將FRAM儲存器晶片整合到汽車EDR設計中

本篇文章宇芯電子主要介紹用 替換快閃記憶體或EEPROM的情況，以及如果將FRAM器件成功整合到新的汽車EDR設計中將需要滿足的要求。
 
EDR要求：高速和高可靠性
車輛EDR的基本功能要求是捕獲所有指定的資料輸入，從可見光和紅外攝像頭，雷達和LiDAR感測器等感測裝置以及油門，制動踏板和方向盤等輸入裝置捕獲。它應該在安全事件（例如與另一輛車發生碰撞）之前和期間捕獲這些輸入，從而使事故調查人員在發生事故之前能全面瞭解車輛的運動情況。這種資料捕獲功能需要具有故障安全性，以確保在任何情況下都可以儲存資料，包括車輛電源系統故障。資料儲存功能還應該能夠承受對其他車輛子系統甚至EDR本身的機械損壞。
 
傳統EDR設計中的不良解決方法
為了滿足EDR操作的嚴格規範，迄今為止，汽車製造商已選擇採用基於熟悉的非易失性儲存技術的架構，該架構可提供非常低的單位成本：EEPROM或快閃記憶體。但是，這兩種技術在操作方式上都有許多弊端：對於EDR，最重要的是它們的寫入速度非常慢，並且耐久性（在磨損之前可以執行的程式設計/擦除週期數）很低。這意味著需要透過各種變通辦法來支援基於EEPROM或快閃記憶體的EDR實現，這些變通辦法涉及在主機片上系統（SoC）或微控制器中執行的其他元件和複雜軟體。
 
這些解決方法通常包括：
 
• 或DRAM緩衝區。這些易失性儲存器技術提供了比快閃記憶體或EEPROM快得多的寫入速度，因此它們縮小了SoC處的感測器資料處理與其在非易失性儲存器中的儲存之間的時間間隔。
•電容器提供緊急備用電源，以為緩衝儲存器和快閃記憶體或EEPROM提供電源。這樣可以避免發生崩潰時系統電源故障的風險。
•SoC中的損耗均衡軟體。這些複雜演算法的功能是將寫操作的物理位置平均分佈在EEPROM或快閃記憶體裝置中的所有儲存單元之間。
 
這些變通辦法是非常不希望的。提供額外的元件會增加系統的物料清單（BOM）成本。額外的元件數量也增加了電路板組裝的複雜性，增加了系統尺寸和重量。
 
當車輛的單個EDR位於引擎蓋下方或儀表板後面時，這種額外的尺寸並不是無法克服的缺點。但是在新一代的自動駕駛汽車中，EDR可能安裝在靠近感測器裝置的地方，例如，在後視鏡元件中或在攝像頭附近的ADAS系統中。在這裡，大小是非常令人關注的。
 
解決方法還增加了設計複雜性和設計風險。損耗均衡軟體可以延長 或快閃記憶體裝置的使用壽命，但是隻能透過估算才能知道在車輛使用壽命中可能發生的程式設計/擦除週期數。因此，設計團隊必須在過度指定的記憶體容量之間進行選擇，以減少每兆位元組可用容量的程式設計/擦除週期，但會增加BOM成本，或者針對成本進行最佳化，但存在記憶體過早損壞的風險。
 
類似的折衷適用於用作備用電源的電容器：它們的壽命有限，並且在高溫下老化更快。同樣，較低風險的選擇是過度配置電容，以允許某些電容器單元過早失效，但這進一步增加了BOM預算和空間。