萬物互聯趨勢下eMMC的應用

2021-02-07 大盛唐電子

萬物互聯是大趨勢,與之相關的應用場景之內的產品將成為存儲器最重要的應用市場,對於這些產品,由於需要大容量和開發的便捷性,存儲的首選便是eMMC。

在之前的文章中,我們提到過,隨著行動裝置基礎性能的提升,更有發展潛力的UFS快閃記憶體顯然比eMMC快閃記憶體更加適合行動裝置,也更加符合行動裝置的發展進程,所以到現在為止,在中高端手機中,基本上是USF3.0及USF2.0的天下,eMMC在行動裝置消費電子產業城池接連失陷,幾年前的華為「快閃記憶體門」也很直觀的說明了市場的選擇,這些內容都在之前eMMC相關的文章中提到過。


但eMMC快閃記憶體並不會退出歷史舞臺,eMMC快閃記憶體在如錄音筆、汽車導航、智能後視鏡、監控攝像機, AR/VR、智能手錶、遊戲機、機頂盒等領域甚至更吃香。 因為eMMC相當於Nand Flash+主控IC ,它的一個明顯優勢是在封裝中集成了一個控制器,提供標準接口並管理快閃記憶體,使得產品製造廠商就能專注於產品開發的其它部分,並縮短向市場推出產品的時間。這些特點對於希望通過縮小光刻尺寸和降低成本的NAND供應商來說,同樣的重要。


eMMC為什麼如此受歡迎,就需要回答eMMC是什麼這個問題。本公眾號在之前關於eMMC的推文中已經詳細的從物理結構和軟體結構(如圖2和圖3)兩個方面介紹過,現在僅僅是稍微回顧一下。eMMC是符合EMMC接口的存儲晶片,其實就是Nand進行一定的管理和封裝後形成的。它的物理封裝、硬體電平和腳位、軟體時序都為兼容和可替換性考慮,現在基於成本考慮一般選用MLC NAND FLASH。一般內部內置了一個控制器,解決了NAND的時序、壞塊和ECC問題。


軟體方面,eMMC晶片中有幾個分區,分別是Boot1、Boot2;RPMB partition;General Purpose Partition 1~4和User Area區,分別用於啟動系統、保存指紋信息等安全相關的數據、存儲系統或者用戶數據。

因為以上eMMC的特點,相對NAND FLASH 來說,eMMC在需要大容量存儲的市場性價比更高,且軟體處理方面更簡單。對於更新迭代較快的消費電子市場來說,製造廠商可以縮短研發周期,大大加快了產品的迭代上市。


目前有工業級、工業寬溫級和車規級eMMC,主要應用在高端家電、工業設備和汽車設備上,即手機平板除外的部分消費電子、工業產品和汽車電子領域。包括機頂盒(STB)、網絡設備、智能電視/智能家電以及各種物聯網(IoT)、可穿戴設備等。在這些產品的應用中,需要考慮的是:①容量;②應用年限(穩定性);③ 安全性。


作為非易失性存儲器市場的領導者,Macronix推出了e•MMC系列產品™ 內存滿足大容量存儲和高可靠性應用的需要,結合了多年來快閃記憶體設計經驗及其先進的內部NAND快閃記憶體製造技術。(如圖 4為旺宏eMMC 產品一覽)

憑藉在嵌入式解決方案方面的豐富經驗,Macronix能夠開發優化的管理固件,以提供更長的產品壽命和可靠的數據完整性。解決方案優化了內存映射、塊管理、損耗均衡和錯誤校正技術,以滿足設計人員對可靠性的要求。面對苛刻的應用環境的挑戰,Macronix的e•MMC™內存可以幫助設計人員提高系統可用性,減少維護工作。Macronix將其MLC NAND快閃記憶體和控制器集成在一個BGA軟體包中,並提供到主機系統的標準接口。


在單一封裝中整合了快閃記憶體與控制器的嵌入式多媒體存儲卡(eMMC)規格儲存方案,在目前的嵌入式系統,包括機頂盒(STB)、網絡設備、智能電視/智能家電以及各種物聯網(IoT)、可穿戴設備 中應用逐漸廣泛。


eMMC方案在設備內主要是做為程序代碼儲存,因此嵌入式應用的容量需求一般在8GB以下,為避免eMMC 在產品中「大材小用」造成資源浪費、成本升高,旺宏規劃eMMC產品線時,在主流的4GB容量以外,因應小容量eMMC產品需求缺口順勢推出2GB與1GB產品,不但幫助客戶在應用eMMC時有更好的性價比選擇,還依據嵌入式設備的應用特性,進一步強化產品可靠度。小容量的1-2GB產品在智能手錶這樣的應用方向是較為合適的,既沒有浪費,也提升了整體的應用體驗。


