So wählen Sie die richtigen robusten und industriellen SD-Karten für Ihre Anwendung aus

Author Henry Sun | 9. Mai 2022 | Alle, Eingebettet

Rugged Secure Digital (SD)-Karten sind für den Betrieb unter extremen Bedingungen ausgelegt. Sie haben eine höhere Toleranz gegenüber heißen und kalten Temperaturen, Vibrationen und Stößen, Sand und Partikeln sowie korrosiven Materialien und Gasen, ohne dass Daten oder Funktionalität verloren gehen.

Sie werden in geschäftskritischen und industriellen Umgebungen eingesetzt, in denen ein höheres Maß an Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit erforderlich ist. Beispielsweise müssen in Flugzeugen eingesetzte SD-Karten den ständigen Vibrationen im Flug und Turbulenzen sowie schnellen Höhenänderungen standhalten und gleichzeitig Höchstleistungen erbringen.

Robuste SD-Karten bestehen aus robusten, hochwertigen Komponenten, die über lange Zeiträume zuverlässig funktionieren, um maximale Verfügbarkeit, minimale Ausfallzeiten und einen besseren ROI bei Anwendungen mit „hoher Dichte“ zu gewährleisten. Während handelsübliches TLC-NAND ein hohes Maß an Zuverlässigkeit bieten kann, bestehen robuste SD-Karten typischerweise aus industrietauglichem TLC-NAND oder handelsüblichem TLC-NAND mit pSLC-Modus, da die Fehlerwahrscheinlichkeit bei jedem Schreibzyklus geringer ist. Robuste SD-Karten auf TLC-Basis in Industriequalität halten Temperaturen von -40 °C bis 85 °C stand. In Bezug auf die Kapazität sind sie von 16 GB bis 256 GB erhältlich.

Was sind industrielle SD-Karten?

Während die in verschiedenen Szenarien verwendete Terminologie variieren kann, handelt es sich bei industriellen SD-Karten um robuste Karten mit höheren Toleranzniveaus. TLC-Flash in Industriequalität ist aufgrund seiner überlegenen Leistung und Sicherheitsfunktionen der Goldstandard für industrielle SD-Karten.

Eine andere Art der Implementierung industrieller SD-Karten basiert auf pSLC (Pseudo Single Level Cell) mit Seitenschreibmodus als industrietaugliche Komponente. pSLC ist eine Methode zur Steuerung von NAND, um nur die oberen und unteren Zustände der Zelle zu verwenden. Es ist sehr effektiv bei der Reduzierung von Zellübersprechen, Datenbeschädigung, Lesestörungen, Stromverlust und Datenaufbewahrungsproblemen durch TLC, wodurch es fast so zuverlässig ist wie SLC NAND und daher häufig in Produktlinien in Industriequalität eingesetzt wird.

Das Unterscheidungsmerkmal industrieller SD-Karten ist eine gesperrte Stückliste (BOM). Dadurch wird sichergestellt, dass keine Änderungen an den kritischen Komponenten der Speicherkarte oder des Controllers vorgenommen werden können, ohne dass eine neue Produktnummer oder eine Vorabbenachrichtigung vergeben werden muss. Dies verhindert unerwartete Ausfälle und hilft Produktdesignern außerdem, den Übergang zu neuen Speicherkarten besser zu planen.

Wichtige Faktoren, die bei der Auswahl robuster oder industrieller SD-Karten zu berücksichtigen sind

Bei der Auswahl robuster oder industrieller SD-Karten müssen Sie die Gesamtauswirkungen auf Geschäftsprozesse und die Gesamtbetriebskosten (TCO) im Auge behalten und nicht die kurzfristigen Kosteneinsparungen. Hier sind die verschiedenen Dinge, die Unternehmenshersteller bei der Auswahl einer robusten SD-Karte für ein bestimmtes Gerät oder Szenario berücksichtigen müssen:

