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為物聯(lián)網(wǎng)程序存儲器應用選擇和使用正確的閃存技術

2512881 2022-11-25 | pdf | 211.0KB | 次下載 | 免費

資料介紹

隨著物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點變得越來越強大，處理要求可能會增加到需要完整的嵌入式操作系統(tǒng) (OS)（例如 Linux）才能正確管理所有正在運行的任務的復雜性的水平。雖然將此代碼存儲在閃存 microSDHC 卡上很方便，但大多數(shù)閃存 microSDHC 卡僅設計用于數(shù)據(jù)存儲而不是操作系統(tǒng)存儲，盡管供應商已經(jīng)提出了一些創(chuàng)新的解決方案。隨著物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點變得越來越強大，處理要求可能會增加到需要完整的嵌入式操作系統(tǒng) (OS)（例如 Linux）才能正確管理所有正在運行的任務的復雜性的水平。雖然將此代碼存儲在閃存 microSDHC 卡上很方便，但大多數(shù)閃存 microSDHC 卡僅設計用于數(shù)據(jù)存儲而不是操作系統(tǒng)存儲，盡管供應商已經(jīng)提出了一些創(chuàng)新的解決方案。本文介紹了嵌入式操作系統(tǒng)的作用，以及為什么將操作系統(tǒng)和應用程序代碼都放在 IoT 節(jié)點中的 microSDHC 閃存卡上通常是明智的。然后它解釋了閃存卡退化的模式以及操作系統(tǒng)如何特別受到這種退化現(xiàn)象的影響。然后它展示了設計人員如何使用新的閃存實現(xiàn)來克服這種惡化，以實現(xiàn)高效且可靠的 IoT 節(jié)點實現(xiàn)。本文介紹了嵌入式操作系統(tǒng)的作用，以及為什么將操作系統(tǒng)和應用程序代碼都放在 IoT 節(jié)點中的 microSDHC 閃存卡上通常是明智的。然后它解釋了閃存卡退化的模式以及操作系統(tǒng)如何特別受到這種退化現(xiàn)象的影響。然后它展示了設計人員如何使用新的閃存實現(xiàn)來克服這種惡化，以實現(xiàn)高效且可靠的 IoT 節(jié)點實現(xiàn)。為什么要使用嵌入式操作系統(tǒng)為什么要使用嵌入式操作系統(tǒng)對于某些物聯(lián)網(wǎng)應用程序，可以在遠程物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點執(zhí)行的預處理越多，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點需要傳輸回中央集線器的數(shù)據(jù)就越少，從而釋放網(wǎng)絡帶寬。經(jīng)過預測試的嵌入式操作系統(tǒng)可以通過有效地處理許多單獨的任務來支持復雜的預處理，并且可以以可預測（確定性）的方式進行多任務處理。當然，這會對微控制器提出額外要求，需要更快的時鐘速度，更重要的是，需要更多的程序內(nèi)存。對于某些物聯(lián)網(wǎng)應用程序，可以在遠程物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點執(zhí)行的預處理越多，物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點需要傳輸回中央集線器的數(shù)據(jù)就越少，從而釋放網(wǎng)絡帶寬。經(jīng)過預測試的嵌入式操作系統(tǒng)可以通過有效地處理許多單獨的任務來支持復雜的預處理，并且可以以可預測（確定性）的方式進行多任務處理。當然，這會對微控制器提出額外要求，需要更快的時鐘速度，更重要的是，需要更多的程序內(nèi)存。商業(yè)或開源現(xiàn)成的嵌入式操作系統(tǒng)還具有可靠的、經(jīng)過預先測試的代碼很少需要更新的優(yōu)勢。例如，可用的嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)可能僅每季度更新一次，或者僅用于緊急安全補丁。嵌入式操作系統(tǒng)和所需的應用程序代碼可能需要 8 GB 或更多，并且由于操作系統(tǒng)很少更新，因此將操作系統(tǒng)存儲在由技術人員手動（物理）更新的 microSDHC 閃存卡上會更方便。這也適用于未來的內(nèi)存擴展，因為如果技術人員下次訪問時需要，可以輕松地將現(xiàn)有的 4 GB 閃存卡替換為 8 GB 或更大的閃存卡（圖 1）。商業(yè)或開源現(xiàn)成的嵌入式操作系統(tǒng)還具有可靠的、經(jīng)過預先測試的代碼很少需要更新的優(yōu)勢。例如，可用的嵌入式 Linux 操作系統(tǒng)可能僅每季度更新一次，或者僅用于緊急安全補丁。嵌入式操作系統(tǒng)和所需的應用程序代碼可能需要 8 GB 或更多，并且由于操作系統(tǒng)很少更新，因此將操作系統(tǒng)存儲在由技術人員手動（物理）更新的 microSDHC 閃存卡上會更方便。這也適用于未來的內(nèi)存擴展，因為如果技術人員下次訪問時需要，可以輕松地將現(xiàn)有的 4 GB 閃存卡替換為 8 GB 或更大的閃存卡（圖 1）。圖 1：Swissbit Class 10 microSDHC S-140u 存儲卡，支持高達 104 MBytes/s 的速度，足以進行高速程序內(nèi)存訪問。（圖片來源：圖 1：Swissbit Class 10 microSDHC S-140u 存儲卡，支持高達 104 MBytes/s 的速度，足以進行高速程序內(nèi)存訪問。（圖片來源：SwissbitSwissbit））將千兆字節(jié)的嵌入式操作系統(tǒng)存儲在經(jīng)過物理更新的 microSDHC NAND 閃存卡上，與通過無線網(wǎng)絡更新的閃存相比具有多項優(yōu)勢。在無線網(wǎng)絡中，根據(jù)所使用的仲裁方案，更新 4 GB 或更多的嵌入式操作系統(tǒng)可能會從操作通信中竊取無線帶寬。通過網(wǎng)絡更新還需要一個兩倍于正常大小的 microSDHC 卡，因為它需要足夠的存儲空間來運行操作系統(tǒng)以及容納傳入的更新。將千兆字節(jié)的嵌入式操作系統(tǒng)存儲在經(jīng)過物理更新的 microSDHC NAND 閃存卡上，與通過無線網(wǎng)絡更新的閃存相比具有多項優(yōu)勢。在無線網(wǎng)絡中，根據(jù)所使用的仲裁方案，更新 4 GB 或更多的嵌入式操作系統(tǒng)可能會從操作通信中竊取無線帶寬。通過網(wǎng)絡更新還需要一個兩倍于正常大小的 microSDHC 卡，因為它需要足夠的存儲空間來運行操作系統(tǒng)以及容納傳入的更新。由于無線電活動以及更高的閃存寫入電壓和功率要求，通過無線更新閃存代碼也會縮短電池壽命。