汽車系統(tǒng)的設(shè)計變得越來越復(fù)雜，因為要不斷的加入新的功能，如高級駕駛輔助，圖形儀表，車身控制和車輛信息娛樂系統(tǒng)。為了確保可靠、安全的操作，每個子系統(tǒng)均需要使用特定的非易失性存儲器，以便在復(fù)位操作和電源切換期間存儲信息。非易失性存儲器用于存儲可執(zhí)行代碼或常量數(shù)據(jù)、校準數(shù)據(jù)、安全性能和防護安全相關(guān)信息等重要數(shù)據(jù)，以作將來檢索用途。
  
舉例ADAS系統(tǒng)來說，從特定的傳感器采集并存儲實時數(shù)據(jù)到非易失性存儲器是非常重要的。同樣地對于汽車娛樂系統(tǒng)，在系統(tǒng)掉電的同時能存儲系統(tǒng)設(shè)置信息也是非常重要。GIS和信息娛樂系統(tǒng)都有高清圖形顯示不僅需要存儲與讀取啟動程序還需要存儲與讀取非常大的配置從外部的非易失性存儲器。
 
除了滿足應(yīng)用的需求，非易失性存儲器還需確保足夠的讀寫次數(shù)來記錄至少20年數(shù)據(jù)。此外，為了達到汽車級認證和資格，所有子系統(tǒng)應(yīng)采用符合AEC-Q100標準的存儲器組件。同時功能性安全性能符合ISO26262標準是另外一個要求在這種高安全性要求的系統(tǒng)。
 
ADAS存儲器要求
 
ADAS系統(tǒng)主要設(shè)計自動操作/自動調(diào)整/增強汽車系統(tǒng)以實現(xiàn)更安全、舒適的駕駛體驗。安全性功能主要用于避免事故發(fā)生通過提醒駕駛員潛在的問題，或通過實施保護措施和接管控制汽車來避免碰撞。自適應(yīng)功能包括可以自動照明、提供自適應(yīng)巡航控制、自動剎車、結(jié)合GPS/交通警告、連接到智能手機、提醒駕駛者有其他車輛或者危險狀況、保持司機在正確的車道行駛以及顯示駕駛員的盲點。

   
圖1為ADAS系統(tǒng)如何利用FRAM和NOR閃存的簡化框圖。外部NOR閃存通常用于存儲啟動代碼。然而ADAS系統(tǒng)中的各種傳感器通過CAN(控制器局域網(wǎng))接口定期向MCU發(fā)送數(shù)據(jù)。MCU運行自適應(yīng)算法，檢查是否可能碰撞或已經(jīng)發(fā)生碰撞。處理算法的運行時間變量和傳感器的當前狀態(tài)則存儲在MCU的存儲器中。
 
當算法檢測到事故時，安全氣囊控制模塊即時啟動備用電源并打開安全氣囊，確保在事故期間斷電也能部署應(yīng)對。事故發(fā)生時的傳感器狀態(tài)也應(yīng)立即存儲到非易失性存儲器以作數(shù)據(jù)記錄。這些數(shù)據(jù)可以有效地幫助了解事故原因，促使汽車制造商生產(chǎn)更加先進的安全系統(tǒng)，同時輔助保險公司判斷索賠是否有效。
 
行車記錄儀(EDR)是用于記錄事故發(fā)生前各個重要子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)?？梢园惭b在ADAS主控單元，或者安裝在另一個接收重要傳感器數(shù)據(jù)并與ADASMCU進行通信的MCU中。如今，工程師可以使用多核設(shè)備為EDR功能提供一個專用的完整CPU核，例如賽普拉斯的Traveo™汽車用微控制器。
 
EDR通過測量汽車前部壓力傳感器的撞擊力、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向輸入、油門位置、制動狀態(tài)、安全帶狀態(tài)(檢測乘客)、輪胎氣壓、警告信號以及安全氣囊打開狀態(tài)，從而判斷碰撞嚴重程度。并且在汽車碰撞前和碰撞期間記錄以上數(shù)據(jù)。顯然，微控制器不能等到事故發(fā)生才開始記錄數(shù)據(jù)。因此，微控制器需要連續(xù)存儲數(shù)據(jù)。所以，EDR需要一個具有幾乎無限寫次數(shù)的非易失性存儲器。
 
FRAM存儲器比ADAS的傳統(tǒng)EEPROM擁有更多優(yōu)勢。無需寫等待時，幾乎可以實時存儲重要數(shù)據(jù)(實際10us存儲時間)，這一點對ADAS來說至關(guān)重要。EEPROM通常需要超過10毫秒的寫等待時間，因此不適用于高安全性應(yīng)用。FRAM同時具備無寫延遲和高速時鐘速度，非常適合需要快速寫入大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。使用SPI時，設(shè)計師可以自由決定FRAM的寫入字節(jié)數(shù)。把一個或兩個字節(jié)寫入FRAM的隨機位置時，寫入周期約為1微秒。反觀EEPROM或閃存，則需要5-10毫秒的寫入周期。
 
與EEPROM或閃存不一樣的是，F(xiàn)RAM無需頁面緩沖區(qū)。在接收每個字節(jié)的第8位之后，F(xiàn)RAM立即寫入每個數(shù)據(jù)字節(jié)。這意味著，系統(tǒng)存儲器密度增長時，工程師不必擔(dān)心頁面緩沖區(qū)大小的變化。
 
就寫入耐久性而言，F(xiàn)RAM可以支持100億次寫操作，遠遠超過EEPROM的100萬次以及閃存的10萬次。因此FRAM可以用作追蹤數(shù)據(jù)記錄器，可以不斷寫入數(shù)據(jù)。此外FRAM的寫入和讀取的消耗功率非常低(例如1Mhz時為300微安)，因此非常適用于事故引起斷電時需要使用低功率備用電源或通過電容寫入數(shù)據(jù)的ADAS。與其他非易失性存儲器相比，F(xiàn)RAM的待機電流也低得多(通常為100微安)。


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