Kapazität und Geschwindigkeit
Nicht alle industriellen Anwendungen benötigen eine hohe Speicherkapazität oder eine superschnelle Datenübertragung. Wie bei jedem Speichergerät bleiben jedoch Geschwindigkeit und Größe die Maßstäbe für die Leistung einer SD-Karte. Abhängig von den Datentypen und der Größe der Dateien, die Sie speichern und verarbeiten müssen, bieten die meisten Anbieter robuste SD-Karten an, die planare oder 3D-NAND-Flash-Technologien in unterschiedlichen Leistungsklassen und Dichten verwenden.
Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung ist für industrielle SD-Karten kein Nice-to-have mehr. Phison ist ein Pionier auf diesem Gebiet, insbesondere im Automobilbereich, indem es leistungsstarke pSLC-Lösungen für verschiedene große Hersteller von Fahrzeugaufzeichnungskameras und Infotainmentsystemen bereitstellt. Diese Anwendungen erfordern eine hohe Leistung und eine niedrige Fehlerrate, um Sicherheit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, und die Industrieproduktpalette von Phison ist genau die richtige Wahl für sie.

Zuverlässigkeit und Ausdauer
Industriemaschinen und -geräte sind in der Regel rund um die Uhr, sieben Tage die Woche und 24 Stunden am Tag in Betrieb. Je nach Standort und Umgebung können sie extremen Temperaturen, Feuchtigkeit und eindringendem Wasser, Bewegung und Stößen, elektromagnetischen Störungen (EMI), elektrostatischer Entladung, Staub und anderen physischen Belastungen ausgesetzt sein.

Darüber hinaus können SD-Speicher auf engstem Raum untergebracht werden und sich beim häufigen Einsetzen und Entfernen verbiegen. Der von Ihnen gewählte robuste SD muss in der Lage sein, rauem Einsatz und extremen Bedingungen während seiner vorgeschriebenen Lebensdauer standzuhalten, ohne dass es zu Fehlfunktionen kommt.

Anpassung
Angesichts der umfangreichen Anwendungsfälle, in denen SD-Karten die Datenspeicherung ermöglichen, müssen Sie sicherstellen, dass die von Ihnen gewählte Karte die richtige für Ihre Anwendung oder Arbeitslast ist. Stellen Sie außerdem sicher, dass es mit jedem einzelnen Gerät oder jeder Maschine kompatibel ist, in die es eingebettet werden soll. Aus Sicht der Datenverarbeitung müssen Sie möglicherweise vom Kunden übermittelte Daten vorab laden und eine Validierung auf Geräten und Systemen von Drittanbietern durchführen.

Schutz vor Stromausfall
Kritische Prozesse in einem industriellen oder sogar kommerziellen Umfeld können durch einen Stromausfall gestört werden, was zu Umsatz- und Reputationsverlusten führen kann. Die Bedeutung des Schutzes geschäftskritischer Daten vor plötzlichen Stromspitzen oder Ausfällen kann nicht genug betont werden.

Industrielle SD-Karten verfügen über einen Firmware-Backup-Mechanismus namens Sudden Power-Off Recovery (SPOR), der die Datenintegrität bei Spannungsschwankungen und plötzlichen oder häufigen Stromausfällen gewährleistet. Wenn der Strom wieder eingeschaltet wird, verfolgt SPOR alle gültigen Daten, die nicht gespeichert wurden, und stellt sie wieder her.

Gesundheitsüberwachung
Jeder Flash-Speicher hat eine begrenzte Lebensdauer und kann nur für eine bestimmte Anzahl von Malen verwendet werden. Sie möchten nicht unvorbereitet sein, wenn eine SD-Karte kaputt geht. Ein guter Anbieter bietet eine Echtzeitüberwachung an Gesundheit Parameter wie Löschanzahl, Anzahl fehlerhafter Blöcke, Anzahl freier Blöcke und verbleibende Lebensdauer ermöglichen es Ihnen, Datenverluste zu vermeiden und einen Austausch zu planen, wenn die Karte das Ende ihrer Lebensdauer erreicht.

Die SD-Karten von Phison sind mit einer „SMART“-Zustandsüberwachung ausgestattet, die die Lebensdauer und Funktionalität der Karte maximiert und die Datenintegrität des Systems schützt. Funktionen wie Auto Read Refresh scannen Blöcke dynamisch im Hintergrund und verhindern Lesestörungsfehler, ohne laufende Lese-/Schreibvorgänge zu beeinträchtigen.

