運輸技術已是今非昔比,它利用了處理器、網路和資料儲存技術方面的最新進展。對於在鐵路和公路運輸中部署的嵌入式系統而言尤其如此,這些系統越來越依賴先進技術來收集、處理和儲存關鍵資料,並且要保障這些資料的安全。

這些以運輸為中心、資料密集型的嵌入式系統(屬於「智慧交通」範疇),涵蓋了廣泛的應用領域,如車載運算、車隊追蹤、遠端資訊處理、控制單元、運動感測和檢測、設備監控、視訊監控,以及交通、停車和票務管理系統。它們通常被遠端部署在惡劣環境中。在這些環境裡,衝擊、振動和極端溫度是常態,因而推動了高耐久性工業級固態硬碟(SSD)的需求,這類硬碟為系統本身及其儲存的資料提供必要的保護。此外,由於該類固態硬碟需要不斷收集、儲存和更新資料,因此其生命週期必須遠遠超過現成的消費級固態硬碟。

而在儲存容量需求的另一端是為作業系統引導和/或用於系統監視和記錄的小型應用設計的解決方案。在這種情況下,4~16GB小容量固態硬碟會利用高度相容的USB、SATA,甚至PATA介面為系統設計者提供每一可用GB最低成本解決方案,而其他許多消費者和企業固態硬碟通常只提供SATA和NVMe,容量為240GB或更高。

如今,設計製造工業固態硬碟就是為了應對上述挑戰。理想情況下,工業固態硬碟將具備適用於工業應用的介面和外形設計,能夠承受高達20Gs的振動和高達3,000Gs的衝擊,並包括電源故障保護和其他耐久性選項,如加固保形塗層。對於聲稱提供真正工業溫度(I-temp)支援的固態硬碟,還需要測試硬碟在-40°C~85°C溫度範圍內的可持續操作性,其設計、製造和測試流程需要較長的生命週期。

這些類型的工業固態硬碟可在運輸應用中增強驅動的完整性,而這通常部署在惡劣的環境中。

固態硬碟的耐久性和壽命是嵌入式系統(特別是在運輸領域中)的基本屬性,但它們只能說明部分情況,硬碟儲存的資料只有在受到保護並依需求讀取時才能稱之為有用資料。安全選項,例如美國政府實際安全標準——進階加密標準(AES)——可確保資料保護和隨時存取。例如,AES256的256位金鑰長度提供了1.1×1,077個可能性組合。此外,高階認證和其他資料讀取保護機制(如寫入保護和安全擦除)能夠為關鍵資料和系統的多層安全性原則提供支援。因此,即使儲存有關鍵運輸資料的固態硬碟不知何故落入壞人之手,他們也無法獲取這些資料。

有幾個例子可以說明使用高度耐用工業固態硬碟設計的嵌入式系統在運輸領域的應用。

越來越多的公司需要基於USB固態儲存的工業級解決方案,這些解決方案能夠儲存相當於長達40年的運輸資料,並能不受電源故障的影響。像Virtium的USB固態硬碟系列等高階驅動器可以滿足這類嚴格的使用壽命和技術要求;電源故障保護機制,如內建於高度耐用Virtium StorFly系列固態硬碟中的vtGuard,可滿足日益增長的需求,即提供能夠處理電源損耗的更強大的固態硬碟解決方案。

20191213NT31P1 *交通運輸業推升高耐久性工業級SSD的需求。 *

工業級固態儲存技術推動了以運輸為主的嵌入式系統的發展,但該技術並非其唯一推動力。市場資料顯示市場前景是光明的:據Grand View Research估計,到2024年,全球智慧交通運輸市場規模將達2,850億美元,年複合成長率為22.5%。毫無疑問,智慧交通增長最快的地區是亞太地區。

智慧交通與智慧城市的穩步崛起密不可分。感測器、攝影機、處理器和耐用、安全的資料儲存相結合,協助市政當局改善現有基礎設施。這些系統的目標很明確:最大限度地利用資源、提高效率,確保行人、司機和乘客的安全。以資料為中心的交通運輸系統可能不再是過去的樣子——換句話說,它不再是上一代的老技術。搭載了高度耐用且安全的固態儲存之後,新的系統必將物盡其用,真正發揮價值。

(參考原文: How the transportation industry rolls on embedded data storage technology,by Scott Phillips)

本文同步刊登於EE Times Taiwan 12月號雜誌