Langzeitverfügbarkeit von Speicherlösungen

Immer kürzere Innovationszyklen stellen viele Hersteller vor das Problem der ebenfalls immer kürzeren Verfügbarkeit von Bauteilen. Besonders gravierend zeigt sich dieser Trend bei Speichermodulen, wo sich das Gros der Anbieter am extrem schnelllebigen Consumer-Markt orientiert.

Hersteller von Anwendungen mit längerer Entwicklungszeit stehen deshalb immer wieder vor dem Problem, dass qualifizierte Komponenten bereits bei Beginn der Produktion nicht mehr auf dem Markt erhältlich sind oder abgekündigt werden. Für Anwendungen mit langem Lebenszyklus, wie Maschinensteuerungen, Embedded Computing oder Applikationen im Transportwesen, bedeuten obsolete Bauteile hohe Kosten für ungeplante Redesigns, wodurch Ressourcen für Neuentwicklungen gebunden werden. Diesem Problem können Entwickler am einfachsten begegnen, wenn sie bereits bei der Komponentenauswahl darauf achten, welche Verfügbarkeiten der Hersteller angibt. Da diese nicht immer zu 100% verlässlich sind, ist die Kundenstruktur des Anbieters ein weiterer wichtiger Anhaltspunkt: Verkauft er vorwiegend an Indust-riekunden, ist dies ein recht verlässliches Indiz für lange Produktlebenszyklen. Einige Anbieter haben das Problem ihrer Kunden erkannt und heben sich in Sachen Langzeitverfügbarkeit vom Wettbewerb ab, wie der Speicherhersteller Swissbit. Er fertigt seine Speicherlösungen bereits seit 2006 ausschließlich für den Industriemarkt. Dazu gehört eine Langzeitverfügbarkeit von mehreren Jahren je nach Produkt. Hierfür setzt der Anbieter auf ausgewählte Partner, die ebenfalls eine längerfristige Strategie verfolgen und lagert gezielt kritische Speicherkomponenten selbst ein. Darüber hinaus verfügt der Speicherhersteller über spezielle klimatisierte Lagereinrichtung um die Speicherkomponenten auch auf Wafer-Level zu lagern. So erhalten Anwender zusätzlich zu aktuellen Lösungen nach Bedarf auch Legacy-Produkte. Aufgrund der Zusammenarbeit mit mehreren Chip-Lieferanten kann das Unternehmen auch Second-Source-Produkte anbieten.

Fixed BOM: Baugleich zum Muster

Mit einer fixed Bill of Material (BOM) bei allen Produkten geht der Schweizer Anbieter noch einen Schritt weiter. Denn es ist gängige Praxis, dass Hersteller die Komponentenauswahl, also die BOM, in ihren Speichern ändern, ohne dies zu kennzeichnen oder ihre Kunden darüber zu informieren. Spielt der Hersteller eine neue Firmware auf oder setzt eine neue Flash Revision ein, kann das Modul unter Umständen komplett ausfallen oder nur noch fehlerhaft funktionieren – und das für den Anwender vollkommen unerwartet und unerklärlich. Die fixed BOM sorgt dafür, dass alle Module baugleich zum Muster sind, sowohl in Bezug auf verwendete Komponenten als auch integrierte Firmware. Damit sind sie auch untereinander über alle Lieferungen hinweg zu 100% identisch. Sind Änderungen notwendig, passt Swissbit die Artikelbezeichnung entsprechend an und informiert Anwender frühzeitig mit einer Product Change Notification (PCN). So haben die Anwender die Möglichkeit, die Kompatibilität zu prüfen, bevor sie den geänderten Speicher verbauen. Zur konsequenten Ausrichtung auf den Industriemarkt gehört beim Speicherhersteller neben der Langzeitverfügbarkeit auch die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit durch hohe Produkt- und Fertigungsqualität. Ein Speichermodul mit mangelhafter Qualität macht sich meistens erst nach einiger Zeit im Feld bemerkbar. Deshalb setzt der Schweizer Hersteller hochwertige Materialien und Halbfabrikate ein und verarbeitet diese mit modernsten Produktionsmethoden. Dazu gehört z.B. eine dickere Goldschicht an Stellen, an denen häufig gesteckt werden muss. Um Korrosion durch Gase oder Nässe zu verhindern, versieht der Anbieter die Speichermodule auf Wunsch mit einem Conformal Coating. Alle Produkte durchlaufen einen definierten Qualifikations- und Testprozess, um deren Funktionsfähigkeit auch am Rande der Spezifikation sicherzustellen. Auf Wunsch werden die Speichermodule auch in der Zielapplikation der Anwender getestet und validiert. Damit erfüllen die Speicher hohe Anforderungen an Robustheit, Schock- und Vibrationstoleranz und arbeiten in einem weiten Temperaturbereich von bis zu -40 bis +90°C.

Fehlerkorrektur mittels Error Correction Code

Um für einen zuverlässigen Datenerhalt bei CompactFlash, SD-Memory-Karten, Micro SD und Solid State Drives (SSDs) über einen langen Zeitraum hinweg zu sorgen, setzt das Unternehmen vielfältige Firmware-Algorithmen ein, etwa intelligentes Wear Leveling, Bad Block Management, Power Fail Protection & Recovery und ein Read Disturb Management. Bei DRAM-Modulen sind Einzelbitfehler durch schwache Zellen eine häufige Fehlerursache. Der Einsatz von Modulen, die Fehlerkorrektur mittels Error Correction Code (ECC) unterstützen, verhindert diese Bitfehler. Reporting Mechanismen wie Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.) und Software-Applikationen wie das Life Time Monitoring, welches durch die eigene Firmware möglich werden, informieren Anwender über den aktuellen Zustand des Speichers, sodass dieser im Falle einer möglichen bevorstehenden Störung rechtzeitig Maßnahmen ergreifen kann. Die Speichermedien sind mit allen in der Industrie gängigen Schnittstellen verfügbar. Zusätzlich bietet der Hersteller maßgeschneiderte Speicherlösungen für die Anforderungen von Systemherstellern und Integratoren sowie individuelle, kundenspezifische Anpassungen und umfangreichen Supportservice durch kompetente Applikationsingenieure an. Mitarbeiter beraten während des gesamten Entwicklungszyklus hinsichtlich der geeigneten Speicherarchitektur bei der Konzeptionierung über die Realisierung, Test und Qualifikation bis hin zum Generationswechsel.