logotypen
 
 

IN FOCUS

Suojaa datasi kunnolla

SSD-levyt tarjoavat luontaisesti korkean luotettavuuden kaikentyyppisiin sovelluksiin, aina aloitustason kuluttajalaitteista kriittisiin järjestelmiin. Asianmukaiset tietosuojamekanismit voivat maksimoida levyn käyttöiän toteuttamalla ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä tarpeen mukaan, kertoo Silicon Motion artikkelissaan.

Lue lisää...

Flash-muisteista on tullut sulautettujen sovellusten suosituin haihtumaton tallennusväline. Syitä on monia. Flash-muisti on kompakti luotettavaan pitkäaikaiseen datan tallennukseen sopiva tallennusväline, joka toimii laajalla lämpötila-alueella ja kestää erilaisia olosuhteita kuten iskuja ja värähtelyjä huomattavasti paremmin kuin pyöriviä osia sisältävät tallennusvälineet.

Artikkelin kirjoittaja Victor Tsai SMART Modular Technologiesilla flash-tuotteiden johtajana.

Vaikka flash-muisti soveltuu hyvin käytettäväksi sulautetuissa sovelluksissa, on kuitenkin tärkeää valita juuri kulloisiinkin vaatimuksiin soveltuva formaatti ja kotelointi. Monissa teollisuussovelluksissa vaarana on pölyn ja muiden saasteiden tunkeutuminen laitteistoihin. Kosteuden vaihtelut ja ilmassa mahdollisesti olevien tulenarkojen räjähdysherkkien kemikaalien läsnäolo heikentävät metallisia sähköliitäntöjä, jolloin järjestelmät voivat vikaantua. Suunnittelijoiden onkin tarkkaan mietittävä minkä tyyppiset flash-muistituotteet soveltuvat parhaiten mihinkin käyttökohteeseen.

Laaja valikoima flash-muisteja

Koska flash-muisteja käytetään paljon kuluttajille ja kaupalliseen käyttöön tarkoitetuissa tietotekniikan tuotteissa, niistä on tarjolla kapasiteetiltaan ja suorituskyvyltään vaihtoehtoisia malleja runsaasti. Piirisuunnittelijan ja ohjelmistokehittäjän näkövinkkelistä laitteistoliitäntöjen suunnittelu on yleensä helppoa ja ohjelmistotuki on suoraviivaista. Helppokäyttöisyyttä edesauttaa suurelta osin se, että kaikki flash-muistin muistinhallinta tapahtuu muistimoduulissa itsessään, jolloin mitään hallintatoimintoja ei jää sovellusohjelmoijalta huomioimatta ja sovellusten kannalta haihtumaton muisti toimii kuin virtuaalinen levyasema.

Flash-muisti edellyttää kuitenkin tehokkaampia datanhallinnan ominaisuuksia kuin mitä perinteisissä magneettisissa levyasemissa tarvitaan. Yksi tällainen hallintaelementti on tarve tuhota edellisen muistilohkon data ennen kuin siihen kirjoitetaan uutta dataa sen sijaan, että yksinkertaisesti muistipaikkaan kirjoitettaisiin suoraan uutta dataa, jolloin siellä ennestään ollut data häviää. Flash-muistin solut ohjelmoidaan vetämällä varautuneita partikkeleita tyypillisesti kvanttitunneliprosessilla kelluvalle hilalle, joka sijaitsee normaalin transistorin ohjaushilan ja transistorin kanavan välissä. Varautuessaan liukuva hila pitää transistorikanavan auki myös silloin, kun tehoa ei syötetä ohjaushilaan, koodaamalla sen ei-nollaksi. Ainoa tapa kumota tämä on muistisolun nollaaminen, jolloin ohjelmoimaton tila palautuu.