Phison verfügt außerdem über die legendäre Fähigkeit zur Zuverlässigkeitsanalyse/Fehleranalyse (RA/FA), die in seinen Betrieb integriert ist. Kunden erhalten sofortige Antworten, Vorschläge und direkte Unterstützung bei der Fehlerbehebung – über Remote-Videositzungen mit Schritt-für-Schritt-Anleitungen – wenn sie ein Problem mit ihren Industrie-SD-Karten haben.

Datenintegrität
Stellen Sie sich ein selbstfahrendes Auto mit beschädigten Daten auf der SD-Karte vor. Es könnte entscheiden, an einer roten Ampel nicht anzuhalten oder Fußgänger, die die Straße überqueren, nicht zu erkennen. Lesestörungen und Datenbeschädigungen, die durch häufiges Lesen derselben Blöcke einer Karte verursacht werden, können einen solchen Fehler verursachen.

Zuverlässigkeit und Datenintegrität sind bei industriellen SD-Karten von größter Bedeutung. Überwacht Ihre Karte den Fehlerbitpegel bei jedem Vorgang, benachrichtigt Sie, wenn die Fehlerbits in einem Block den Schwellenwert überschreiten, und verschiebt sie die Daten in einen fehlerfreien Block?

Kompatibilität
Physisch sind SD-Karten für Verbraucher und robuste oder industrielle SD-Karten nicht voneinander zu unterscheiden. Sie passen in jedes Gerät mit der richtigen Steckplatzgröße, es gibt jedoch keine Garantie, dass sie funktionieren. Das liegt an den unzähligen Standards und proprietären Einstellungen, mit denen Host-Geräte und -Systeme konfiguriert sind.

Oft müssen Sie bei Anwendungen die Firmware und Einstellungen anpassen, bevor sie verwendet werden können. Für Phison-Kunden steht eine Field Firmware Update-Funktion zur Verfügung, die ihnen jederzeit die neueste Firmware garantiert. Phison führt außerdem proaktiv Kompatibilitäts- und Funktionstests auf verschiedenen Geräten und Systemen durch, um Probleme zu erkennen und zu minimieren, die in Produktionsumgebungen auftreten könnten.

Einhaltung von Industriestandards
Während Verbraucher-SD-Karten mit minderwertigem NAND-Flash auskommen oder aus Kostengründen die neuesten NAND-Entwicklungen integrieren können, müssen Unternehmen, die robuste SD-Karten verwenden, Branchenvorschriften einhalten und Leistungsstandards erfüllen. In Branchen wie dem Gesundheitswesen, der Luftfahrt und sogar der Automobilindustrie kann ein kleiner Fehler über Leben und Tod entscheiden.

Die verschiedenen Standards, die die Herstellung und den Betrieb von SD-Karten regeln, sind:

- - - ISO 9001, ISO 14001, ISO/TS 16949
    - IEC 60529 (wasser-/staubdicht): SD IP67 und microSD IP57
    - Wählen Sie AEC-Q100-Testelemente und -Bedingungen aus
    - Phison stellt sicher, dass alle erforderlichen Zertifizierungen wie AEC-Q100, IATF 16949 und FMEA erfüllt sind. Diese stehen Kunden auf Anfrage auch zur Überprüfung zur Verfügung.

Der Phison-Vorteil

Phison ist ein erfahrener und etablierter Akteur auf dem Markt für robuste und industrielle SD-Karten mit Anwendungen in den folgenden Bereichen:

- - - Kfz-Dashboard-Kameras und DVRs mit Unterstützung für verschiedene japanische und europäische Automobilhersteller
    - Videoüberwachungskameras in verschiedenen Branchen, einschließlich der Strafverfolgung
    - Seismische Wellenrekorder in Meeresstudien
    - Beatmungsgeräte und andere medizinische Patientenüberwachungsgeräte

Phison weiß, dass die Bedeutung robuster SD-Karten aufgrund der geschäftskritischen Anwendungsfälle weit über die Fähigkeiten, Produktspezifikationen und die Bezeichnung „Industrie“ hinausgeht. Aus diesem Grund sind diese Karten auf Langlebigkeit ausgelegt und halten anspruchsvollen Arbeitsbelastungen stand. Mit den beiden Vorteilen Produktzuverlässigkeit und Lieferstabilität ist Phison der ideale Partner für Hersteller von Speichergeräten und Unternehmen, die robuste SD-Karten im industriellen Kontext verwenden.