老板，樓不用跳了，SD卡問題我們解決了

SD存儲卡（包括Micro SD卡）是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，由于它體積小、數(shù)據(jù)傳輸速度快、價格低廉等眾多優(yōu)勢，被廣泛地于便攜式裝置上使用，例如數(shù)碼相機、個人數(shù)碼助理（外語縮寫PDA）和多媒體播放器等。在十幾年的發(fā)展史上，秒殺眾SM卡、CF卡、XD卡、MMC等存儲卡，但是，萬物有利必有弊，今天，小編要為大家分享一個由SD引發(fā)的災難，以及該災難被我們項目組攻克的技術案例。

去年上半年，我們公司承接了某大型廣告公司的電梯廣告顯示屏的項目，該產品使用了飛思卡爾的IMX6系列芯片作為主控CPU，具備媒體人機觸摸互動、媒體投放、遠程升級、錄像監(jiān)控等功能。其中很重要的一項功能就是監(jiān)控和保存功能，因客戶的報價較低 ，我們理所當然的選擇了SD卡作為錄像數(shù)據(jù)的保存介質。沒想到，災難半年后就降臨了，半年前發(fā)貨的10K機器，每個月都有10%的損壞率，損壞的機器90%都是SD卡損壞了。關鍵的監(jiān)控視頻信息全部丟失，客戶不但要求我們賠償SD卡的損失，延長質保期，而且威脅一個月內不解決將終止合作，客戶是老板的唯一大客戶，丟失這個客戶我們離解散就不遠。老板甚至放下狠話：一個月內不解決，你們跳槽，我跳樓。

項目組首先從客戶的使用的電梯的場景入手，場景的特點如下：

1、電梯內部布滿各種通信線、音視頻線、電力線，互相之間的干擾非常嚴重

2、電梯內的廣告機每天晚上12點至早上6點回自動斷電，白天自動上電

3、廣告機只要開機就需要一直錄像，保存到本地的SD卡中。

于是我們首先模擬現(xiàn)場的應用場景，第一個場景公司內部無法模擬，于是先模擬第二和第三個場景，事設備上電10分鐘，掉電5分鐘，只要一上電就開始錄像，提高上下電的頻率。樣本數(shù)量使用了50臺。

實驗第一天，SD卡損壞0張；

實驗第二天，SD卡損壞1張；

實驗第三天SD卡損壞3張，一直到實驗到第6天，SD卡一共損壞8張。

我們基本找到SD卡損壞的原因：就是設備上下電導致的。于是大家分頭行動，從硬件和軟件、驅動著手，分析掉電可能引起的原因。

首先是驅動工程師查閱MMC的規(guī)范“JESD84-B45”時有發(fā)現(xiàn)，如下圖1所示，

文中大概的意思就是，主機在掉電關閉設備前，應該通知SD卡控制，由控制判斷掉電的緊迫性，從而進入對本身設備的保護模式，并且在這之前，應該保持設備的電源處于工作范圍之內。

圖1 ：JESD84-B45規(guī)范中掉電的要求。

繼續(xù)查閱SD卡2.0規(guī)范中，SD卡的標準只保證在讀數(shù)據(jù)過程中，意外斷電和移除可以對數(shù)據(jù)進行保護，對寫和擦除過程中的掉電的，完全沒有把握保護數(shù)據(jù)，也就是SD卡內部的本身固件、用戶數(shù)據(jù)都是有可能丟失的。

圖2：SD 2.0標準中對SD卡的保護闡述

 

通過查閱相關的規(guī)范，我們知道了原因的所在，就是我們的設備在斷電的時候，還在錄像保存數(shù)據(jù)，進行不斷的寫和擦除SD卡的操作。經過討論，我們采用了如下的方案。.其中，方案的核心主要有3個，第一：掉電檢測電路；第二：超級電容繼續(xù)供電電路，第三：掉電后軟件處理機制。

圖3：SD卡掉電保護的處理過程

下圖4是掉電檢測電路，可以精準的檢測一旦電壓跌落至10V（電源為12V供電），馬上送掉電信號給CPU。

圖4：掉電檢測電路

 

下圖5是超級電容的充放電電路，增加該電路可以使掉電后繼續(xù)維持2秒鐘的時間，使CPU完成掉電后的保護處理工作。

圖5：超級電容充放電電路

 

經過了上述的整改，我們生產了50臺設備，進行連續(xù)7天24小時，10分鐘一個循環(huán)的上下電測試，沒有一臺設備的SD卡損壞，證明了上述方案可行。老板的樓，終于不用跳了。

經驗總結，其實CPU原廠提供的DEMO參考設計，基本都是處在能用的狀態(tài)，離真正的高可靠應用，還有很大的距離，需要我們工程人員的不斷挖掘和積累。才能設計出高可靠性的產品。