Speicherplatzkosten in Microcontrollern

martin schrieb:
> im Rahmen einer Diplomarbeit will ich herausfinden
Schön, und was hast du dafür bisher gemacht außer einfach mal blind in 
einem Forum zu posten?
Der "normale" Weg, wäre es doch zu schauen was im Moment eingesetzt 
wird, und dann (z.B. beim Hersteller, wer hätte es gedacht) 
nachzuschauen, auf solchen Dingern die nennen sich Websiten, ob es eine 
"viel größere" Version gibt und was die kostet.
Alternativ bei Mediamarkt fragen was ein "deutlich Größerer Flash 
Speicher" kostet. Aber immer die Quelle angeben nicht vergessen!

Tipp-Geber schrieb:
> - der Mehrverbrauch vom Silizium wirkt sich gar nicht so sehr aus....

Doch, schon, aber ein nicht unwesentlicher Anteil der Kosten stammt
auch von den Fertigungstests.  Beides skaliert linear mit der
Speichergröße.

Ich habe den Eindruck, dass bei all diesen billigen CF- und SD-Karten
der Flash-Speicher einfach nicht 100 % getestet ist, weil er dann viel
zu teuer würde (die Schreibzeiten dieser Flashs sind ja durchaus in
der gleichen Größenordnung wie die in üblichen Controllern), sondern
dass stattdessen der verbaute Controller eine Art "bad sector remapping"
macht, sodass man mit einem nur minimal getesteten Flash-Speicher
auskommen kann.

Sowas will man natürlich in einem Mikrocontroller nicht haben.  Dort
sollte sich jedes Byte die spezifizierte Anzahl von Schreibzyklen
sicher schreiben und wieder auslesen lassen.

Jörg Wunsch schrieb:
> Ich habe den Eindruck, dass bei all diesen billigen CF- und SD-Karten
> der Flash-Speicher einfach nicht 100 % getestet ist, weil er dann viel
> zu teuer würde (die Schreibzeiten dieser Flashs sind ja durchaus in
> der gleichen Größenordnung wie die in üblichen Controllern)

Getestet schon, er wird nur nicht gleich wegen ein paar defekten Zellen 
weggeworfen.

>, sondern
> dass stattdessen der verbaute Controller eine Art "bad sector remapping"
> macht, sodass man mit einem nur minimal getesteten Flash-Speicher
> auskommen kann.

Dem ist so. Selbst wenn du nagelneue NAND-Flashbausteine ohne 
integrierten Controller kaufst, können da schon kaputte Sektoren drauf 
sein. Wirf mal einen Blick in 
http://docs.google.com/viewer?url=http://www.samsung.com/global/business/semiconductor/products/flash/downloads/applicationnote/xsr_v15_badblockmgmt_application_note.pdf 
zweite Seite, Abschnitt "Recognizing Bad Blocks", dritter Absatz. Nur 
der allererste Erase-Block ist garantiert fehlerfrei. Als Ausgleich 
enthält NAND-Flash eine gewisse Anzahl Reserve-Blöcke.

NOR-Flash wird dagegen ab Werk meines Wissens immer fehlerfrei verkauft.

Andreas

Andreas Ferber schrieb:
> Getestet schon

Kann eigentlich nicht gehen.  Rechne mal nur 1 ms pro Block und
überlege dann, wie lange es dauert, alles zu beschreiben.  Die Zeit
auf dem Chiptester ist dafür einfach zu teuer, als dass man dann
hinterher das komplette Gerät noch für EUR 10...20 verscherbeln
könnte.

Kann natürlich sein, dass die Hersteller der Karten dann selbst
ihre Karten nochmal testen, um den allergrößten Ausschuss zu
entsorgen.  Die müssen das ja nicht mehr auf dem teuren Chiptester
fahren.

Vorrausgesetzt der Controller unterstützt die Schnittstelle, wird flash 
speicher heutzutage oft mittels HSSPI angebunden - falls man ein 
bestehendes System nachrüsten will.Das bietet viele Vorteile. Manche 
Grafikcontroller nutzen dies beispielsweise, um Grafiken zu speichern!

Jörg Wunsch schrieb:
> Kann eigentlich nicht gehen.  Rechne mal nur 1 ms pro Block und
> überlege dann, wie lange es dauert, alles zu beschreiben.  Die Zeit
> auf dem Chiptester ist dafür einfach zu teuer, als dass man dann
> hinterher das komplette Gerät noch für EUR 10...20 verscherbeln
> könnte.

AFAIK sind die Test-Schaltkreise im Flash-Chip mit eingebaut. Was man 
davon als Endkunde quasi noch zu sehen bekommt ist die 
Chip-Erase-Funktion. Damit wird dann ein kompletter Wafer parallel 
getestet.