不同於手機約只有兩年的汰換周期(如圖5 應用於不同產品的Emmc 需要滿足不同的要求),嵌入式設備壽命至少三到五年,因此旺宏的eMMC產品特別強調讀寫壽命、數據完整性、斷電保護機制等方面的性能,並提供更長的供應期(五年以上),以確保終端客戶無後顧之憂,使用者使用串口命令查看擦寫次數即可判斷eMMC的使用壽命。

旺宏自主開發的eMMC控制IC與固件能夠確保每一環節的質量,也能針對客戶不同的應用需求進行客制化調整。比如智能家電、工業物聯網設備等產品特別著重於數據保存(Data Retention)能力的要求,此時就能透過提供強化設計的eMMC固件來滿足長期可靠性的要求。


質量為先,無論是在旺宏eMMC主打的針對小容量便攜設備、家電和工業設備的eMMC,還是汽車電子,質量和穩定性才是王道。比如特斯拉的老款Model S和Model X曾經出現過「eMMC 故障」,即因由於大量的日誌被寫入eMMC,導致晶片損耗過快才最終崩潰,於是出現觸控螢幕反應遲鈍、開機時間變長、屏幕死機、重啟,甚至MCU單元完全失效等問題。所以eMMC的車規級認證和足夠用戶產品使用的擦寫次數、多種極端環境下保持的穩定性,對於汽車應用來說尤其重要。對於高端家電也是如此,雖然沒有汽車的大量日誌的寫入,然而,汽車電子產業對存儲的需求主要來自於IVI、TBOX和數字儀錶盤等產品,據統計,每臺車對存儲的需求量在32GB左右,高端家電使用的8GB 的eMMC 產品,對於日常的日誌寫入和統計相對而言也需要不小的優化率和不錯的穩定性,以使得長期使用無憂。


旺宏的eMMC產品主要應用於工業電子、高端家電,除此以外,eMMC在現在和未來的一大應用市場汽車電子還尚未涉足。但是,旺宏具有通過AEC-Q100 Grade 2/3級品質考核認證的NAND FLASH,未來是否會推出符合車用市場的eMMC產品,我們拭目以待。


車用電子蓬勃發展,其應用也從影音娛樂系統、智能儀錶板及主動式先進駕駛輔助系統,轉向為智能汽車、車聯網,及自動駕駛車等新進技術,隨著新科技的運用與發展趨勢,未來的汽車宛如擁有人工智慧的電腦伺服器,對存儲器需求將大幅躍增。


如今萬物互聯的趨勢愈加鮮明,在萬物互聯的框架下,以汽車驅動的車聯網,會持續帶來巨大的數據增量。將來汽車的存儲數據主要來自信息娛樂系統、儀錶盤、ADAS系統、通信和動力系統五大方面(如圖6為車載部件架構圖),尤其是通信和ADAS系統,它的自適應巡航、自適應燈光控制、交通標誌識別等等許多功能都需要極大的數據存儲運算來維持其正常的運行,這就需要汽車存儲器能夠提供大量數據的存儲和實時傳輸,以及更快的讀寫速度。再加上車載中控、車載後視鏡、車載導航儀、行車記錄儀等標準化配置,總體都對汽車數據存儲提了更高的要求——數據傳輸更快,碼流要更大,以及數據運算的準確性。未來預計每輛汽車每天將生成72GB數據量,車聯網將和周邊的設施進行多項互聯,整體與車相關的車聯網每年將達到5000EB數據量。這對於存儲的存儲量和吞吐效率要求將會越來越高。

ADAS系統的流暢性、穩定性與汽車存儲主控技術的迭代更新都有著密切的關係,需要提供穩定的數據和碼流。車輛在錄製和調取信息的過程中,要保證數據的穩定性和及時性,如果在行駛過程中,出現卡頓或數據不穩定不僅會影響到汽車的正常行駛,甚至引發交通事故。


在智能汽車領域,筆者認為,數年內,在完全實現類似智慧型手機一樣的大移動互聯之前,在汽車完全完成車聯網,在智慧交通物聯網的建設更加完善之前,在真正的萬物互聯到來之前,eMMC都仍然是汽車領域當之無愧的存儲之王。因此eMMC產品在汽車市場仍然佔據極大的份額。


在極速的智能化面前,UFS將成為主流,然而,在完成一切基礎構建以使得萬物互聯成為可能之前,eMMC仍然具有不可撼動的地位。或許,當電子設備更加智能化那一天到來時,UFS也會被取代,畢竟智能化社會終將要到來。離開智能機,eMMC還會一切還需要它的場合。


