五问五答|看忆联eMMC如何赋能智能电视长效稳定

五问五答|看忆联eMMC如何赋能智能电视长效稳定

智能电视作为搭载操作系统的综合影音载体,以稳步扩大的市场规模走入越来越多的家庭,成为人们生活娱乐的重要组成部分。存储部件是智能电视不可或缺的组成部分,用于保存操作系统、应用程序、多媒体文件和用户数据等信息。智能电视使用eMMC作为存储介质。

eMMC全称Embedded Multi Media Card(嵌入式多媒体卡),是一种集成了闪存和控制器的存储芯片,面向手机、平板电脑、智能电视等需要长期运行且对存储性能有较高要求的消费电子产品,具有集成度高、性能优异、低功耗和高可靠性等优势。eMMC提供了高效、可靠的存储解决方案,支持丰富的功能和提供优质的用户体验。

对于智能电视用户而言,在使用eMMC存储过程中有五大最为关心的问题。忆联作为高品质、高可靠的eMMC存储产品和解决方案提供商,能如何化解这五大问题,并为用户带来怎样的使用体验?本文将逐一解答。

第一问:长时间观看智能电视,内置存储会不够用吗?

答:不用担心存储空间,但要选择有抗“读干扰”能力的eMMC。

与电脑使用习惯不同,用户在智能电视上观看节目时,只需要打开app应用,而不需要预先下载全部的视频文件。因此,作为存储单元的eMMC也并不像电脑硬盘一样需要接受大量数据的写入,而是以读数据为主。

下图为某智能电视的24小时使用模型分析,标注出来的区域表示CMD18读指令的密集读取位置,一般为操作系统和应用存储区域。

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图1:读数据地址分布

在高频使用的情况下,eMMC存储可能出现“读干扰”错误。其原因是,系统每次读取NAND块(Block)上的其中一个页(Page)时,其他未被读取的页也会被施加电压。随着整个块读次数的增加,NAND存储单元(Cell)中吸入的电荷量也会慢慢增加,导致存储单元中数据状态发生变化,在读数据时更容易出现错误,表现为无法进入系统、蓝屏等问题。

忆联的eMMC产品具备抗“读干扰”能力,并采取一系列优化措施,包括:

1.Read refresh:系统设定在一个块数据的读次数达到阈值后,将数据更新到另一个块。

2.Read retry:系统通过多次重读数据,增强纠错能力。

3.Read reclaim:系统设定在read retry次数达到阈值后,将数据更新到另一个块。

对于这些优化措施,还可结合模拟测试验证功能实现的效果。可模拟用户行为,在相同位置地址位进行大量重复读行为,忆联eMMC可通过超10亿次的读干扰测试。

第二问:半年甚至一年不开机,存储的数据会丢吗?

答:不要小瞧eMMC的数据保持能力。

eMMC使用浮栅技术存储数据,其中每个存储单元包含一个浮栅,通过控制浮栅中的电荷量来表示数据的状态(0或1)。浮栅中的电荷会随着时间的推移发生自然逸散,导致电荷的准确性下降,称为电荷损失或漂移。因此,如果智能电视长时间不使用,极为考验eMMC的数据保持能力。

忆联eMMC有针对性地加强read retry并提供LDPC软解码,提升数据纠错能力,以延长数据的保持时间,确保长时间关机后再次开机也能准确读出数据。

忆联eMMC可以保障写入数据43℃环境下10年内的完整性,在产品寿命使用完后还可以保障1年的数据完整性。也就是说智能电视将近10年没开机甚至报废后的1年内,eMMC仍然正确无误地保存着数据。

第三问:突然停电,开机后会数据错乱吗?

答:如果eMMC具备SPOR能力,就不必担心。

eMMC在写入数据时,通常会先将数据缓存在内存中,然后再将数据写入闪存芯片中。由于智能电视不像手机、平板等移动设备那样配有电池,突然断电时可能会出现数据写入不完整、或是部分数据损坏和丢失。

忆联eMMC固件增加了掉电保护机制(Sudden Power off Recovery,简称SPOR),则可以更好地保护用户数据。SPOR的规则如下:

1.即使在写入过程中突然断电,写入闪存芯片的数据也必须保持有效;同时,系统不能损坏前一个写命令的数据,保证断电前数据完整写入。

2.写入数据的同时,将数据块的映射关系一同写入。供电恢复时,系统重新读取并建立逻辑地址和物理地址的映射表,从而找到对应的数据。

SPOR采用如下处理机制:

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为验证SPOR能力,忆联针对不同分区(Boot、User、RPMB、GPP1~GPP4)、不同行为(随机/顺序的写入/读取等)对eMMC进行超1万次的异常断电测试,确保此类异常掉电场景下存储数据的完整性。

第四问:超长待机的时候,费电吗?

答:eMMC本就极具功耗优势,而APS让待机更节能。

eMMC的低功耗特性让智能电视在使用过程中更加节能,延长使用寿命。忆联eMMC固件在此基础上增加自动节能(Auto Power Saving,简称APS)功能,进一步实现省电优化。当智能电视待机时,eMMC可通过以下方式降低功耗:

1.关闭控制器中不必要的电源

2.降低控制器CPU运行时钟

3.  降低NAND闪存操作时钟

4.  保留内存使用

5.  关闭后台操作

下图为忆联eMMC在待机状态下测试中的功耗数据,ICC (RMS) 低至51uA,ICCQ (RMS) 低至81uA。

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图3:ICC (RMS) = 51uA (Vcc=3.3V)

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图4:ICCQ (RMS) = 81uA (Vccq=1.8V)

第五问:老款电视长期服役,存储是越来越慢吗?

答:老当益壮,优秀的设计不轻易掉队。

智能电视一般不会像智能手机那样频繁更换。根据Omdia的统计数据,电视显示面板的出货量每四到五年的为期增长4000万平方米。因此,eMMC的使用寿命不但要足够长久,也要保证寿命周期内读写速度符合用户的体验预期。

忆联eMMC经过性能优化设计,其顺序读写与随机读写性能在寿命周期内保持稳定,性能变化不超过10%。这意味着在eMMC寿命周期内,用户切换频道、浏览应用或观看媒体内容都具有长期稳定的体验,不会受到因存储性能降级而产生的卡顿和加载过慢的困扰。

下图为忆联eMMC寿命内的性能测试,对于测试周期内的各类写入/读取数据,对应的性能数据表现都趋于平稳,接近水平线。

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图5:忆联eMMC寿命内性能测试

忆联eMMC在保证性能的同时,也保证寿命足够使用。基于客户智能电视使用一天的数据分析,写入数据量约5GB/天,正常使用智能电视的情况下,eMMC寿命长达56年,远超四至五年的更换周期。

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表:忆联eMMC使用寿命换算

忆联新款eMMC产品,赋能智能消费应用

智能电视场景的五大突出问题,忆联的eMMC产品都能给出优秀的解决方案。忆联凭借丰富的闪存研发经验和完善的生产制造体系,为手机、平板电脑、智能电视、机顶盒、物联网家电等嵌入式应用提供理想的eMMC存储产品和解决方案。

为更好地服务于智能消费产品存储,忆联即将基于新一代主控和3D TLC介质推出新款eMMC产品RM561。这款新品将为复杂的嵌入式应用提供更优的高性能、低功耗、高可靠的存储解决方案,持续优化和提升智能消费应用的体验。敬请期待!

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