數據可靠性是嵌入式產品開發中的關鍵問題，涉及多個層面的設計和選型。從本期開始，我們將通過一系列內容深入探討嵌入式數據存儲的可靠性問題。

?前言

數據可靠性是嵌入式產品不可回避的問題，許多工程師為此絞盡腦汁，但仍難以找到完美的解決方案。解決數據可靠性是一個系統性工程，涉及元器件選型、硬件設計、系統設計和應用設計等多個方面，任何一個單一的方面都無法徹底解決問題。本期我們先來聊聊元器件選型。
?元器件選型：存儲介質的選擇

在元器件選型階段，存儲介質的選擇至關重要。對于大容量存儲，通常會選擇NAND Flash和eMMC，而小容量的EEPROM、NOR Flash以及超大容量的硬盤則不在本次討論范圍內。1. eMMC與NAND Flash的對比NAND Flash和eMMC都是常用的存儲介質，但它們在性能、成本和可靠性方面存在顯著差異。eMMC自帶控制器，能夠實現數據寫平衡，這對數據可靠性是有幫助的。如果處理器性能和成本允許，建議優先選擇eMMC作為數據存儲介質。如果由于處理器性能或成本限制，需要選擇NAND Flash，則需要進行更多的區分和考量。目前，NAND Flash根據工藝和存儲密度可分為SLC、MLC、TLC和QLC四種類型：

圖1 SLC、MLC、TLC、QLC的詳細特性

• SLC（單層單元）：每個存儲單元存儲1位數據，擦寫次數可達10萬次，讀寫速度較快，成本較高。SLC NAND Flash因其高可靠性和長壽命，常用于對數據可靠性要求極高的應用。
• MLC（多層單元）：每個存儲單元存儲2位數據，擦寫次數通常為1萬次，讀寫速度稍慢，成本適中。MLC NAND Flash在性能和成本之間取得了較好的平衡，適用于大多數嵌入式應用。
• TLC（三層單元）：每個存儲單元存儲3位數據，擦寫次數約為3000次，讀寫速度較慢，成本較低。TLC NAND Flash在容量和成本上具有優勢，但可靠性相對較低，適用于對數據可靠性要求不高的應用。
• QLC（四層單元）：每個存儲單元存儲4位數據，擦寫次數僅為1000次，讀寫速度最慢，成本最低。QLC NAND Flash雖然容量大且成本低，但擦寫次數少，可靠性較低，建議謹慎使用。

為了提高數據可靠性，在滿足容量需求的前提下，建議優先選擇SLC和MLC，謹慎選擇TLC，盡量避免選擇QLC。ZLG致遠電子深耕嵌入式領域二十余年，核心板、工控板和工控主機都嚴格遵循這一選型原則，為用戶提供可靠的數據存儲硬件基礎。

圖2 ZLG致遠電子邊緣技術產品
?未來趨勢與技術展望

隨著技術的不斷進步，一些新興的存儲技術逐漸進入市場，有望在未來取代傳統的NAND Flash和eMMC。例如：

• 3D XPoint：由英特爾和美光聯合開發的3D XPoint存儲技術，具有極高的讀寫速度和耐用性，擦寫次數可達數十萬次，適合高性能計算和數據中心應用。
• MRAM（磁阻隨機存取存儲器）：MRAM結合了RAM的高速讀寫能力和Flash的非易失性，具有無限的擦寫次數和極低的功耗，適用于嵌入式系統和物聯網設備。
• ReRAM（阻變存儲器）：ReRAM通過改變材料的電阻狀態來存儲數據，具有高密度、低功耗和快速讀寫的特點，適合高容量存儲應用。

數據可靠性是嵌入式產品開發中的一個重要課題。從元器件選型到系統設計，每一個環節都至關重要。ZLG致遠電子始終致力于為用戶提供高質量、高可靠性的硬件解決方案。如果您對嵌入式數據可靠性有其他建議和想法，歡迎在評論區留言討論。