激光打印机里的“隐形存储器”:SD NAND(贴片式TF卡)为什么在打印机主板上越来越常见
激光打印机这东西拆开看挺简单激光器、硒鼓、定影组件、走纸机构再加上一块主板。主板上有处理器、内存、存储芯片。处理器负责数据处理内存SDRAM缓存打印作业存储芯片存固件和配置参数。存储芯片这颗不起眼的“隐形存储器”这几年悄悄换了一拨。原来用NOR Flash的现在换成了NAND。原来用TF卡槽的现在开始焊MK SD NAND了。一、打印机主板上的存储需求分三层看Dell 2330d/dn的Service Manual系统板上有这么几颗存储芯片NAND Flash 16MB存固件、使用统计、配置信息非易失性EEPROM 1.5Kb存少量参数非易失性SDRAM 16MB打印作业缓存断电即失5535dn的NAND容量更大128MB。高端机型还有可选的SDRAM扩展槽。三层需求固件存储NAND几十到上百MB、配置存储EEPROM几KB、作业缓存SDRAM几十到几百MB。二、固件存储这块NOR和TF卡都有硬伤固件存储需要非易失性容量几十MB还要耐写——固件更新、计数器写入次数不少。早期用NOR Flash稳定、可靠、随机读取快能做XIP直接在芯片上执行代码。问题是NOR贵64MB以上的价格就上去了128MB更是贵不少。后来有人用TF卡槽便宜容量大。但打印机这种设备走纸机构、风扇、电机一直运转整台机器在振动。TF卡座靠弹片接触长期振下去容易松。接触不良固件加载失败打印机开不了机。3D打印机圈子里已经踩过这个坑了。立创开源平台上有项目专门做了“SD NAND转TF卡”转接板原话就是“解决TF卡在3D打印机上经常读写错误、坏死的问题。”MK SD NAND用的是SLC晶圆自带坏块管理擦写寿命10万次焊在板上没有卡座松动的问题。速度class 10读写gcode文件够用。激光打印机遇到的振动环境和3D打印机类似把这个方案搬过来逻辑上说得通。三、作业存储和配置存储也需要“耐造”的存储打印机的一些核心数据需要频繁更新用纸数量和复印张数每印一张就要加1墨粉余量监控实时更新故障代码和维修记录设备出问题时记录下来理光在2005年就选择了铁电存储器FRAM来做这件事。原话是“用来记录用纸数量、复印张数、以及进行初始状态数据存储”因为FRAM读写速度快、几乎无限次擦写、不需要后备电池。FRAM当然好但成本高容量也做不大。EEPROM便宜但写入慢、寿命短。SD NAND的SLC颗粒擦写10万次比NOR的寿命长一个量级容量选择也灵活128MB到4GB都能做在打印机这种设备里是一个平衡的方案。四、SD NAND比TF卡好在哪里工业级多功能打印机使用SLC SD卡已经验证过了。工业产品资料里提到工业多功能打印机使用SLC SD卡是为了实现“最快的读写速度、最高级别的可靠性和安全性”能够承受打印操作带来的高温和振动。SD NAND就是把SLC SD卡的功能封装到一颗贴片芯片里不怕振动焊在板上没有卡座松动的问题寿命够长SLC颗粒10万次擦写打印机用到报废它还好好的宽温-40℃~85℃打印机内部温度高也不怕开发省事走标准SD协议主控的SDIO驱动直接能用激光打印机主板上的存储需求分三层固件存储、配置存储、作业缓存。固件存储用NOR贵、用TF卡不靠谱SD NAND是个平衡方案。配置存储用EEPROM寿命短FRAM太贵SD NAND也能胜任。MK 在SD NAND这块覆盖比较全SLC和pSLC都有容量从128MB到64GB-40℃~85℃宽温工业级可靠性。下次画打印机主板的时候可以看看是不是该把那颗NOR或者TF卡座换掉了。