Haittapuolena on myös se, että varaus- ja purkausjaksot vahingoittavat pikku hiljaa flash-muistin rakennetta. Miljoonien kirjoitusjaksojen jälkeen transistorin kyky tallentaa dataa luotettavasti saattaa heiketä, jolloin se pitää poistaa käytöstä. Muistin elinaikana toisiin muistipaikkoihin voidaan kirjoittaa useita kertoja uudelleen samalla, kun toiset voivat jäädä lähes käyttämättömiksi. Jotta vältyttäisiin koko muistin hylkäämiseltä ja korvaamiselta uudella, tallennusmoduulissa oleva ohjain aktiivisesti hallitsee datan sijoittelua flash-muistilohkoihin. Näin vältetään se, etteivät mitkään solut joudu liian suurelle käytölle.

Tyypillisesti sovelluksen muistiavaruuden segmenteistä eniten toistuvia uudelleen kirjoituksia, kuten ohjelman suorituksen aikaisia säännöllisiä data-arvojen varmennustallennuksia haihtumattomaan muistiin, ohjataan fyysisen muistin eri lohkoihin. Näin tasapainotetaan jokaisen soluryhmän vastaanottamien kirjoituskertojen määrää flash-muistin elinaikana.

Muistin hallinta

Tiedostojärjestelmän ja muistinohjaimen välinen tiedonsiirto on tärkeässä asemassa muistin käyttöiän saamisessa mahdollisimman pitkäksi. Yksinkertaisissa flash-hallinnan suunnitteluissa riskinä on, että ohjain yrittää siirtää ja uudelleen kirjoittaa datalohkoja, jotka on poistettu tiedostojärjestelmän tasolla, koska sillä ei ole keinoa päätellä ovatko muistilohkot yhä käytössä vai eivät. Monet flash-ohjaimet tukevat nykyisin TRIM-komentoa, joka tarjoaa yhteyden tiedostojärjestelmän ja flash-ohjaimen välille, jolloin tarpeettomaksi käyneet datalohkot siirretään asianmukaisesti. Ne yksinkertaisesti pyyhitään pois, kun on tarve kirjoittaa uutta dataa muistipaikkaan. Kun tarpeettomia kirjoitusoperaatioita saadaan vähennettyä, TRIM-komennon ansiosta flash-muistin käyttöikää saadaan pidennettyä.

Vaikka siirrettävän tallennusmedian ratkaisut vapauttavat suunnittelijan flash-muistin muistinhallinnan suunnittelusta ja pidentävät muistien käyttöikää, ne eivät kuitenkaan useinkaan sovellu sellaisenaan sulautettuihin järjestelmiin, joita käytetään teollisuudessa ja muilla aloilla, joissa laitteen tarvitsee sopia ympäristöönsä. Puolijohdekiintolevyt eli SSD:t ovat verrattain yleiskäyttöisiä, sillä ne on suunniteltu käytettäväksi perinteisten kiintolevyjen sijasta iskuille ja värähtelyille alttiissa järjestelmissä. SSD-levyjä käyttävät järjestelmät voi olla syytä asentaa iskuavaimentaviin runkoihin, jotta varmistetaan kaapelointien kytkentöjen pysyvyys kuljetuksen ja käytön aikana.

Siirrettävän median haasteita

CompactFlash Card-, SD Card- ja MultiMediaCard- eli MMC-standardeihin perustuvat siirrettävän median laitteet ovat kooltaan pieniä ja keveitä. Iskujen ja värähtelyjen aiheuttamat ongelmat on kuitenkin pidettävä mielessä ja käytössä onkin erilaisia lukitusmenetelmiä varmistamassa, etteivät iskut ja värähtelyt pääse irrottamaan muistia liitännästään. Siirrettävien korttien suuri ongelma on suurten SSD-korttien nastaliittimien tapaan kemiallisten yhdisteiden ja pölyn muodostuminen teollisuuden tuotantoympäristöissä. SD- ja MMC-kortit ovat erityisen herkkiä, sillä kortinreunaliittimiin kulkeutuu helposti korroosiota ja pölyä ellei niitä ole suojattu.

Yksi vaihtoehto on luopua siirrettävyydestä ja käyttää suoraan piirilevylle juotettuja muistipiirejä. Suorat kiinteät liitännät yhdessä luotettavan koteloinnin ja juotevalintojen kanssa vähentävät merkittävästi kemiallisten yhdisteiden ja pölyn aiheuttamia ongelmia. Tuotekehityksessä tulee tällöin ottaa huomioon, että flash-hallinta tarvitsee enemmän paneutumista. Toinen vaihtoehto on ottaa riski, että tuotteen elinkaari jää lyhyemmäksi, jos ei haluta panostaa sellaisen laiteohjelmiston kirjoittamiseen, jolla lisättäisiin mahdollisuus käytön tasapainottamisen ja TRIM-komentojen kaltaisten toimintojen suorittamiseen.

