Penyimpanan memori flash adalah komponen yang ada di mana-mana di hampir setiap perangkat elektronik di sekitar kita. Ini mungkin dipandang sebagai barang komoditas saat membelinya. Namun, kenyataannya jauh dari itu ketika diperlukan untuk digunakan dalam peralatan industri. Tanpa mengetahui gambaran keseluruhan dalam hal kasus penggunaan, mudah untuk jatuh ke dalam perangkap, berpikir semua memori adalah sama, dan memutuskan murni berdasarkan harga per gigabyte. Banyak insinyur desain mungkin merasa sulit untuk membedakan antara memori flash berkualitas tinggi dan berkualitas rendah. Flash yang lebih baru dengan kapasitas yang lebih tinggi biasanya tidak berarti keandalan yang lebih baik.
Pengamatan lain pada tingkat sistem juga bahwa pengontrol memori flash sama pentingnya dengan memilih memori itu sendiri. Bersama-sama, pengontrol dan flash menentukan kualitas sistem. Oleh karena itu, keduanya perlu dipertimbangkan secara keseluruhan. Dalam artikel ini, kita akan menyelidiki mengapa tidak semua bentuk subsistem memori, SSD, atau flash drive USB dibuat sama, dan beberapa faktor penting yang perlu dipertimbangkan para engineer saat membuat keputusan pembelian untuk desain peralatan industri.
Suhu
Untuk elektronik konsumen, suhu pengoperasian mungkin sedikit berbeda. Namun, dalam banyak kasus, kami akan menggunakan komputer kami, misalnya, dalam suhu sekitar di bawah 20°C. Untuk elektronik konsumen umumnya, kisaran suhu yang diizinkan biasanya dari 0 °C hingga 40 °C, atau terkadang hingga 60 °C. Namun, dalam domain industri, suhu dan jumlah yang bervariasi bisa lebih ekstrim. Kisaran suhu industri yang dikutip adalah dari -40 °C hingga +85 °C.
Sementara semua komponen dan modul yang dirancang untuk digunakan dalam aplikasi industri akan memenuhi rentang suhu operasi yang diperpanjang, penting untuk diingat bahwa suhu yang disebutkan adalah untuk lingkungan sekitar. Secara internal, di persimpangan, suhu akan jauh lebih tinggi. Menguji perangkat ini pada suhu sekitar, katakanlah, 125°C, memberikan kepercayaan yang lebih besar pada keandalannya. Untuk mengurangi dampak suhu lingkungan yang tinggi, insinyur harus memilih komponen yang memiliki daya pengoperasian lebih rendah. Ini akan membantu menjaga suhu internal tetap rendah dan memberikan dampak positif pada tingkat sistem.
Mencoba menggunakan memori flash dan pengontrol dalam suhu yang tidak dirancang untuk itu akan menimbulkan kekhawatiran potensi kegagalan pada tahap apa pun. Kegagalan bukanlah istilah yang populer di kalangan insinyur industri. Menghentikan produksi dan memulai kembali bisa menjadi insiden yang mahal. Kegagalan peralatan secara tiba-tiba dengan cara yang tidak terkendali juga dapat menyebabkan kerusakan signifikan yang memerlukan biaya tinggi untuk diperbaiki dan dapat mengakibatkan waktu henti lebih lanjut.
Anda mungkin bertanya mengapa Anda tidak harus membeli flash drive USB 32 GB seharga, katakanlah, $10 di toko eceran, tetapi malah membeli yang lain yang terlihat sangat mirip seharga $30? Kami akan mencoba menjawab pertanyaan ini secara lebih mendetail, tetapi Anda sudah dapat mencatat bahwa untuk aplikasi industri setiap modul diuji dengan mempertimbangkan kasus penggunaan yang lebih menuntut dan memastikan produk berkualitas tinggi yang konstan untuk masa pakai yang lama.
Keandalan kelas industri dimulai dengan fabrikasi desain .
Memastikan bahwa sistem memori dirancang untuk tahan terhadap suhu industri, mungkin, adalah akhir dari proses desain panjang yang dimulai dengan kualitas industri sebagai fondasi perangkat keras. Misalnya, di Hyperstone, pengontrol memori flash kami dirancang untuk aplikasi industri yang sudah berada pada tingkat blok kekayaan intelektual (IP). Pendekatan desain IP jauh lebih ketat daripada untuk perangkat konsumen sehubungan dengan keandalan dan keamanan yang gagal.
Teknik pengujian yang telah terbukti diterapkan untuk menguji stres IP. Ini memastikan bahwa desain mencakup margin keselamatan sehubungan dengan aspek-aspek penting, seperti pencatatan jam kerja dan pengaturan waktu. Misalnya, analisis penurunan tegangan diterapkan, yang berkontribusi pada definisi kualitas industri.
Ketika suhu adalah salah satu pertimbangan utama, faktor-faktor seperti pengaturan waktu perangkat keras sangat penting. Ini membutuhkan waktu desain dan mungkin area chip untuk memastikan bahwa chip beroperasi dengan andal pada suhu yang berbeda. Pengalaman bertahun-tahun menghasilkan evolusi fitur produk dan keandalan bawaan. Setiap pengontrol baru terus menggabungkan pengetahuan kasus penggunaan industri dan dukungan khusus aplikasi yang diperoleh selama bertahun-tahun.