欲了解更多詳情,請聯繫:


中國知名半導體代理商和方案設計供應商 

 大盛唐電子有限公司  

(深圳  廣州  北京 上海  西安  蘇州 香港)

相關焦點

  • 【上海站】上海移動&網銀互聯LinkWAN交流會,共探萬物互聯
    9 月 8日,上海移動&LinkWAN萬物互聯交流會登陸魔都上海。
  • 從LBS到萬物互聯 新華三提出「相對位置」理念
    此次會議是由全球室內LBS峰會組委會主辦,以「共生態享合作」為主題,旨在探討室內LBS發展趨勢以及面向物聯網的連接價值,聚焦在行業應用場景,展示LBS的發展成果,促進行業上下產業鏈交流合作,讓整個產業鏈深度合作共贏。
  • 行業動態|柔性技術讓萬物互聯更早到來
    很顯然,一年過去,柔性屏在主流消費電子行業中的應用得以證明,今年已成為趨勢。過去一年裡,全世界最主要的電子巨頭紛紛加入摺疊屏手機行業,柔性屏所能帶來的價值日益彰顯,也越來越為消費者所理解。摺疊屏、柔性屏手機所帶來的對人類需求矛盾的解決價值——人的本能需要便攜性,同時又想要擁有大屏的視頻愉悅感。但這兩點通常是矛盾的:想要便攜,屏幕就不可能很大。
  • 李開復:萬物聯網是下一個五年趨勢
    用網際網路的力量,省去了一層層的渠道商,成長就非常快;5,聰明人帶來「聰明錢」, 聰明人除了錢還會帶來人脈、資源、智慧;6,天才顛覆行業,天才加入什麼行業,什麼行業就可能被顛覆。現在越來越多的天才進入了創業領域,這個領域未來不可限量。
  • 萬物互聯時代的興起及其邊緣算法效應
    本文系黑龍江省哲學社會科學學科體系創新計劃專項「智能生活的社會人類學研究」、國家社會科學基金一般項目「質量視野下的網絡美好生活指標體系的建構」的階段性成果,項目編號分別為:19HSH012、18BSH032【摘要】作為一種新技術時代,萬物互聯時代的興起,不僅改變了人類生產方式,而且重塑了生活世界的面貌。
  • 萬物互聯時代,超萬億市場空間的物聯網或將打開?
    物聯網即「萬物相連的網際網路」,是一個將各種信息傳感設備與網際網路結合起來而形成的一個巨大網絡,實現在任何時間、任何地點,人、機、物的互聯互通。來自IDC報告顯示,2020年全球物聯網連接規模達300億,到2024年全球物聯網的連接量將接近650億,年複合增長超20%。
  • Wi-Fi6同步5G啟航,共享萬物互聯時代盛宴
    Wi-Fi6 則是第 一個為萬物互聯的世界而優化設計的 Wi-Fi 標準,它的核心假設之一是上傳和下載 速度需要對稱。Wi-Fi6 設想的應用場景是萬物互聯互通的世界,信息實時傳輸,時 延一般以毫秒計算。
  • OneNET 助推萬物互聯時代來臨!
    另外,隨著5G技術的深入發展,一個萬物互聯的世界逐漸向我們打開大門。在5G技術的加持下,運算和數據傳輸的速率會大大提升,萬事萬物將可以實現隨時隨地的與雲端交互,這使得物聯網技術會更廣泛的應用於製造、醫療、建築、服務、家庭等場景,真正廣闊的應用於社會生產與普通人的生活。
  • 2019智博會:愛普適萬物互聯智慧作業系統(APCOS)成功發布
    作為針對行業技術痛點的產物,APCOS不僅能將所有的「物聯網體碎片」連結,還可實現碎片間自由有機組合和交互,讓萬物互聯變得更簡單!」石為人教授說,使用APCOS可以輕鬆地搭建物聯網應用場景,小到區域內一個房間、一個家庭,大至一棟大樓、一個小區、一所學校、一個園區等,都可以通過BCCA和S-API將區域內的人和設備接入APCOS。」
  • 萬物互聯,奔圖印表機直上雲端
    無需電腦,直連雲端。無需連接智能雲盒或電腦,擺脫設備和線纜的束縛,為用戶節省設備成本,印表機響應速度更快捷。       山東康悅做為奔圖雲印表機總代理,在萬物互聯的當下,讓我們攜手奔圖雲列印產品,一起實現雲端列印。(以上信息來源於奔圖列印)奔圖產品詳情區域經理
  • 5G時代萬物互聯,WIFI成為過去,網際網路即將消失!
