物联网 (IoT) 的主要部分（机器对机器 (M2M)）指在同一通信基础设施中启用嵌入式计算应用程序、处理器、传感器和其他设备来通过最少人工干预进行互相通信的连接技术。M2M 系统解决方案包括轻松开发应用程序所需的硬件、托管软件和服务。它也包括有线和无线通信设备、模块和适配器。此外，M2M 解决方案也提供管理、通信和连接远程资产、企业应用程序等的存储服务。
在复杂环境中，M2M 设备为配备专用接口（例如 USB）、易失性和非易失性存储器堆栈、应用程序、操作系统和设备驱动程序的独立设备。（如图 1。）通常，M2M 设备使用某些形式的闪存来存储代码和易失性存储器（例如 SRAM 或 DRAM）进行高速缓存或缓存。由于 M2M 服务种类繁多，必须使用托管设备上能够处理信息、进行 M2M 通信并且在某些情况下向处理财务往来的应用程序（例如，销售 (POS) 终端）提供安全通信通道的应用程序来部署这些服务。
这些类型的系统环境增加系统存储器要求的复杂度。无论用于存储还是实现新类型数据的处理来提高效率和增加系统的智能性，存储器技术均比较重要。在决策过程中，可以通过几种因素选择正确部件，但是，这些因素不能互相抵消。成本稍低的解决方案可能无法解决寿命问题，但是，M2M 产品必须拥有较长使用寿命。本文主要介绍针对 M2M 应用程序选择正确非易失性存储器 (NVM) 所面临的调整以及某些需要考虑的关键因素。
短期 M2M 解决方案的闪存考虑事项
短期 M2M 解决方案均围绕同一网络基础设施（例如，局域网 (LAN) 或个人局域网 (PAN)）中的传感器和设备。短期解决方案采用从各种专用选项到通用选项的许多无线通信技术，例如，Wi-Fi、蓝牙、Zigbee 和 Z-Wave。这些标准将继续发展来满足 M2M 通信要求并通过不断发展的应用程序来支持和确保互操作性。
嵌入式存储器在使用 Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-Wave 等的短期 M2M 解决方案领域中具有优势。嵌入式存储器节省空间、缩短开机时间并帮助提高本地执行 (XiP) 效率。但是，它也有缺点，人们需要在系统开发中进行说明。
嵌入式存储器的最大缺点就是密度低并且具有用完适应最低软件版本的位数的风险。因此，对于正在设计的外存储器（例如 128Mb 串行 NOR 或 1Gb–2Gb NAND 闪存）来说，最好确保项目代码位数足够且在断电时保持上一版本的映像。
嵌入式存储器也局限于写周期并且可能不适合参数存储，尤其在整个使用过程中需要多次更新系统参数的应用程序中。高速缓冲存储器可以消除此局限性，但是，系统成本也得到增加。最后考虑事项则是需要适应闪存更新的有效系统能力的增加并满足擦写周期中的整个系统效率。
长期 M2M 解决方案的闪存考虑事项
长期 M2M 解决方案需要跨多个网络边界的大型基础设施中的传感器和设备始终保持连接。这些解决方案在蜂窝技术中最常见。M2M 蜂窝模块包括 2G 和 3G/4G 版本。3G 网络基于全球高速下行链路分组接入 (HSDPA) 标准，它兼容通用微处理器单元 (MPU) 结构并实现丰富的实时多媒体和浏览体验。3G 网络将继续成为超越低速 2G 网络的国际流行选择，3G 网络的用户将持续增加。
基于蜂窝的 IoT 连接的数量预计在未来三年翻倍。蜂窝网络供应商专注于升级成 4G LTE 网络来更快适应高容量数据服务。正在部署带来收益的 M2M 服务的移动网络运营商 (MNO) 正在利用 3G 和 4G 网络来使用网络资源。因此，M2M 模块供应商在新设计中刨除 2G 认证模块来适应新组件解决方案和最先进生产。因此，截至 2016 年，3G M2M 模块保持最佳市场增长速度并且预计占据蜂窝 M2M 连接的一半。