On myös olemassa vaihtoehto, jossa yhdistyy juotetun muistinpiirin luotettavuus ja siirrettävän flash-median helppokäyttöisyys. Kyseessä on sulautettu MultiMediaCard eli eMMC-standardi. Alun perin mobiilisovelluksiin kehitetty eMMC yhdistää flash-muistit ja ohjaimen yksittäiseen BGA-koteloon pakattuna.

eMMC-standardi

eMMC:lle on olemassa erikokoisia kotelointivaihtoehtoja. JEDEC-standardissa määritellään 100, 153 tai 169 juotosnystyä käsittävät ja 8-bittisillä rinnakkaisliitännöillä tiedonsiirtoa varten varustetut BGA-kotelot, jotka tarjoavat hyvän kompromissin tehokkaan suorituskyvyn ja PCB-suunnittelun helppouden välillä. Esimerkiksi 100-nastaisessa formaatissa käytetään isompia juotosnystyjä, jolloin voidaan hyödyntää edullisempia PCB-tuotantoprosesseja. Kaikissa tapauksissa juotettavien liitäntöjen suuri suhteellinen osuus teho-, maatto- ja signaaliliitäntöihin nähden takaa erinomaiset liitokset painetun piirilevyn ja muistin välillä, mikä varmistaa hyvän kestävyyden iskuja ja värähtelyjä vastaan.

Vaikka eMMC-standardi onkin alun perin kehitetty kuluttajalaitteita varten, ohjaimen lisääminen muistiin ja standardin mukainen BGA-kotelointi tekevät siitä suunnittelijalle käyttövalmiin, kun halutaan suunnitella sulautettuja ratkaisuja hankaliin ympäristöoloihin. Erikoistuneet valmistajat kuten SMART Modular Technologies käyttää teollisuustason flash-piirejä ja kotelointimateriaaleja eMMC-ratkaisuissaan, jotka on tarkoitettu toimimaan laajoilla lämpötila-alueilla.

Piiriin sisältyvän ohjaimen ansiosta eMMC-ratkaisut tarjoavat vakio-ominaisuuksien lisäksi sellaisia toimintoja kuten kuormituksen/kulumisen tasoitus (wear levelling) ja TRIM-yhteensopivuutta, jotka lisäävät toimintavarmuutta. Esimerkiksi DuraFlash-sarjan eMMC-ratkaisut tukevat ECC-virheenkorjausta, jolloin tiedonsiirron luotettavuus järjestelmään ja järjestelmästä paranee merkittävästi. Käytettävissä on useita erilaisia EEC-teknologioita. SMART soveltaa harvennettua pariteetintarkistuskoodia sen tarjoaman tehokkaan virheentunnistuksen ja -korjauksen ansiosta.

DuraFlashin tarjoamien ominaisuuksien ansiosta asiakkaat ovat pystyneet parantamaan tuotteidensa luotettavuutta merkittävästi. Esimerkkinä voidaan mainita, että eräällä asiakkaalla oli ongelmia siirrettävien SD-korttien kanssa pikaruokakeittiöihin tarkoitetuissa tuotteissa. Rasva ja muut likaavat aineet tunkeutuivat helposti SD-korttien muistipaikkojen kontakteihin, jolloin seurasi välittömiä yhteyskatkoksia ja järjestelmän osia putosi pois käytöstä. Kun SD-korttitallentimet korvattiin DuraFlash-sarjan eMMC-komponenteilla, vältyttiin näiltä ongelmilta menettämättä kuitenkaan sisäisen flash-hallinnan ja kestävän haihtumattoman tallennuksen tarjoamaa mukavuutta.

