在轨道交通系统中，SDNAND 的应用主要集中在数据存储场景，尤其是高可靠性和高性能需求的场景。以下是 SDNAND 在轨道交通中的典型应用、技术特点以及注意事项。
用于存储摄像头采集的视频数据。
需支持大容量数据存储和频繁读写，适应震动和冲击环境。
记录列车运行参数，如速度、刹车状态、车门开关、信号信息等。
数据需长期保存并快速访问。
用于保存通信日志、系统配置文件和临时数据。
需保证数据的完整性和高可靠性。
存储用户界面资源、运行日志和配置文件。
需快速响应读取请求。
存储轨道检测设备或信号设备的传感器数据。
数据量大，可能包含历史分析数据和实时采集数据。
高性价比：
相较于其他嵌入式存储方案（如 eMMC 或 SSD），SDNAND 具备较低成本。
灵活性强：
支持标准 SD 协议，适配性好。
小体积与低功耗：
适合车载等空间受限且低功耗需求的应用。
较高的写入寿命：
工业级 SDNAND 支持耐久的写入操作，适合频繁写入场景。
轨道交通环境中，设备常常面临震动与冲击。
解决方案：
使用工业级 SDNAND，具有更高的抗震性能。
在硬件设计中增加减震固定装置。
轨道交通可能经历极端温度变化（-40°C 到 85°C）。
解决方案：
选用宽温工业级 SDNAND。
列车运行数据和视频记录至关重要，需避免数据丢失。
解决方案：
使用支持 ECC（纠错编码） 的 SDNAND。
配合文件系统如 FAT 或 YAFFS2，提升数据完整性。
CCTV 视频记录、列车运行数据等场景中，数据写入频率高。
解决方案：
使用具备 磨损均衡（Wear Leveling） 功能的文件系统。
优化写入策略，如通过缓存减少对存储芯片的直接写入。
| 参数 | SDNAND | eMMC | |
|---|---|---|---|
| 容量 | 8GB-512GB | 8GB-256GB | |
| 温度范围 | -40°C 至 85°C | -25°C 至 85°C | |
| 抗震能力 | 强 | 较强 | |
| 成本 | 低 | 中等 | |
| 读写寿命 | 高 | 中等 | |
| 应用场景 | 嵌入式、高性能存储 | 嵌入式存储 |
工作环境适配性：
确保 SDNAND 支持轨道交通的环境要求，如宽温、抗震性能。
容量需求：
根据应用场景（如 CCTV 或运行记录），选择合适容量的 SDNAND。
数据可靠性：
优选支持 ECC 和磨损均衡的 SDNAND。
品牌与型号：
工业级产品推荐选用可靠品牌，如芯存者专业提供轨道交通闪存FLASH，为嵌入式系统存储保驾护航。
硬件设计：
确保电源稳定，必要时增加稳压模块。
使用 EMI 抑制器，减少轨道交通环境中的电磁干扰。
文件系统优化：
使用支持小块写入和磨损均衡的文件系统，如 FAT、YAFFS 或 F2FS。
备份与冗余设计：
在关键系统中增加冗余存储，确保数据在故障时能够恢复。
以下是一份基于轨道交通典型应用的 SDNAND 存储设计方案，供您参考：
| 参数 | 建议 |
|---|---|
| 存储芯片 | 工业级 SDNAND（如芯存者）。 |
| 容量 | 32GB / 64GB（根据实际需求扩展至 128GB）。 |
| 接口 | 使用标准 SD 接口（推荐 4-bit SD 模式以提高读写性能）。 |
| 温度范围 | 支持宽温范围 -40°C ~ 85°C。 |
| ECC | 确保芯片支持硬件 ECC 校验功能（至少 8-bit/512B）。 |
| 磨损均衡 | 支持 Wear Leveling（均衡写入以延长芯片寿命）。 |
接口电路设计：
使用高速电平转换器，将主控和 SDNAND 的信号匹配到兼容电压（如 3.3V 或 1.8V）。
添加适当的阻抗匹配电阻和去耦电容，保证信号稳定。
抗震保护：
采用抗震支架固定存储模块。
使用柔性 PCB 或胶点固定以减少震动传递。
掉电保护：
在电源输入端设计掉电检测电路，确保在电源异常时优雅停止写入。
使用大容量电容作为瞬时供电保护。
抗干扰设计：
增加 EMI 抑制器，屏蔽轨道交通中高频干扰。
推荐文件系统：
FAT32：适合一般存储需求，支持大多数嵌入式主控。
YAFFS2：适合高写入频率场景，具备更好的磨损均衡和写入优化能力。
F2FS：专为闪存优化的现代文件系统，适合大容量存储。
写入策略优化：
缓冲写入：通过 SRAM 或 DRAM 缓存数据，减少直接写入存储的频率。
循环日志记录：对于监控数据，采用覆盖旧数据的方式，避免超出存储容量。
数据完整性：
定期运行文件系统一致性检查（如 fsck）。
开启日志记录功能，防止掉电导致文件损坏。
双存储芯片：
配置双 SDNAND 芯片，一个主用，一个作为备份，增加数据安全性。
定期同步：
在非高峰时间，将主芯片数据备份到备份芯片或远程服务器。
温度测试：
在模拟轨道交通环境下，进行宽温测试（低至 -40°C，高至 85°C）。
震动测试：
在高震动环境中进行读写操作测试，确保数据完整性。
写入寿命测试：
通过模拟写入频率，评估存储芯片的实际寿命，计算年限。
我们可以进一步制定详细的年度、季度、月度执行计划，包含以下内容：
硬件设计阶段：电路设计与 PCB 制作，预计 1-2 个月。
存储芯片选型与采购：2 周内完成测试芯片采购。
软件开发阶段：文件系统优化、驱动开发，约 2 个月。
可靠性测试阶段：温度、震动、寿命测试，约 1-2 个月。