Pengembangan firmware adalah elemen penting lainnya. Itu perlu didekati dengan pola pikir industri yang sama dan dijalankan secara paralel dengan desain perangkat keras, terkait erat dengannya. Firmware yang digunakan dalam pengontrol flash harus menyertakan futureproofing dalam hal fleksibilitasnya. Sistem industri memiliki masa operasi khas satu dekade atau lebih, biasanya di lingkungan yang sangat menuntut. Dengan mengikuti teknik pengembangan yang memastikan firmware dikembangkan dengan cara yang sangat terstruktur, akan menghasilkan cakupan kode yang lebih besar selama verifikasi. Hal ini, pada gilirannya, menghasilkan firmware berkualitas lebih tinggi yang dapat diandalkan seperti perangkat keras yang digunakannya.
Akhirnya, pengujian adalah bagian mendasar dari memberikan sistem yang sesuai dengan penggunaan industri yang menantang. Selain siklus suhu, pengujian untuk kegagalan daya mendadak adalah bagian dari kerangka kerja intensif untuk memvalidasi bahwa produk beroperasi sebagaimana dimaksud. Tes kegagalan daya tiba-tiba mensimulasikan hilangnya daya sepenuhnya. Untuk menjaga integritas data, saat sistem melakukan pencadangan, Anda perlu memastikan bahwa tidak ada data yang hilang. Di Hyperstone, misalnya, kami menguji setiap produk dan firmware baru melalui siklus daya yang intensif.
Pertimbangan penting lainnya saat menggunakan memori flash adalah penyimpanan data yang sangat bergantung pada suhu pengoperasian. Data hilang dari flash dari waktu ke waktu, dan semakin tinggi suhu sekitar, semakin besar tingkat kehilangan data. Kehilangan terjadi apakah peralatan aktif atau tidak – alasan lain mengapa suhu menjadi pertimbangan penting. Biasanya karakteristik penyimpanan data untuk memori flash dikutip pada 25°C. Dalam lingkungan industri, akan cukup umum untuk melihat peralatan yang mengalami suhu 60°C atau lebih, dan ini memiliki dampak besar pada penyimpanan data. Misalnya, jika Anda meningkatkan suhu sistem memori dari suhu kamar ke 60°C, tingkat retensi data kemungkinan akan berkurang hingga 20 kali lipat. Kedengarannya sangat banyak. Ini banyak. Data mungkin hilang setelah 6 bulan, bukan 10 tahun. Pilihan flash serta fitur penyegaran yang dikelola oleh pengontrol dapat melindungi data Anda.
Memastikan dukungan produk jangka panjang
Hanya beberapa pemasok yang benar-benar siap memberikan dukungan produk jangka panjang. Pemasok memori dan pengontrol pilihan Anda harus selalu bersama Anda di setiap langkah, mulai dari konsep desain awal hingga produk dalam kehidupan. Poin terakhir ini sangat relevan untuk aplikasi industri di mana masa pakai mungkin sepuluh atau bahkan dua puluh tahun daripada dua atau mungkin maksimum lima tahun untuk produk konsumen. Misalnya, dedikasi Hyperstone terhadap umur panjang dicontohkan dengan tetap mendukung pengontrol kartu CF yang diperkenalkan pada tahun 2003.
Pemasok perlu terlibat dengan pelanggan sedini mungkin untuk merancang yang terbaik untuk kebutuhan aplikasi mereka. Misalnya, di Hypestone, pertanyaan pertama kami mungkin:‘Apa Kasus Penggunaan Anda?' Bersama dengan pelanggan, kami dapat menggunakan alat seperti Use Case Tracker kami untuk menilai secara tepat bagaimana aplikasi mengakses dan menekankan media penyimpanan. Kami dapat menentukan parameter tertentu, seperti pola akses, kecepatan tulis dan baca, frekuensi akses yang diperlukan untuk mengoptimalkan firmware, memilih konfigurasi dan kapasitas yang tepat, sehingga memaksimalkan keandalan dan mengoptimalkan biaya.
Kemudian selama masa pakai produk, masalah mungkin ditemui yang hanya dapat dianalisis oleh vendor pengontrol. Antarmuka debugging dan fitur protokol yang terintegrasi ke dalam pengontrol dan arsitektur firmware membantu vendor seperti Hyperstone menganalisis kesalahan jika terjadi. Dalam 99,9% kasus, kita dapat melihat apa yang terjadi dan mengambil tindakan untuk mencegahnya terjadi lagi. Coba lakukan itu dengan pengontrol lampu kilat konsumen!
Kesimpulan
Saat mempertimbangkan media penyimpanan flash yang harus memenuhi tuntutan lingkungan industri yang ketat, para insinyur mungkin ingin memberi perhatian khusus pada suhu, tingkat pengujian industri, dukungan seumur hidup, dan ketersediaan jangka panjang. Menyelaraskan konfigurasi dengan kasus penggunaan dengan sistem dapat menghemat uang dan sakit kepala. Jika tidak, Anda mungkin akan mendapatkan solusi hebat yang tidak sesuai dengan aplikasi Anda
