技術文庫

SD產品互通性測試大解析
2015 2015-11-23

 SD記憶卡是消費者作為隨身數位資訊、影像及聲音等訊息的儲存媒體,在可攜式電子產品日益小型化及多元化的訴求下,具體積小、攜帶方便、資訊流通便利等特性之小型記憶卡已成為新一代多媒體資料儲存裝置。

在輕薄趨勢帶動下,小型記憶卡的市場更是蓬勃可期;目前小型記憶卡已廣泛的應用在數位相機,及近期備受矚目的智能手機。此外,還包括了數位音樂播放機、印表機、筆記型電腦、讀卡機、數位攝錄影機、汽車影音系統等產品。小型記憶卡將使得資訊得以在各種平台間流通,藉由小型記憶卡的運用,也形成虛擬網路的概念。

 

縝密測驗確保SD卡品質

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SD Cards Quality Validation Hierarchy

 

如上圖SD Card Quality Validation Hierarchy (SD卡之品質驗證金字塔)所示,SD卡品質驗證金字塔共有四層,由下而上分別是規範符合性性能可靠性互通性測試:

  • 規範符合性測試(Spec. Compliance Test)- 主要是用來驗證產品的電氣特性、協定層行為與機構尺寸是否符合SDA規格要求
  • 性能測試(Performance Test)- 驗證SD卡的資料傳輸速率與設計規格,以及與競爭者的差異分析
  • 可靠性測試(Reliability Test)- 產品的穩定性和穩固性皆為決定最佳品質的主要關鍵因素,主要是以stress test對SD產品來進行壓力測試,也就是測試混和情境下,資料的存取性能和穩定性
  • 互通性測試(Ecosystem Interoperability)- 則是補足符合性的不足,目的是為驗證產品在實際使用者的各種可能設備環境下,是否可與其他廠牌的硬體或軟體順利的運作

這個金字塔傳達的最重要的概念就是,絕大部分的廠商會將時間投資在規範符合性測試(Spec. Compliance Test) 上,因為這是最基本的部分,而會員廠商可自行或透過認證之實驗室,利用協會認證過的Conformance Test Tool (CTT)測試工具完成測試,來確認其產品符合標準和規格。

當測試的範圍愈大,穩定度愈低,最容易發現關鍵問題,相對的測試的成本也就會愈高。性能測試(Performance Test)可靠度測試(Reliability Test)則是需要投入足夠的人力和資源來執行,絕大部分的廠商會將這部分交由專業和有經驗的實驗室來完成。

由於規範符合性只是產品品質的最低標準,各家產品在實際設計、生產時,依循規範的能力不一,加上對於設計餘裕以及成本考量不盡相同,因此實際產品在互相應用時,可能發生的狀況與組合就越發複雜。因此,為確保產品在市場上與各種的主機產品能夠發揮功能正常使用,最上層的互通性測試 (Ecosystem Interoperability)是絕對不可或缺的程序,唯有SD卡與主機實際進行相互驗證後,才能找出影響消費者使用問題之主因和使品質最佳化之解決方案。

 

現今熱門SD卡主機裝置種類

SD標準其普遍的互通性和其容易使用的特性,成為消費者的不二選擇。根據維基百科統計,在2010年,SD卡的市場市佔率已超過90%,絕大部分的數位相機品牌都提供了SD卡的支援,包括佳能、尼康、柯達、松下及柯尼卡美能達等。另外也包括當今各式智慧型手機、手機、數位音樂播放機、印表機、筆記型電腦、讀卡機、數位攝錄影機、汽車影音系統等產品(下圖)都與SD標準互通。

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Popular SD Host Ecosystem Nowadays

 

SD主機裝置互通性測試的首要條件

「互通性測試」(Interoperability test)的檢驗,其主要是針對所有SD的產品規格所作的主機裝置互通性測試,讓各種SD產品能與其他主機裝置有效地互通並協同運作。一個良好的SD互通性的必要條件包含考量:

  • SD卡必須能與各種SD主機,包含不同容量規格(SDXC/SDHC/SD),以及技術規格(SD2.0/3.0/4.0)相容
  • SD卡可能應用於多種類型的SD主機(包含microSD與轉接卡)
  • 由其中一個SD主機裝置產生的內容,可能使用於另一個SD主機

為了確保裝置的互通性,進行生態系統互通性測試是至關重要的,因為產品要打入市場,最重要的就是能夠與大廠的產品互通,因此對於許多廠商來說,其重要性不亞於規格符合性測試。無論如何,在實際驗證SD主機裝置互通性測試時,還是會遇到許多新的難題,值得廠商與我們去一一克服和疑難排解。

 

SD主機裝置互通性問題之研究

有鑒於SD主機裝置的互通性問題仍然困擾著SD記憶卡和主機廠商,為進一步找出當前SD主機裝置的互通性問題,百佳泰根據內部研究的測試結果加以探討並提出分析報告。該報告針對1,000件以上SD主機裝置測試的結果進行研究,收集了120個問題來進行資料分析。

首先,以SD主機的種類來說,在SD主機裝置種類方面已達10大類,共有高達1390件的產品進行測試,其中以數位相機系統佔大多數。

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不同產品存在的互通性常見問題分析

由以上的120個互通性問題進行分析,我們可以發現主要的互通性問題發生四個測試情境下,包括: (1) Plug/Unplug Enumeration (2) User Behavior Operation (Format, I/O) (3) Power Management (Cold/Warm Boot, Sleep)以及(4)Performance Evaluation。我們可以發現在該份研究報告所測試的十大類SD主機裝置中,數位相機系統(如電腦)為最常見存有互通性問題的SD主機裝置平台,緊接著是智慧型手機以及讀卡機亦有互通性問題。

 

下面的分布圖可輔助說明SD主機裝置互通性的問題大多發生於Enumeration (55%)、其次是Format (25%)I/O error (20%)

從分析數據來看,Enumeration (55%)的互通性問題占比最大,幾乎所有SD主機裝置都會遇到這類形問題,這也是首要克服的問題之一。此問題也最為嚴重,因為一旦發生將幾乎無法使用,尤其是對於智慧型手機(16%)數位相機(15%)系統(11%)讀卡機(11%)而言,Enumeration (55%)最容易產生影響,而使得從最初發生問題,導致後面可能會讓裝置在某些情形下完全無法正常運作。而第二大問題的SD主機互通性問題則發生在Format (25%)的操作,其中系統(13%)顯然比數位相機(7%)在互通性測試中更容易發生格式化問題。另外約有20%的SD主機裝置發生I/O error系統發生此錯誤的比例僅有7%僅次於數位相機(12%)

 

Source: Allion Labs, Inc.

 

常見的互通性問題探討

值得關注的是,上述三種互通性問題或風險常常會出現在許多廠商的SD記憶卡和SD裝置產品。以下歸納出幾個常見的現象,例如Enumeration中可能發生無法辨識或偵測SD卡、以及SD卡容量錯誤等;Format時出現錯誤訊息或時間過長;操作時出現I/O Error如錄影中斷、無法照相/瀏覽、資料損壞、無法複製,更甚者造成主機當機等。其主要原因不外乎是電氣訊號穩定性、阻抗匹配性、韌體缺陷等,可以透過各式儀器針對測試發生的問題進行驗證,取得佐證以做為修正問題的參考。

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如何減少互通性問題發生,建立更有效的測試機制從而樹立高品質,是能否進入高階市場提高毛利的入門階。百佳泰致力於提升SD產品整體品質,協助SD協會研究和解決SD記憶卡和SD裝置間效能與互通性相關問題。身為重要核心會員之一,百佳泰不僅多年來持續參與協會在技術進程的討論、支持相關規格標準的行銷推廣活動,同時更是SD協會所授權的指定測試實驗室(Designated Lab)。廠商如有任何品質上的疑慮、或對技術規格有任何問題與需求,都可以透過百佳泰得到協助或諮詢服務。相關資訊連結:http://www.allion.com.tw/SD.html。關於SD記憶卡或SD主機裝置的詳細測試方法與規範,歡迎逕洽百佳泰service@allion.com 

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