Vaikka sulautettujen järjestelmien suunnittelijoilla onkin useita vaihtoehtoja tarjolla haihtumattomien muistiratkaisujen suunnitteluun, ympäristön ominaisuudet nostavat juotettavan vaihtoehdon varteenotettavaksi vaihtoehdoksi. eMMC-teknologialla on mahdollista saavuttaa siirrettäviin tallennusvälineisiin liittyvät edut ilman, että luotettavuudesta tarvitsisi tinkiä lainkaan.

MORE NEWS

Yokogawa istutti datankeruunsa PC:n kylkeen

Mittaus- ja testausyritys Yokogawa Test & Measurement on julkaissut uuden SL2000 High-Speed Data Acquisition Unit -laitteen, joka tuo perinteisen ScopeCorderin tehon suoraan PC:n ohjaukseen. Käytännössä kyse on siitä, että aiemman DL950:n ydin on siirretty PC-pohjaiseen järjestelmään, ilman omaa näyttöä, mutta varustettuna tehokkaalla datansiirrolla ja kehittyneillä ohjelmistoilla.

Oikein tehtynä jokainen NFC-liitos on erittäin turvallinen

NFC-teknologia (Near Field Communication) on jo pitkään mahdollistanut langattoman, nopean ja helppokäyttöisen yhteyden esimerkiksi maksutilanteissa, älylaitteiden yhdistämisessä ja tuotteiden tunnistamisessa. Viime vuosina turvallisuusnäkökulma on noussut keskiöön, ja oikein toteutettuna NFC-yhteydestä voi tulla paitsi vaivaton myös erittäin turvallinen.

Läpimurto akkuteknologiassa – litiumionien liike paranee 30 prosenttia

Tutkijat Münchenin teknillisestä yliopistosta (TUM) ovat kehittäneet uuden materiaalin, joka mahdollistaa litiumionien liikkeen yli 30 prosenttia aiempaa nopeammin. Kyseessä on maailmanennätys ionien johtavuudessa ja samalla merkittävä askel kohti tehokkaampia ja turvallisempia kiinteäakkuja.

OnePlus ottaa tietoisen riskin: tilakytkin vaihtuu monitoiminappiin

OnePlus on päättänyt luopua yhdestä tunnistettavimmista ominaisuuksistaan eli fyysisestä Alert Slider -tilakytkimestä ja korvata sen uudella ohjelmoitavalla Plus Key -painikkeella. Muutos on osa yhtiön uutta tekoälystrategiaa, jonka keskiössä on ”käyttäjäkohtaisesti mukautuva älykkyys”.

Nokia tappaa kuparin kuluttajien yhteyksistä

Nokian eilen julkistaman uuden 25G PON -linjakortin voi sanoa merkitsevän kuparikaapelointiin perustuvien kuluttajalaajakaistojen lopun alkua. Yhtiön mukaan uutuus tuo todelliset 10 gigabitin yhteydet koteihin kustannustehokkaasti. Tämä tekee kupariyhteyksistä teknisesti ja taloudellisesti vanhentuneita.

Xiphera palkittiin laitepohjaisesta salauksestaan

Suomalainen Xiphera on voittanut arvostetun ECSO STARtup Award 2025 -palkinnon Euroopan kyberturvallisuusjärjestön järjestämässä kilpailussa Haagissa. Palkinto myönnettiin yrityksen huippuluokan laitteistopohjaisista kryptografiaratkaisuista, jotka tarjoavat korkean turvallisuustason kriittisille toimialoille, kuten energia-, puolustus- ja tietoliikennesektorille.

Jokainen pörssiasiakas on 65,1 metrin kuituyhteyden päässä

Pörssikauppa Pohjoismaissa toimii yhä tarkasti säädellyissä olosuhteissa, vaikka teknologia loikkaa pilveen. Nasdaqin ja AWS:n huhtikuussa julkistama yhteistyö vie markkinainfrastruktuurin uudelle aikakaudelle, mutta yksi asia pysyy: jokaisella kaupankäyntiosapuolella on edelleen yhtä pitkä matka pörssijärjestelmään – kirjaimellisesti.

