産業用SDカードの故障事例

産業機器向けにSDカードを使用した際、SDカードの故障に直面されたご経験はありますでしょうか？
産業機器は民生機器とは異なる特性を持つため、故障の状況も異なります。故障の状況はデータ破損が8割、物理破損が2割という状況で、その原因や対策を理解していれば未然防止に役立ちます。具体的には何が原因でどの様な故障が発生しているのか、事例を挙げて説明します。

データ破損の原因は通電時挿抜が多い

【事例1】

お客様の機器にSDカードをPCに挿入すると、「フォーマットしてください」と表示されました。アドテックにてそのSDカードを解析した結果、SDカードの管理領域が破損していることが判明しました。ただ、コントローラとFlashへのアクセスは正常であると確認できたため、ファームウェア（F/W）の異常によるものと判断しました。管理領域が破損した原因は、管理データ（特にF/W情報）の保存中、又は、更新中にホスト（産業機器）からカードへのアクセスが遮断され、F/W情報の保存が不十分であったことと考えられます。

SDカードのデータが破損する原因は人的要因と機器要因に分けられます。

<図1> データ破損の原因

1.人的要因

このケースは 電源切断と通電時挿抜に分けられます。 電源切断は、管理データを作成中、又は、更新中に人為的にホストからの電源供給が切断され、カードへの電源供給が遮断されるケースです。 通電時挿抜は、管理データを作成中にカードが取り出されたケースです。データ破損の原因はこの通電時挿抜が最も多いです。

2.機器要因

お客様の機器が原因のケースです。このケースには、主に電圧変動とフリーズがあります。 電圧変動は、管理データの作成中、又は、更新中にSDカードへ供給する電圧が変動したケースです。フリーズは、管理データを読み出すソフトの動作中に機器の動作がフリーズするケースです。機器要因では、これら以外にホストやカードの故障が起因している場合もあります。

データ破損を未然に防ぐ為には、次の対策が有効です。

①PC上でSDカードの動作ランプが消えたことを確認してからSDカードを取り出す。
②Windowsの場合、「ハードウェアを安全に取り外してメディアを取り出す」を利用して、システム上で停止処理する。
③機器の電源がOFFになっていることを確認してからSDカードを取り出す。
④組込機器の場合、SDカードの動作がOFFになるまでSDカードを取り出せない様な機器設計とする。
⑤電源が切断されたら別電源に切り替わる設定にする。

物理破損はSDカードの挿抜時に起こりやすい

【事例2】

お客様の機器で「microSDカードが全く認識されない」という事象が発生しました。アドテックにてそのSDカードを確認した結果、まず、カード全体に擦れた様な傷が多数確認されました。SDカードの電気的な影響を確認する為にPCで認識確認したところ、フォーマット要求のアラートが表示されました。OS上では物理認識されましたが、SDカードへのアクセスや書き込み、読み出し等は一切出来ない状態でした。更に、専用ツールで確認したところ、SDカードのID情報は確認出来たものの、不良ブロックの発生状況、及び、SDカードに搭載されているコントローラの情報は確認出来ませんでした。

このケースでは、端子部近傍で傷によりパターンが露出していました。この露出部とカード端子部が短絡し、コントローラのF/W情報が破損してSDカードとして正常に機能しないという電気的な障害を起こしたと推測されます。傷は擦り傷状であり、SDカード挿抜時に起きた可能性があります。この事例は傷がひどい状況ですが、軽微な傷であっても、SDカード動作時の電圧遮断、規定の動作電圧範囲を超えるといった異常が起こりSDカードの誤動作やデータ破損を引き起こす場合があります。

<図2> SDカードの傷

物理破損による故障を未然に防ぐ為には次の対策が有効です。

①SDカードを無理やり取り出さない。
②SDカード、機器を丁寧に取り扱う。
③SDカードに擦り傷が確認された場合、削られた樹脂がカード端子やカードソケット内部に付着していないか確認する。
④microSDカードは折れるケースもあるので、傷に加えて割れ目等の外観異常が発生していないか使用前に確認する。
⑤SDカードの清掃や除菌は取扱説明書に記載された方法で行う。

まとめ

産業用SDカードが故障する原因には、人的要因と機器要因があります。故障を未然に防ぐ為には、SDカード、及び、SDカードを使用する産業機器の特性を理解した上で以下の様に対応する必要があります。

1.SDカードは動作終了を確認してから取り出す。機器側でも対策すれば更に安心。
2.SDカードを傷つけない様に取り扱う。傷を発見したらカードの端子やカードソケット内部に異物が無いか確認する。

製品情報

アドテックは、産業用途のフラッシュメモリ製品としてSDカードに加え、SSD、USBメモリも取り扱っています。コントローラメーカーと長年に渡り協業を進めており、フラッシュメモリに関する各種ノウハウを積み重ねてきました。各種情報提供やサポートに加え、国内拠点での品質保証体制を整えております。産業用SDカードに関するご相談がございましたらお気軽にお問い合わせください。

関連コラム