《電子技術(shù)應(yīng)用》
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教學(xué):不斷增長的存儲(chǔ)需求推動(dòng)更多NAND進(jìn)入汽車設(shè)計(jì)

2022-08-22
來源:嵌入式計(jì)算設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞: 傳感器 控制器 ADAS

  隨著汽車電氣化的快速發(fā)展,汽車子系統(tǒng)對閃存的需求也在增加。許多這些子系統(tǒng)現(xiàn)在需要與現(xiàn)代智能手機(jī)和 PC 一樣多的內(nèi)存和存儲(chǔ)空間,如果累積起來,可能會(huì)導(dǎo)致車輛搭載多達(dá) 3 TB 的板載閃存。

  考慮以下:

  信息娛樂系統(tǒng)是當(dāng)今汽車內(nèi)存存儲(chǔ)的最大驅(qū)動(dòng)力。幾年前,平均 IVI 平臺需要大約 16 GB 的存儲(chǔ)空間,而現(xiàn)代車輛現(xiàn)在利用 64、128 甚至 256 GB 的容量來支持 3D 地圖等應(yīng)用程序。

  ADAS、自主和導(dǎo)航功能可以在 64 GB 到 1 TB 的任何地方使用,以支持本地?cái)?shù)據(jù)記錄和無線 (OTA) 軟件更新。

  數(shù)字儀表盤甚至需要 8 到 16 GB 的閃存。

  為了在利潤微薄的汽車市場中將成本保持在最低水平,汽車制造商及其供應(yīng)商也在使用消費(fèi)級存儲(chǔ)技術(shù)。當(dāng)然,在某些子系統(tǒng)(如 ADAS 或集群)中,這可能會(huì)導(dǎo)致可靠性和耐用性問題。

  從 eMMC 到用于汽車存儲(chǔ)的 UFS

  eMMC 內(nèi)存與早期智能手機(jī)中常見的閃存類型相同,如今在汽車市場仍占主導(dǎo)地位。這些內(nèi)存和存儲(chǔ)設(shè)備是針對汽車用例進(jìn)行改造的,包括擴(kuò)展溫度范圍、更嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、更長的生命周期支持和更低的故障率等功能。

  然而,現(xiàn)代智能手機(jī)已經(jīng)從 eMMC 過渡到通用閃存 (UFS),市場動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向了新技術(shù)。此外,UFS 比其前身性能更高,可提供顯著更快的讀/寫性能,并且還支持更高的容量(圖 2)。東芝托管閃存產(chǎn)品總監(jiān) Scott Beekman 解釋道。

 

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  “汽車中使用的內(nèi)存正在從智能手機(jī)中獲取內(nèi)存,由于規(guī)模經(jīng)濟(jì),這是汽車行業(yè)的一大推動(dòng)力,”Beekman 說。“現(xiàn)在他們正在轉(zhuǎn)向 UFS 內(nèi)存,這在中高端智能手機(jī)中占據(jù)主導(dǎo)地位。

  ”理論上,UFS 的接口速度也是 eMMC 接口能力的 3 倍。就實(shí)際性能而言,讀取速度提高了 250%。“

  隨著越來越多的安全關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)入汽車子系統(tǒng)并且啟動(dòng)時(shí)間變得越來越重要,這種性能提升顯然是有益的。

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  為確保新興汽車 UFS 解決方案具有更高的可靠性,東芝等供應(yīng)商正在集成新功能。例如,閃存控制器中集成了額外的規(guī)定,以確保它了解 UFS 設(shè)備的狀態(tài)、內(nèi)部溫度等。被稱為刷新功能,例如,一旦 UFS 設(shè)備超過 105?C,它可以通知主機(jī)降低設(shè)備的速度,然后在內(nèi)存基板上運(yùn)行診斷。

  不要指望其他選項(xiàng):用于汽車的 NOR 和 LPDRAM

  當(dāng)然,車輛內(nèi)的其他應(yīng)用仍然需要更強(qiáng)大、更可靠的閃存技術(shù)。因此,汽車制造商和一級供應(yīng)商必須針對不同的子系統(tǒng)考慮不同的解決方案。

  ”NOR 閃存為參數(shù)數(shù)據(jù)、傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、錯(cuò)誤日志和用于 ADAS 系統(tǒng)某些功能的初始啟動(dòng)的程序代碼提供高度可靠的存儲(chǔ),而 LPDRAM 提供高性能內(nèi)存來支持處理器的持續(xù)計(jì)算需求“美光嵌入式業(yè)務(wù)營銷副總裁 Kris Baxter 說。

  但百特也意識到需要在前視攝像系統(tǒng)等系統(tǒng)中提供另一種解決方案,這些系統(tǒng)受限于小尺寸和小于 7 W 的功率預(yù)算。

  ”隨著智能相機(jī)支持重要的人工智能推理,總功耗和高能效都成為重要屬性,“他說。這需要高帶寬、低功耗的存儲(chǔ)器,例如 LPDRAM。

  ”美光的 45nm NOR 閃存在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了汽車安全性。Xccela Flash 實(shí)現(xiàn)了汽車應(yīng)用的特定功能,以提高穩(wěn)健性和可靠性,使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種級別的安全合規(guī)性,“Baxter 繼續(xù)說道?!蔽覀兊?LPDRAM 采用片上 ECC 來消除單位錯(cuò)誤,從而顯著提高 FIT。系統(tǒng)應(yīng)用程序在系統(tǒng)級別實(shí)施額外的 ECC 方案來管理多位錯(cuò)誤?!?/p>

  ”兩者的設(shè)計(jì)和認(rèn)證都符合汽車的可靠性要求,但它們提供不同的功能。作為我們資格認(rèn)證和生產(chǎn)方法的一部分,我們能夠提供 ADAS 所需的高可靠性和質(zhì)量預(yù)期。“

  美光的 NOR 閃存能夠支持每塊 100K P/E 周期。同時(shí),該公司的 LPDRAM 解決方案范圍從 512 MB 到 32 GB,運(yùn)行頻率在 166 到 2133 MHz 之間。美光的 Ultra 2 LPDDR2/4 產(chǎn)品等精選 LPDRAM 解決方案也支持高達(dá) 125oC 的溫度范圍。



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