Angeblich sind einige Flash-Hersteller inzwischen sogar dazu 
übergegangen, die Factory-Badblocks tatsächlich gegen Erase zu schützen, 
so dass diese Badblock-Informationen nicht mehr so leicht verloren gehen 
können.

> Kann natürlich sein, dass die Hersteller der Karten dann selbst
> ihre Karten nochmal testen, um den allergrößten Ausschuss zu
> entsorgen.  Die müssen das ja nicht mehr auf dem teuren Chiptester
> fahren.

Die am allerwenigsten. Die müssten ja wirklich im wesentlichen seriell 
die Blöcke testen.

Aber der Flash-Markt hat sowieso einige Abstrusitäten aufzuweisen. Warum 
z.B. sind SD-Karten von Kingston die mit dem tendenziell niedrigsten 
Preis (bei der sogenannten "Markenware"), während gleichzeitig Kingston 
der einzige grosse "Marken"-Flashanbieter ohne eigene Flashfertigung 
ist?

Auch interessant: http://www.bunniestudios.com/blog/?p=918

Andreas

Andreas Ferber schrieb:
> Tipp-Geber schrieb:
>> - der Mehrverbrauch vom Silizium wirkt sich gar nicht so sehr aus....
>
> Doch, schon, aber ein nicht unwesentlicher Anteil der Kosten stammt
> auch von den Fertigungstests.  Beides skaliert linear mit der
> Speichergröße.

Ich glaube nicht, dass die Siliziumkosten linear steigen.
größere Chipfläche heißt mehr Auschuss.

Vlad Tepesch schrieb:
> Andreas Ferber schrieb:

Das zitierte war von Jörg ;-)

> Ich glaube nicht, dass die Siliziumkosten linear steigen.
> größere Chipfläche heißt mehr Auschuss.

Grundsätzlich schon, aber im wesentlichen nicht bei NAND-Flash. Die 
Zahl der erlaubten defekten Blöcke (ab Werk sowie später anfallende 
zusammen) wird vom Hersteller als prozentuale Angabe spezifiziert (2% 
typischerweise), also dürfen bei mehr Speicher auch mehr Zellen defekt 
sein, ohne dass Ausschuss entsteht.

Andreas

Da das Thema das Threads aber (möglicherweise ;-) um den Flash im
Controller ging, trifft dort Vlads Argument natürlich zu.

Ich könnte mir vorstellen, dass auch bei Controllern mit grösserer 
Flash-Menge etwas Reserve mit eingeplant ist. Das ist da zwar 
umständlicher als bei NAND-Flash, aber im Gunde ein alter Hut.

A. K. schrieb:
> mit grösserer Flash-Menge
wasn deutsch ;)

martin schrieb:
> im Rahmen einer Diplomarbeit will ich herausfinden, was es kosten würde,
> den (Flash-)Speicherplatz auf einem Steuergerät deutlich zu vergrößern.

Hallo Martin, leider wurde in dieser Diskussion nicht klar, um was es 
sich bei dem "Steuergerät" handelt. Im einfachsten Falle ist nur der 
Flash-Chip (eventuell gesockelt) auszutauschen. Hat man Pech kommt man 
um eine Neuentwicklung nicht herum (Neues Board, andere CPU). Aber auch 
Mittelwege wären denkbar (CPU bleibt gleich, aber größerer 
Speicherbaustein mit breiterem Adressbus wird verwendet -> Nur neues 
Board).

> Gibt es da allgemeine Ratschläge oder "Faustregeln" bzgl.
> Speicherplatzkosten?

NAND ist wesendlich billiger als NOR. Die Diskussion hier ist ziemlich 
abgeglitten in Richtung reiner Halbleiterkosten, aber das (rate ich mal) 
ist nicht das von Dir gesuchte. Immerhin können die Arbeitskosten die 
Bauteilekosten schnell um das Vielfache übertreffen. Gib mal mehr Infos 
zum "Gerät", dann kann Dir eventuell besser geholfen werden.

> Was wären gute Hersteller?

Samsung, ST und Toshiba, IMO.

Iwan

martin schrieb:
> bei ST habe ich auf dem Homepage gesehen, dass sie nur
> Microcontroller bis 1 MB verkaufen.

Diese nur 1MB sind schon ein ganz ordentlicher Batzen.
Die ersten 8051 MC hatten sogar nur 4kB und damit kann man ne ganze 
Menge machen.

> Ich dachte an eine theoretische Steigerung von derzeit 2,5 auf ca. 16
> oder 32 MB und ob man das abschätzen kann.

Soll das Getriebesteuergerät nebenbei noch Schach spielen oder warum 
dieser enorme Bedarf?
Man darf den Bedarf eine MCs nicht mit Windows vergleichen, da liegen 
mehrere Zehnerpotenzen dazwischen.