Siirtyminen 22 nanometriin on Silicon Labsille iso askel

Silicon Labs on julkistanut uuden sukupolven järjestelmäpiirit (SoC), jotka merkitsevät merkittävää teknologista harppausta yhtiön historiassa. Uudet Series 3 -piirit, SiXG301 ja SiXG302, valmistetaan edistyksellisellä 22 nanometrin valmistustekniikalla, mikä parantaa huomattavasti suorituskykyä, energiatehokkuutta ja integroitavuutta aiempiin sukupolviin verrattuna.

Arm-pohjainen prosessori pidentää selvästi läppärin käyttöikää

Uuden sukupolven kannettavat tietokoneet hyötyvät nyt merkittävästi Arm-pohjaisten prosessoreiden energiatehokkuudesta. HP:n uusimmat OmniBook 5 -sarjan mallit osoittavat, että kannettavan akunkesto voi yltää jopa 34 tuntiin. Tämä tarkoittaa useita päiviä tavallisessa käytössä ilman lataustarvetta.

Tekoäly tekee kyberhyökkäyksistä automatisoituja

Kyberhyökkäysten tahti kiihtyy globaalisti tekoälyn ja automaation myötä. Fortinetin kyberturvatutkimusyksikkö FortiGuard Labsin tuoreen Global Threat Landscape 2025 -raportin mukaan rikolliset hyödyntävät yhä enemmän automatisoituja työkaluja haavoittuvuuksien etsimiseen ja hyödyntämiseen, mikä lyhentää merkittävästi aikaa ensimmäisestä skannauksesta varsinaiseen hyökkäykseen.

Rustin rooli Linuxissa kasvaa

Uusimman Linux-ytimen version 6.15 myötä Rust-ohjelmointikielen tuki ottaa seuraavan askeleen ytimeen integroinnissa. Vaikka Rustin osuus on edelleen pieni, sen laajentaminen esimerkiksi ajastinjärjestelmään (hrtimer) ja ARMv7-arkkitehtuurin tuonti mukaan kertoo, että Rustille on löytymässä todellista käyttöä maailman tärkeimmässä avoimen lähdekoodin ohjelmistoprojektissa.

Mobiilinetti on kaupungeissa selvästi parempi

Liikenne- ja viestintävirasto Traficomin mukaan mobiiliverkon laatu vaihtelee Suomessa huomattavasti alueittain. Bittimittari.fi-palvelun mittausten perusteella suurimmat erot näkyvät yhteysnopeuksissa kaupunkien ja maaseudun välillä.

Telian datakeskus lämmittää 14 000 kerrostalokaksiota

Telian Helsinki Data Center pystyy nyt lämmittämään jopa 14 000 kerrostalokaksiota. Tämä on mahdollista, kun datakeskuksen hukkalämmön talteenoton kapasiteetti nostettiin keväällä 2025 peräti 90 prosenttiin aiemmasta 60 prosentista.

Tekoäly pysäyttää junan vaaratilanteissa

VTT ja teknologiayhtiö ToolTech ovat kehittäneet tekoälypohjaisen sensorijärjestelmän, joka parantaa turvallisuutta ja tuottavuutta haastavissa ympäristöissä – aina sumuisista rautateistä pölyisiin kaivoksiin. Uusi järjestelmä kykenee havaitsemaan esteet, kuten ihmiset ja eläimet, jopa 200 metrin etäisyydeltä ja ilmoittamaan niistä ajoneuvon kuljettajalle reaaliajassa.

Siemens tuo tekoälypohjaisen piirikorttisuunnittelun myös pienemmille yrityksille

Siemens on julkaissut uudet PADS Pro Essentials ja Xpedition Standard -ohjelmistot, jotka tuovat tekoälyavusteisen piirikorttisuunnittelun (PCB) myös pienempien yritysten ja suunnittelutiimien ulottuville. Työkalut ovat tuttuja Mentorilta, jonka Siemens osti jo vuosia sitten.

Uusi akku jopa kolminkertaistaa sähköauton kantaman

Sähköautojen toimintamatka voi tulevaisuudessa nousta täysin uudelle tasolle, kiitos uuden kiinteäelektrolyyttisen akun, jonka energiatiheys on huikeat 525 Wh/kg. Akun kehittäjä on kiinalainen Gotion, joka on osittain Volkswagenin omistama.

