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隨著蒸汽機(jī)、電氣化和電腦的引進(jìn)，連接、大數(shù)據(jù)分析和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，一般被稱作是第四次工業(yè)革命，或者說是工業(yè)4.0。

隨著工業(yè)領(lǐng)域中越來越多的連接裝置的出現(xiàn)，要求具有高可靠性的通訊產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)對(duì)公用和私有網(wǎng)絡(luò)的整合。這就使得對(duì)工業(yè)存儲(chǔ)的需求與日俱增，尤其是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中。

在工業(yè)領(lǐng)域，工業(yè)5G物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)匯集了很多不同的連接裝置，例如傳感器，執(zhí)行器和自動(dòng)機(jī)器。該系統(tǒng)把資料打包為一種適用于5G無線接口的格式，并在5G網(wǎng)絡(luò)上接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行反向處理。

為滿足這些行業(yè)應(yīng)用的要求，工業(yè)5G物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)必須符合5G網(wǎng)絡(luò)自身的服務(wù)級(jí)別規(guī)格（SLS）。這就意味著，網(wǎng)關(guān)不僅要能夠與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的容量相適應(yīng)，而且要能夠與之相適應(yīng)。他們也需要在嚴(yán)酷的環(huán)境中工作，比如室外，以及極端的溫度。

所以，在整個(gè)系統(tǒng)中，各個(gè)部件都要進(jìn)行合理的選擇和設(shè)計(jì)，以達(dá)到可靠性和壽命的需要。這包括機(jī)電元件，電源，半導(dǎo)體元件，特別是重要的工作編碼和資料。

使用壽命要求

在很多工業(yè)中，系統(tǒng)的更新率是以數(shù)十年為單位的。計(jì)劃外的停機(jī)費(fèi)用會(huì)很高，所以目前已安裝的網(wǎng)關(guān)需要連續(xù)使用數(shù)年，并且保證同樣的服務(wù)品質(zhì)和可靠性。半導(dǎo)體廠商通過設(shè)計(jì)規(guī)則，功率分析，模擬和加速壽命試驗(yàn)，對(duì)裝置的性能進(jìn)行定量，并對(duì)環(huán)境因素的影響進(jìn)行定量。這樣可以讓生產(chǎn)商在特定的情況下精確地確定其工作壽命。

熱工管理的重要性

在設(shè)計(jì)中，溫度是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)問題。這會(huì)影響到晶體管的很多操作參數(shù)，其中也包括泄漏電流。當(dāng)環(huán)境溫度由50℃至100℃時(shí)， NMOS晶體管的泄漏電流一般會(huì)增大10倍。這一點(diǎn)非常重要，因?yàn)楫?dāng)漏電流增大時(shí)，功率消耗也會(huì)隨之增大。所以，進(jìn)行有效的地?zé)峁芾矸浅Ｖ匾?/span>

溫度過高還會(huì)顯著地降低設(shè)備的使用壽命。在 NAND閃存中，由于溫度和溫度的變化，會(huì)給電池帶來壓力，使其產(chǎn)生較大的誤差，進(jìn)而縮短整個(gè)內(nèi)存的使用壽命。當(dāng)溫度上升時(shí)，快閃記憶體保存資料的能力會(huì)快速降低。提高20℃可以縮短10倍的數(shù)據(jù)保存時(shí)間。另一方面，由于溫度過低，很難精確地對(duì)電池上的特定電荷進(jìn)行精確的編程。初始的錯(cuò)誤速率和程序和擦除循環(huán)所需要的時(shí)間隨著溫度的變化而變化。

所有這些都是由于需要精確編程和讀出的電荷量更接近，所以在每個(gè)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)超過一個(gè)比特的多級(jí)單元（MLC）快閃存儲(chǔ)器裝置。因而，由于其可靠性較高，使用壽命較長(zhǎng)，因而工業(yè)系統(tǒng)趨向于依靠單層單元（SLC）或偽 SLC （pSLC）。

閃存控制器能夠利用各種機(jī)制來管理由環(huán)境壓力引起的影響，并將其壽命最大化。比如，損耗平衡可以保證在 Flash內(nèi)存中的每一塊上都能平均地寫入數(shù)據(jù)，這樣就不會(huì)出現(xiàn)任何塊提前失效的情況。在工業(yè)5G物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的存儲(chǔ)器單元中，可以使用復(fù)雜的糾錯(cuò)碼來進(jìn)行糾錯(cuò)。通過追蹤所需修正的錯(cuò)誤數(shù)目，控制器可以決定當(dāng)記憶體區(qū)塊需要被覆寫來避免可能的資料遺失。最后，它還能提前警告裝置是否能夠達(dá)到它的使用年限。

為滿足應(yīng)用程式效能與環(huán)境需求而優(yōu)化的 Flash控制器，是建立高品質(zhì)儲(chǔ)存系統(tǒng)以達(dá)到特定工作生命周期的關(guān)鍵。