工業(yè)級(jí)SATA NANDrive? EX系列：高性能存儲(chǔ)解決方案

在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，可靠且高性能的存儲(chǔ)設(shè)備至關(guān)重要。今天，我們來深入了解一下GLS85LS1xxxG / GLS85LS1xxxQ工業(yè)級(jí)SATA NANDrive? EX系列產(chǎn)品，看看它有哪些獨(dú)特的特性和優(yōu)勢(shì)。

文件下載：GLS85LS1128G-S-I-LBJE-ND117.pdf

產(chǎn)品概述

GLS85LS1xxxG / GLS85LS1xxxQ工業(yè)級(jí)SATA NANDrive? EX系列是完全集成的固態(tài)硬盤。它將先進(jìn)的Greenliant NAND控制器與4GB、8GB、16GB、32GB、64GB或128GB的NAND閃存集成在一個(gè)多芯片封裝中。這種設(shè)計(jì)使得該系列產(chǎn)品非常適合那些對(duì)體積要求較小且需要可靠數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的嵌入式和便攜式應(yīng)用。

SATA接口的固態(tài)硬盤技術(shù)在工業(yè)PC、單板計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、人機(jī)界面（HMI）和數(shù)字標(biāo)牌顯示器、測(cè)試和測(cè)量?jī)x器、多功能打印機(jī)、機(jī)器人以及視頻設(shè)備和安全系統(tǒng)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。SATA NANDrive以其14mm x 24mm的BGA封裝，為系統(tǒng)主板提供了一種簡(jiǎn)便且節(jié)省空間的安裝方式，同時(shí)在尺寸、安全性、可靠性、耐用性和低功耗方面超越了傳統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備。

產(chǎn)品特性

接口與性能

• 接口標(biāo)準(zhǔn)：采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行ATA（SATA）主機(jī)接口，支持SATA 1.5Gb/s、3Gb/s和6Gb/s，符合SATA Revision 3.2以及ATA/ATAPI - 8標(biāo)準(zhǔn)，還支持48位地址功能集和最多32條命令的原生命令隊(duì)列（NCQ）。
• 讀寫性能：順序數(shù)據(jù)讀取速度最高可達(dá)470MB/秒，順序數(shù)據(jù)寫入速度最高可達(dá)340MB/秒（使用128KB傳輸大小在Linux上的VDBench中測(cè)試）。

電源管理

• 電源供應(yīng)：采用3.3V和1.0V電源供電。
• 功耗表現(xiàn)：不同容量的產(chǎn)品在不同工作模式下的功耗有所不同。例如，128GB產(chǎn)品在活動(dòng)模式下功耗最高可達(dá)2180mW，而在空閑/待機(jī)模式下典型功耗小于355mW，DevSleep模式下典型功耗小于70mW。

數(shù)據(jù)保護(hù)與安全

• 數(shù)據(jù)保護(hù)區(qū)域：通過用戶可選擇的保護(hù)區(qū)域增加數(shù)據(jù)安全性。
• 安全擦除：支持安全擦除（數(shù)據(jù)清理）功能。
• 序列號(hào)：工廠預(yù)編程10字節(jié)唯一ID，用戶還可再編程10字節(jié)ID。
• SMART和TRIM命令：支持SMART和TRIM命令，有助于提高數(shù)據(jù)管理效率。
• ECC糾錯(cuò)：具備強(qiáng)大的內(nèi)置ECC技術(shù)，可檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤，確保數(shù)據(jù)完整性并延長(zhǎng)SSD壽命。

耐用性

• NAND配置：采用1位/單元（SLC）的NAND配置，結(jié)合Greenliant先進(jìn)的EnduroSLC?技術(shù)。
• 高耐久性：GLS85LS1xxxG型號(hào)具有50K P/E周期，GLS85LS1xxxQ型號(hào)則高達(dá)100K P/E周期。
• 工作溫度范圍：工業(yè)級(jí)溫度范圍為 -40°C至85°C，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境。

封裝

采用BGA封裝，有兩種尺寸可供選擇：14.0mm x 24.0mm x 1.40mm，145球，1.0mm球間距，LBJE（LFBGA）；以及14.0mm x 24.0mm x 1.55mm，145球，1.0mm球間距，LFJE（LBGA）。同時(shí)，所有設(shè)備均符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