Kiinalaistutkijat kehittivät piilolinssin, jolla näkee pimeässä

Kiinalaiset tutkijat ovat onnistuneet kehittämään maailman ensimmäisen piilolinssin, jonka avulla ihminen voi nähdä pimeässä – ainakin tietyissä olosuhteissa. Innovaatio perustuu infrapunavaloon ja sen muuntamiseen näkyväksi valoksi silmälle.

ST:ltä kova saavutus: kaksi kiihtyvyysanturia samaan koteloon

STMicroelectronics on tehnyt merkittävän teknologisen läpimurron julkaisemalla uuden sukupolven älyanturin, joka yhdistää kaksi erillistä kiihtyvyysanturia samaan poikkeuksellisen pieneen (3 x 2,5 mm) koteloon. Tämä on ensimmäinen kerta, kun samassa moduulissa yhdistyy laajalle G-voima-alueelle skaalautuva mittauskyky, sulautettu tekoäly ja erittäin tarkka liikkeentunnistus.

Näin QR-huijaus toimii

QR-koodit ovat tulleet osaksi arkea: niitä käytetään ravintolamenuihin tutustumiseen, maksamiseen ja nopeaan kirjautumiseen eri palveluihin. Mutta juuri tämä tuttuus tekee niistä vaarallisia. Rikolliset ovat alkaneet hyödyntää QR-koodeja huijauksiin, joissa ihmiset johdatellaan huomaamatta väärennetyille sivustoille. Näillä sivuilla uhrilta kalastellaan henkilökohtaisia tietoja – kuten pankkitunnuksia – tai pyritään asentamaan haittaohjelmia hänen laitteelleen.

Halvoissa Android-televisiobokseissa vakavia tietoturvariskejä

Liikenne- ja viestintävirasto Traficom kehottaa kuluttajia olemaan tarkkana Android TV -medialaitteiden hankinnassa. Markkinoilla liikkuu erityisesti tuntemattomien valmistajien edullisia laitteita, joissa on havaittu vakavia tietoturvaongelmia – osa laitteista on jopa sisältänyt haittaohjelmia suoraan pakkauksesta.

3D-tulostus on tie kestävään elektroniikkavalmistukseen

ETN - Technical articlePerinteinen elektroniikan valmistus perustuu prosesseihin, jotka johtavat usein materiaalihävikkiin, korkeisiin työkalukustannuksiin ja merkittäviin varastointikuluihin. Viime vuosina lisäävä valmistus (additive), erityisesti 3D-tulostus, on kuitenkin alkanut nousta varteenotettavaksi vaihtoehdoksi elektroniikan valmistuksessa, sillä se tarjoaa lisää suunnittelun joustavuutta sekä mahdollisia ympäristö- ja taloudellisia etuja.

Lue lisää...

Näin otat tekoälyn käyttöön teollisuudessa

Vaikka monet organisaatiot ovat jo ottaneet käyttöön perinteisiä tekoälyagentteja, tie täysin autonomisiin tekoälyagentteihin voi sisältää haasteita. Tekemällä strategisia investointeja ja omaksumalla metodisen lähestymistavan agenttien skaalaamiseen, sekä niiden erityisten roolien määrittelyyn, teollisuusyritykset voivat päästä loputtomalta tuntuvien kokeilujen yli ja alkaa nauttia tekoälyagenttien hyödyistä todellisessa elämässä, kirjoittaa teollisuuden ohjelmistoja kehittävän IFS:n tekoälyjohtaja Bob De Cuax.

Lue lisää...

 

Tule tapaamaan meitä tulevissa tapahtumissamme.
R&S-seminaareihin saat kutsukirjeet ja uutiskirjeet suoraan sähköpostiisi, kun rekisteröidyt sivuillamme.
 
R&S -seminaari: Calibration
Tampereella 22.5.2025 (rekisteröidy)
 
R&S -seminaari: Aerospace & Defence Testing
Tampereella 5.6.2025. Tiedustelut asiakaspalvelu@rohde-schwarz.com
 

 

LATEST NEWS

NEW PRODUCTS

 
 
article