Peter

Peter Dannegger schrieb:
>> Ich dachte an eine theoretische Steigerung von derzeit 2,5 auf ca. 16
>> oder 32 MB und ob man das abschätzen kann.
> Soll das Getriebesteuergerät nebenbei noch Schach spielen oder warum
> dieser enorme Bedarf?
> Man darf den Bedarf eine MCs nicht mit Windows vergleichen, da liegen
> mehrere Zehnerpotenzen dazwischen.

Pssst, das ist der geheime Masterplan von Bosch, wenn erstmal genügend 
von den Steuergeräten auf den Strassen unterwegs sind, steigen sie ganz 
gross ins Cloud-Computing-Geschäft ein ;-)

Andreas

Peter Dannegger schrieb:

>> bei ST habe ich auf dem Homepage gesehen, dass sie nur
>> Microcontroller bis 1 MB verkaufen.
>
> Diese nur 1MB sind schon ein ganz ordentlicher Batzen.

Das Datasheet der STR9 behauptet, dass die STR91xFAx47 2MB Flash haben.

> im Rahmen einer Diplomarbeit will ich herausfinden, was es kosten
> würde, den (Flash-)Speicherplatz auf einem Steuergerät deutlich zu
> vergrößern.

Mir ist nicht ganz klar, was man da abschätzen will?
Ich meine: Das kann doch nicht das Problem sein, ein paar Flash 
Bausteine, die einem gefallen zu ergoggeln und nachzusehen, was die mehr 
kosten. Oder was der entsprechende µC mit dementsprechend mehr Flash 
kosten würde. Die ganz grossen Beträge werden das ja nicht sein.

Die Hauptkosten werden wohl sein:
Neuen Schaltplan
kann ich das Flash am vorhandenen µC anschliessen oder muss der auch 
gewechselt werden
neue Platine routen
neue Firmware
neue Platinen fertigen lassen
umstellen in der Bestückung

etc.
dort, denke ich, werden die Kosten für die Firma liegen und nicht 
unbedingt am popeligen IC

Hi Martin,

> Sorry zunächst, wenn die Frage nicht wirklich gut formuliert war. Ich
> schreibe meine Arbeit bei einem Automobilkonzern und es handelt sich
> vorwiegend um Getriebesteuergeräte. Diese sind zumeist von Herstellern
> wie Bosch oder Conti- allerdings weiß ich leider nicht, wer von wem die
> die Speicher an sich beziehen.

Tja, da kommen die Info's, die wichtig sind. Da ich nun genau solche 
Steuergeräte (die Verwendung ist entscheidend!) kenne und auch die 
Hersteller derselben ...

Die Anbindung ist hier immer über einen entsprechenden Datenbus 
realisiert und die Prozessoren sind i.d.R. von Infineon, Sharp oder 
Motorola (ich weiß, die heißen jetzt anders, hab mir den Namen aus 
Faulheit aber nicht in den Schädel gedrückt) - also ein ganzes Stück 
"dicker" als die hier im Forum üblicherweise "gehandelten".

Damit aber erschließt sich mir das Thema Deiner Diplomarbeit nicht 
richtig. Die Frage nach dem Flash ist in der Automobilindustrie primär 
eine Kostenfrage, d.h. man spart die 5Euro für den externen Flash. 
Sekundär kommt die Langzeithaltbarkeit, die bei externen Flash etwas 
besser ist bzw. von den Herstellern einfacher garantiert werden kann als 
bei Flash, der bereits im Controller enthalten ist. Bei deinen 
Steuergeräten sind 1 bis 2 MB (bis max. 4) die Regel und - wenn man die 
Kuh im Dorf lässt - auch ausreichend.

Ich kenne allerdings auch Hersteller von solcher Software, die (manchmal 
notwendigerweise, bei Getriebesteuergeräten aber nicht unbedingt 
erforderlich) eierlegende Wollmilchschweine machen wollen.

Der Aspekt für Dich ist: primär) wird der Flash wirklich benötigt oder 
kann man Flash "sparen" durch geschickte Organisation der Software bzw. 
des Build-Prozesses und sekundär) stimmt das Marketing zu, eine 
Steuergeräte-Variante mit mehr Flash in Auftrag zu geben und zu 
bezahlen. (!)

Bei zweiterem habe ich oben so flapsig geschrieben, das es nur 5Euro 
Unterschied sind - reiner Materialpreis! Da hängt allerdings noch ein 
ganzer Rattenschwanz dran, so das das Delta auch mal schnell in die 
100Euro-Zone gerät! (und mehr!)

Soviel zu den "Grundlagen" ... :-), schönen Tag noch, Thomas