優(yōu)化的SATA NANDrive

SATA NANDrive的核心是SATA NAND閃存控制器，它將標(biāo)準(zhǔn)SATA信號(hào)轉(zhuǎn)換為閃存媒體的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。其主要組成部分包括：

• 微控制器單元（MCU）：將SATA命令轉(zhuǎn)換為閃存媒體操作所需的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。
• 內(nèi)部直接內(nèi)存訪問（DMA）：利用內(nèi)部DMA實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)與閃存媒體之間的即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，消除了傳統(tǒng)基于固件方法中與微控制器相關(guān)的開銷，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸速率。
• 電源管理單元（PMU）：控制SATA NANDrive的功耗，通過將不工作的電路部分置于睡眠模式，顯著降低了功耗。同時(shí)，閃存文件系統(tǒng)能夠處理意外的電源中斷，并具備自動(dòng)恢復(fù)功能，以確保SATA NANDrive固件的完整性。
• 嵌入式閃存文件系統(tǒng)：是SATA NANDrive的重要組成部分，其MCU固件可將主機(jī)側(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為閃存媒體的讀寫操作，提供閃存媒體損耗均衡功能，跟蹤數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)，并管理所選保護(hù)區(qū)域的系統(tǒng)安全。
• 糾錯(cuò)碼（ECC）：采用先進(jìn)算法檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤，確保數(shù)據(jù)完整性并延長(zhǎng)SSD壽命。
• 串行通信接口（SCI）：用于錯(cuò)誤報(bào)告，在產(chǎn)品開發(fā)階段，建議在PCB上提供SCI端口以輔助設(shè)計(jì)驗(yàn)證。
• 多任務(wù)接口：允許對(duì)多個(gè)閃存媒體進(jìn)行并發(fā)的讀取、編程和擦除操作，實(shí)現(xiàn)快速的順序?qū)懭胄阅堋?/li>

EnduroSLC?技術(shù)

EnduroSLC?是Greenliant開發(fā)的專有3D NAND管理技術(shù)，適用于需要超高耐久性和卓越數(shù)據(jù)保留能力的高可靠性應(yīng)用。采用1位/單元（SLC）NAND配置的EnduroSLC SSD非常適合在極端溫度、高應(yīng)力環(huán)境下的寫密集型應(yīng)用，提供了一種高可靠性的閃存存儲(chǔ)解決方案，其寫入耐久性超過了傳統(tǒng)基于平面SLC NAND的產(chǎn)品。

SMT回流考慮

預(yù)編程的NAND設(shè)備由于數(shù)據(jù)保留有溫度限制。EnduroSLC SATA NANDrive系列能夠承受多次SMT高溫工藝而不丟失數(shù)據(jù)。在生產(chǎn)過程中使用Greenliant推薦的回流曲線，有助于防止設(shè)備損壞，并確保在表面貼裝焊接過程中更好地保留任何預(yù)編程數(shù)據(jù)。

先進(jìn)的NAND管理

SATA NANDrive的集成控制器采用先進(jìn)的損耗均衡算法，將數(shù)據(jù)寫入造成的損耗均勻分布在設(shè)備的所有或選定塊中，防止出現(xiàn)頻繁編程和擦除的“熱點(diǎn)”。這種有效的損耗均衡技術(shù)優(yōu)化了設(shè)備的耐久性，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)保留能力，滿足了長(zhǎng)壽命應(yīng)用對(duì)可靠性的要求。

產(chǎn)品訂購(gòu)信息

有效組合

此外，還有相應(yīng)的評(píng)估板可供選擇，其訂購(gòu)信息也在文檔中有詳細(xì)列出。

總結(jié)

GLS85LS1xxxG / GLS85LS1xxxQ工業(yè)級(jí)SATA NANDrive? EX系列產(chǎn)品憑借其高性能、低功耗、高耐久性和可靠的數(shù)據(jù)安全特性，為工業(yè)應(yīng)用提供了一種理想的存儲(chǔ)解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求，選擇合適的容量和型號(hào)，充分發(fā)揮該系列產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。你在實(shí)際項(xiàng)目中是否使用過類似的存儲(chǔ)產(chǎn)品呢？它們的表現(xiàn)如何？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。