如何正确选择ARM核心板的存储类型

随着嵌入式行业的快速发展，ARM核心板、ARM工控板得到越来越广泛的应用。ARM核心板将主控制器（MPU）、内存、存储、电源管理等关键器件打包成的一个最小系统，完善的操作系统及驱动可以极大缩短项目开发周期。随着核心板产品使用，越来越多的用户发现文件系统的重要性，因为一旦文件系统崩溃，将给系统带来严重灾难-数据丢失！那么如何避免问题的出现呢呢?本文将简单阐述如何正确选择合适的存储类型。

 图 1-CoM-335X核心模块

当前ARM核心板所用到的存储（电子硬盘）大体分为两类：Nand flash和eMMC。Nand flash存储器是flash存储器的一种，使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同 ，一般是8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。

eMMC 本质上还是Nand flash ，eMMC=Nand flash +闪存控制芯片+标准接口封装，其内部集成的闪存控制器具有读写协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数据存取等功能，极大降低了Nand-flash的使用难度。

一般来讲，当主控制性能较低时（如ARM9、Cortex-A7），其所搭配的存储容量也较低，在256M、512M时通常选择Nand flash。当主控制性能较高时（如Cortex-A9、Cortex-A53），其所搭配的存储容量也较高，在4GB、8GB甚至32GB时eMMC将更具性价比。

图 2   NAND Flash与eMMC 

只知道Nand flash和eMMC之间的简单区别，还不足以选择好存储，接下来我们看一下Nand flash闪存颗粒对性能、安全及价格方面的影响。

Nand flash闪存颗粒主要包括四种类型：SLC、MLC、TLC、QLC。

• 第一代SLC（Single-Level Cell）每单元可存储1比特数据(1bit/cell)，性能好、寿命长，可经受10万次编程/擦写循环，但容量低、成本高，市场上用的比较少；
• 第二代MLC（Multi-Level Cell）每单元可存储2比特数据(2bits/cell)，性能、寿命、容量、成各方面比较均衡，可经受1万次编程/擦写循环，目前主流的核心板厂商大都配置该类型的存储；
• 第三代TLC（Trinary-Level Cell）每单元可存储3比特数据(3bits/cell)，性能、寿命变差，只能经受3千次编程/擦写循环，但是容量可以做得更大，成本也可以更低，大多数固态硬盘的选择；
• 第四代QLC（Quad-Level Cell）每单元可存储4比特数据(4bits/cell)，性能、寿命进一步变差，只能经受1000次编程/擦写循环，但是容量更容易提升，成本也继续降低。

图 3   SLC、MLC、TLC、QLC存储图示 

综合以上情况，若是用于一般性工业或商业应用的ARM核心板，建议大家选择EMMC存储的核心模块，现在的EMMC容量大，而且内置各种NAND管理机制，让用户更方便使用。而直接接口NAND的核心模块，需要自己通过文件系统去管理，无形中增加了出错的风险。另外用户在选购核心模块的时候，最好是问清楚商家，要选型可靠性高内置MLC NAND的EMMC比较好；若项目对数据、系统的要求极高，则需要选择内置SLC NAND的EMMC存储方案的ARM核心板，最大程度的降低因存储导致的系统崩溃或关键数据丢失。

另外，读写速度也是一个性能的追求，当前EMMC的版本都是V5.1，但是实际上受到内部NAND读写的制约，读写速度会有不同的。我举个例子：以下是大家常规使用KLM8G1GETF-B041(三星公司8G EMMC)的参数,另外一个是国产FEMDRW008G-88A39的参数：

图4   三星的EMMC的读写速度 

图 5   江波龙EMMC的读写速度

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