    - 工廠如果配備了光纖網絡支持下的聯網設備,系統就能在發生故障前及時通知控制中心,避免不必要的危險和損失。- 超高速的無線寬帶能夠在企業、公園、商場、地鐵站、校園等多個公共場所應用。- 新員工可以採用虛擬實境裝置進行直播學習,特別是對於一些高標準、要求較高的職業,可以採用(近)即時傳輸功能達到訊號和訊息的同步。
  • 傑科數碼:下一個萬億級市場,萬物互聯將進入快車道
    為什麼我們要做萬物互聯?農何虎表示,對這個事情首先是消費者需求,技術的成熟,競爭的催化,為什麼說競爭的催化,如果說我們不做萬物互聯,換句話說我們的競爭優勢在哪裡?就是5G的建設,中國的5G建設走在了世界前沿,也為我們打造閉環的消費生態做了充分的準備。
  • 從網際網路到物聯網,萬物互聯重塑數字世界
    如今,數以萬億的傳感器被嵌入社會的各個角落,形成了「萬物互聯」的新景象。從「網際網路」到「物聯網」,後者「連接一切」的屬性引發了新時代的數據核爆,「數據即資產」開始成為指導商業社會的基本理念。全球移動通信系統協會(GSMA)發布的《2020年移動經濟》報告顯示,2019年全球物聯網總連接數已達到120億,預計到2025年將增至246 億。未來,正以我們意想不到的速度加速到來。
  • 遠傳:萬物互聯時代的客服中心解決方案
    5G的高速互聯,為物聯網帶來了巨大變化。當網絡傳輸不再是障礙,任意設備都可以成為服務發起渠道,如何將客服中心與各種物聯網設備進行結合,完成萬物互聯時代客服中心的轉型?遠傳U-IPCC已經做好準備,打通客服中心與物聯網,跨雲計算與邊緣計算,提供海量可擴展、可定義的服務營銷場景。
  • 從萬物互聯到場景互聯,華為 EMUI 11 深度體驗
    雖然微信和地圖應用都能實現這些功能,但他們並不會用。這樣的產品,在技術上也不難實現,但因為需求過於小眾,可能永遠不會有人研發它。而這恰恰是今天智能設備的現狀,我們不斷連接著更多的設備,卻被動接受廠商的預設需求,甚至還產生了管理成本,這真的是我們想要的萬物互聯,品質生活嗎?
  • 張亞勤東京對話i-mode 之父: 移動互聯下一幕
    張亞勤表示,現在中國用戶更青睞像視頻、短視頻這樣的應用,並預言 「智能+」將成為網際網路的下一幕。夏野剛則表示,日本視頻應用滲透率很低,而開發者更在意用戶的留存時長。萬物互聯時代來臨網際網路經歷了PC網際網路和移動網際網路兩個發展時代,思維方式從過去的「快速迭代」進化到現在的「自建生態」,入口也從單一的入口變成了多入口,供給端和需求端變得同樣重要。回顧過去30年的網際網路,張亞勤認為數位化是一個重要特徵(digitalization)。
  • 【設計】智能座艙之存儲篇終篇---EMMC在車載上的趨勢
    最開始功能機要想擴展存儲一些視頻或者照片怎麼辦,就是需要一個MicroSD卡,這個卡容量就是16G或者更大以上,當然也要當時的CPU主控晶片支持,諾基亞5230最大支持的擴展SD卡就是16G容量,不過這次擴展的卡的隨著時間越來越久,擦寫次數越多,壽命越短,讀寫速度變慢,而且如果振動情況下會存在接觸不良的情況,所以不太適合用來存儲一些軟體和應用程式,只適合用來存儲文件。
  • 經濟學人社論 || 萬物互聯,萬物有芯
    Connected computers萬物互聯 Chips with everything  萬物有「芯」 How the world will change as computers spread into everyday objects萬物互聯,世界將如何改變
  • 劉志雄:後疫情時代的產業機遇,萬物互聯從製造到智造
    深圳驅動智能產業的發展應有天時、地利、人和,面向新的應用場景,線上科技與服務、大健康、智慧教育等新產業領域,將為新經濟帶來新動能。
  • 雷軍:ALOT就是萬物智能互聯
    智慧型手機大家都不會陌生,但對於AIoT很多米粉都不知道是什麼意思,還有不少網友問到了小編這個問題,下面小編通俗易懂的為小夥伴們介紹下,不代表完全準確,僅供參考吧。AIoT是什麼意思?AIoT 即 AI + IoT 的簡稱,是指人工智慧技術與物聯網在實際應用中的落地融合。