ЖУРНАЛ СТА 3/2019

ских приложениях: в чувствительном медицинском оборудовании и станках с ЧПУ, где фактором высокого риска яв- ляется влажность. Итак, последствия суровых условий эксплуатации можно разделить на две основные категории: повреждения от коррозии и от короткого замыкания (рис. 1). Коррозия – естественный процесс, при котором металл вступает в реакцию с окружающей средой и превращается в химически более стабильные соедине- ния. Это происходит в результате окис- ления, приводящего к образованию со- лей металла (например ржавчины) и других побочных продуктов. Коррозия будет происходить до тех пор, пока при- сутствует окислитель (обычно кислород воздуха). Однако, как только металл вступает в контакт с водой, электриче- ская проводимость увеличивается и процесс ускоряется. Любая кислота разъедает металл ещё быстрее. Хотя пыль и другие мелкие частицы напря- мую не влияют на процесс коррозии, они поглощают влагу из воздуха и, сле- довательно, могут рассматриваться как катализатор нежелательных процессов. Короткое замыкание может нанести модулю непоправимый ущерб. При ис- пользовании модулей DRAM это про- исходит, когда влага, повреждение от коррозии или других причин действует как проводник между двумя точками на печатной плате или между платой и другим источником электрического то- ка. С уменьшением расстояния между дорожками на модуле DRAM увеличи- вается и риск короткого замыкания. Помочь защитить модуль от подоб- ных повреждений и увеличить срок службы продукта призвано специ- альное конформное покрытие Confor- mal Coating из тонкого слоя акрила или силикона, наносимое на поверхность платы. Конформное покрытие выступа- ет в качестве барьера между агрессив- ной окружающей средой и модулем DRAM. Покрытия из акрила или сили- кона обладают высокой диэлектриче- ской прочностью, что означает как изо- ляцию от воздействия окружающей среды, так и защиту от короткого замы- кания. При этом силиконовое покры- тие отличает высокая температурная устойчивость (до +200°C) и химическая инертность, а акриловое имеет преиму- щество в простоте снятия и повторного нанесения в случае ремонта. Даже без питания Целостность данных при неожидан- ной потере питания является критиче- ской проблемой во многих промыш- ленных приложениях, таких как реги- страторы данных, корпоративные цент- ры обработки данных, медицинские и сетевые устройства и т.д. Твердотельные накопители (SSD) более надёжны, чем традиционные жёсткие диски, они эф- фективны, имеют более быстрое время чтения/записи/доступа и длительный период MTBF. Однако ни одно из этих устройств не может противостоять ава- рийному отключению питания. Вслед- ствие сбоя питания системы могут не всегда корректно завершать работу, и в этом случае пользователи часто обнару- живают, что данные и файлы на их дис- ке повреждены. Чтобы сделать операции ввода-выво- да более быстрыми и эффективными, в SSD применяют буферизацию на осно- ве DRAM. При нормальных условиях работы, когда электропитание остаётся постоянным, пользовательские данные (включая данные в буфере динамиче- ской памяти – DRAM) записываются во флэш-память штатным образом. Но в случае внезапного сбоя питания су- ществует вероятность потери данных в буфере. Технология iCell предусматри- вает размещение на плате интеграль- ной схемы блока конденсаторов для обеспечения буферизации после вне- запного отключения питания (рис. 2). Конденсаторы постоянно заряжены, и после того как детекторы напряжения в схеме обнаруживают внезапное пони- жение напряжения питания, она пере- ходит на питание от конденсаторов. Кроме того, в контроллер твердотель- ных накопителей отправляется сигнал обратной связи. Как только контрол- лер SSD получает этот сигнал, микро- программа SSD запускает механизм экстренной записи данных во флэш- память. В результате технология iCell может предотвратить любую потерю данных во время отключения электро- энергии. Innodisk применяет и ещё одну сни- жающую вероятность потери и повреж- дения данных технологию– IDataGuard. Она объединяет аппаратную часть и встроенное программное обеспечение. Если операция записи во флэш-память прервана из-за потери питания, в дан- ных могут возникнуть несоответствия; страница памяти может оказаться по- вреждённой, может произойти сбой в механизме ECC (error-correcting codeme- mory – память с коррекцией ошибок). Технология Innodisk iData Guard опре- деляет проблему с помощью встроенно- го детектора понижения напряжения питания и реализует аппаратную встроенную защиту от сбоев питания. После срабатывания детектора выпол- няется безопасный алгоритм восста- новления при отключении питания, ко- торый помогает предотвратить потерю данных и обеспечить их целостность. Если встроенная схема контроля пита- ния обнаруживает сбой питания, SSD не будет принимать новые команды от хост-компьютера, а система обеспечит достаточный запас мощности для осу- ществления последней операции про- граммирования SSD. После восстанов- ления питания запускается алгоритм восстановления: контроллер осуществ- ляет последовательный доступ к каждо- му блоку, считывая логический адрес для сопоставления таблиц, чтобы вос- становить исходную таблицу отображе- ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А СТА 3/2019 35 www.cta.ru Рис. 2. Твердотельный диск со встроенной батареей конденсаторов Рис. 1. Печатная плата со следами коррозии