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摘要：知识城线综合监控系统自2019年12月起出现多起FEP前置处理器（以下简称FEP）故障，主要表现为软件频繁切换、关闭后无法正常开启或出现只读无法写入等现象。经过对FEP进行深入检测分析后确定了故障原因为DOM卡擦写寿命耗尽，磁盘变为只读状态无法写入数据，并针对性提出了优化策略。
关键字：FEP DOM 磁盘
1、引言
广州地铁知识城线综合监控系统采用了MOXA FEP前置处理器，在2017年12月正式投入运行，在经过了2年运行时间后，开始出现了DOM卡故障的情况，主要现象是FEP软件频繁切换、关闭后无法正常开启或出现只读无法写入等。
2、FEP介绍
FEP前置处理器设置在中央级、车站级综合监控系统，专门用于数据采集、协议转换和数据隔离，接入BAS、FAS、PSD、PA、ACS、EMS、SIG等接口专业，实现与相关系统的数据通信和接口功能。FEP采用嵌入式Linux系统，配置4GB DOM卡作为存储设备，DOM卡型号为EDC 4000，采用SLC闪存颗粒，擦写寿命约10万次。
3、检测分析
3.1 对故障的FEP拆卸DOM卡进行外观检测，外观查看，无明显损伤。
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图1 故障DOM卡
3.2 上机透过iSMART读取SMART信息，发现磁盘SSD的ECC Error数过高，且Corrected ECC Error无法修正回来，正常是要两者一致。
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图2 DOM卡SMART信息
3.3 透过开卡工具对DOM卡重新MP，对SSD重新初始化，进行BurnInTest（性能测试）失败，发现ECC也是异常偏高，导致ECC纠正错误。
基于以上对FEP DOM卡检测情况，分析判断为闪存颗粒寿命接近耗尽，不再适合现场使用。
3.4 对FEP读写规律进行分析，读写依照JEDEC enterprise 规范，测试每日写入4GB数据，透过工具推估，预估写入放大率WAF为76.2，预估可写入数据量为11.9TB（1TB = 1024GB），预估使用年限 8.2年。但实际 WAF 亦受多种因素影响，EDC 4000该产品的算法是 Block mode，在实际的运用中会加快颗粒寿命的消耗。而知识城线综合监控系统FEP在新线调试及运营期间，设置了较高日志级别，不间断的大量打印系统日志，导致使用两年左右，FEP出现故障。
写入放大率WAF：在磁盘写入过程中，实际需要写入的数据量跟本机写入的数据量是不一致的，例如当前存储块有63个页写入了数据，还留下4KB空间，此时如果写入4KB数据，理论上正好填满整个存储块，但是磁盘不能直接覆盖写入数据，其他63个页的数据必须先复制到内存中，然后将整个存储块清空，要写入的这个4KB数据会在内存中与前面的63个页中的数据混合到的一起，然后再重新写入到一个存储块中。写入数据前必须先进行擦除，而闪存的最小擦除单位就是存储块。每个存储块是由数百个页组成的，页是闪存当中能够读取和写入的最小单位。
4、优化策略及结果
4.1基于上述检测分析，进行以下优化：
1）采用新版本DOM卡（EDC 1SE2 4GB），现场试点更换并测试新版本DOM卡。新版本DOM卡（EDC 1SE2 4GB）依照JEDEC enterprise规范，测试每日写入4GB 数据，透过工具推估，预估写入放大率 WAF为9，预估可写入数据量为46.7TB，预估使用年限为32，实际WAF亦受多种因素影响，以现场测试为准。
2）降低FEP软件日志打印级别，由小文档连续写入改为 256KB 以上数据的批次写入方式。
4.2测试结果
在知识城线选定试点站汤村站进行更换FEP DOM卡及降低日志级别，经运行一周后，读取磁盘参数进行分析，按现场测试环境以及擦写次数寿命为6万次推测（一般SLC闪存颗粒的擦写次数约10万次），预计使用年限为51年，可以满足使用需求。目前已经对全线进行推广。