性能、密度、成本和封装考虑事项
图 3 为典型蜂窝 M2M 模块，包括软件堆栈。闪存要求涵盖从 2G 蜂窝模块中的 32Mb 到 4G 蜂窝模块中的 4Gb。2G 蜂窝模块拥有较低的调制解调器速度和较少的 32Mb/64Mb 存储器空间（用于存储关键通信代码）。此时，NOR 闪存为最佳存储器之选；它的本地执行 (XiP) 结构用于在闪存外执行代码且只需工作存储器或扩展高速缓存拥有 16Mb–32Mb 的 PSRAM。3G/4G 蜂窝模块具有更高的性能和密度要求。关键通信代码更为高级，系统需要存储软件影像的副本和 Java 中间件版本。这促使密度要求抬升至 4Gb，像 NAND 闪存那样高。出于成本考虑，SLC NAND 则是 1Gb 和更高密度的最佳选择。
但是，改用 NAND 闪存表示无法直接在闪存外直接执行代码；相反，需要将代码下载到 ARM 中以便执行。这被称为存储并下载 (SnD) 或计算存储器结构，这将导致外部 DRAM 要求明显增多以便预示和执行代码。但是，即使 DRAM 要求增多，整套存储器解决方案与 NOR 闪存和低密度 DRAM 解决方案价格相同。
由于 M2M 模块的体积很小，推荐使用多芯片封装 (MCP) ，因为与分开的闪存和 DRAM 组件相比，它们可以大幅节省镶板成本。图 5 为 8 x 9 x 1mm 封装中的 1Gb NAND/512Mb LPDRAM MCP 解决方案示例，它可以完全装入 3G/4G M2M 模块。
产品使用寿命
在支持拥有较长使用寿命的汽车、工业和医疗应用程序的方面，NOR 闪存更胜于 NAND 闪存，M2M 模块的平均使用寿命通常为 10 年以上。NOR 闪存本身足以解决所有存储器功能，NAND 则取决于管理存储器功能的处理器，这些功能包括 ECC、坏块管理和磨损均衡。这样，难以将支持延至产品的使用寿命后和通过 NAND 技术缩减，因为难以确保 NAND 特性在几何结构发生变化时仍然保持不变。
使用案例情境
系统自身存储器更新的功能为闪存向嵌入式应用程序提供的关键优势之一，这些嵌入式应用程序通常需要大约 100,000 个编程和擦除周期并且最短保留数据 10 年。NOR 闪存通常通过几代缩减几何结构来满足此要求。对于 NAND 闪存，特点随着缩减平板印刷术发生变化。此效果在几何结构低于 30nm 的技术中更加明显，如图 6 所示，其中，对于嵌入式应用程序，ECC 要求明显增多，编程和擦除周期变得比较局限。
使用案例情境变成选择最适合专用应用程序的闪存的关键因素。例如，使用 SnD 结构的应用程序可以利用 NAND 闪存的成本优势，尤其在代码密度要求超过 1Gb 的存储器时，其中，在 SnD 结构中，在启动中将代码复制到 DRAM 中且更新不太频繁。另一方面，对于除了技术限制外频繁的代码和数据更新将增加编程和擦除周期要求的 M2M 应用程序，需要进行更仔细的使用案例情境评估。
结论
M2M 设备供新地点（例如，生产车间、能源网、保健机构和运输系统）连接互联网。当对象可以通过数码方式表示时，则可以在任何地方控制它。此连接意味着可以采用更多方法从更多地方获得更多数据来提高效率、安全性和保密性。成倍增加的数据需求按照数据需要推动存储和执行操作所需的位数。性能、密度、成本、封装、使用寿命、使用案例情境为选择 M2M 产品的正确存储器解决方案的关键因素。