SSD（Solid State Disk）又稱固态存儲器，是用固态電子存儲芯片陣列制作而成的硬盤。SSD的應用場景非常廣泛，除了日常中常見的筆記本電腦，它也被廣泛應用于車載、工控、電力、醫療、航空等諸多領域。

        SSD主要包括存儲控制器和NAND Flash存儲顆粒，存儲控制器負責和主機端做數據的收發，存儲顆粒負責數據的存儲。在操作存儲控制器和NAND Flash存儲顆粒時，如果外部供電電壓出現異常波動，可能會對固态存儲器内儲存的數據産生嚴重幹擾，甚至會影響整個固态存儲系統。

        矽格（SiliconGo）SSD為了迎接電壓波動挑戰，對存儲固件、存儲硬件進行了針對性設計，保證SSD在不穩定的電壓工況下，依舊可以保持設備的可靠運行。

        注：矽格(SiliconGo)是得一微(YEESTOR)旗下品牌。為了便于描述，全文使用矽格SSD。

01 電壓監控設計

        為了監控突發的電壓波動情況，通常需要對SSD兩個部位進行特殊設計：一是對SSD控制器進行低壓監控；二是對NAND Flash存儲顆粒進行低壓監控。

        （1）控制器低壓監控：當SSD輸入電壓小于一定阈值時，控制器将無法正常工作，此時為了避免整個SSD工作異常，需要對控制器進行複位等操作。

        （2）NAND Flash低壓監控：當硬件檢測電路識别到NAND Flash的供電電壓低于設定阈值時，将以中斷的方式立即通知固件。固件将通過應急處理來避免數據存儲錯誤。針對這種NAND Flash電壓檢測方法我們稱之為VDT（voltage detector）功能。 

圖1：固件VDT處理流程

        在實際應用中，部分平台電壓不穩定會導緻NAND Flash的供電波動，有較大風險會影響SSD的正常運行。因此矽格SSD硬件和固件設計結合，有效處理了VDT異常，使得SSD更可靠。

02 電壓波動驗證

        産品的設計過程重要，産品的驗證過程也不容忽視。得一微提供兩種方式驗證矽格SSD産品抗電壓波動功能：電壓波動仿真驗證與電壓波動實際環境驗證。

        （1）得一微自研仿真平台，為VDT處理流程提供了電壓波動仿真驗證的方式，加快了流程建立以及問題定位和分析。

圖2 仿真平台界面 

        （2）矽格SSD支持連接高精度示波器，可以對各種工況下SSD内部電壓出現異常時，進行快速地分析與評估。

圖3：典型電壓波動的示波器圖

        （3）得一微設計了一套由電壓調節闆和測試軟件工具組成的VDT自動化測試系統平台。可以通過腳本設置，與電壓調節闆上芯片通信，再調節電壓闆上的MOS管，從而調節SSD的輸入電壓。

總結

        在實際生産環境中，輸入電壓波動可能會對SSD正在寫入的數據産生嚴重幹擾，因此需要對控制器做特殊設計，同時需要通過電流波動測試。

        如果直接通過多端口進行SSD産品的測試驗證，可能會造成SSD供電電壓不穩定。但是如果不對電壓波動進行檢測和處理，則可能會對NAND Flash的掃描分析結果和産品質量判定出現錯誤。

        矽格SSD有以下優勢：

        （1）有完善的固件、硬件處理流程；

        （2）模拟輸入電壓波動環境的全面測試；

        （3）有專業的工程師、設備對電壓波動做分析驗證；

        （4）通過得一微專業測試過的SSD，可以保證輸入電壓波動時的可靠運行。