhì)上還是Nand flash ,eMMC=Nand flash +閃存控制芯片+標(biāo)準(zhǔn)接口封裝,其內(nèi)部集成的閃存控制器具有讀寫協(xié)議、擦寫均衡、壞塊管理、ECC校驗、電源管理、時鐘管理、數(shù)據(jù)存取等功能,極大降低了Nand-flash的使用難度。
一般來講,當(dāng)主控制性能較低時(如ARM9、Cortex-A7),其所搭配的存儲容量也較低,在256M、512M時通常選擇Nand flash。當(dāng)主控制性能較高時(如Cortex-A9、Cortex-A53),其所搭配的存儲容量也較高,在4GB、8GB甚至32GB時eMMC將更具性價比。

圖 2  NAND Flash與eMMC

只知道Nand flash和eMMC之間的簡單區(qū)別,還不足以選擇好存儲,接下來我們看一下Nand flash閃存顆粒對性能、安全及價格方面的影響。
Nand flash閃存顆粒主要包括四種類型:SLC、MLC、TLC、QLC。
  • 第一代SLC(Single-Level Cell)每單元可存儲1比特數(shù)據(jù)(1bit/cell),性能好、壽命長,可經(jīng)受10萬次編程/擦寫循環(huán),但容量低、成本高,市場上用的比較少;
  • 第二代MLC(Multi-Level Cell)每單元可存儲2比特數(shù)據(jù)(2bits/cell),性能、壽命、容量、成各方面比較均衡,可經(jīng)受1萬次編程/擦寫循環(huán),目前主流的核心板廠商大都配置該類型的存儲;
  • 第三代TLC(Trinary-Level Cell)每單元可存儲3比特數(shù)據(jù)(3bits/cell),性能、壽命變差,只能經(jīng)受3千次編程/擦寫循環(huán),但是容量可以做得更大,成本也可以更低,大多數(shù)固態(tài)硬盤的選擇;
  • 第四代QLC(Quad-Level Cell)每單元可存儲4比特數(shù)據(jù)(4bits/cell),性能、壽命進一步變差,只能經(jīng)受1000次編程/擦寫循環(huán),但是容量更容易提升,成本也繼續(xù)降低。

圖 3  SLC、MLC、TLC、QLC存儲圖示


綜合以上情況,若是用于一般性工業(yè)或商業(yè)應(yīng)用的ARM核心板,搭載性價比較高的MLC NAND即可;若項目對數(shù)據(jù)、系統(tǒng)的要求極高,則需要選擇SLC存儲方案的ARM核心板,最大程度的降低因存儲導(dǎo)致的系統(tǒng)崩潰或關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失。
武漢萬象奧科是國內(nèi)專業(yè)的嵌入式方案提供商之一,以華中科技大學(xué)數(shù)位博士為技術(shù)骨干,推出多款板載或外接SCL NAND、MLC NAND的ARM核心板方案,豐富的軟硬件設(shè)計方案及經(jīng)驗為您的產(chǎn)品開發(fā)保駕護航。

圖 4  明星產(chǎn)品


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