如何選擇最佳汽車應用閃存
發布時間:2017-09-28 來源:Susie Gao 責任編輯:wenwei
【導讀】NOR 閃存最初應用在信息娛樂和引擎控製等方麵,隨著汽車電腦化進程的步伐不斷加快,NOR 閃存在汽車領域中的應用越來越廣泛,尤其是高級駕駛輔助係統 (ADAS)、數字儀表盤和信息娛樂等係統對NOR 閃存的市場需求迅猛增長。
在過去幾年裏,汽車應用對 NOR 閃存的需求不斷增加。NOR 閃存最初應用在信息娛樂和引擎控製等方麵。然而,隨著汽車電腦化進程的步伐不斷加快,NOR 閃存在汽車領域中的應用越來越廣泛。尤其是在高級駕駛輔助係統 (ADAS)、數字儀表盤和信息娛樂等係統對NOR 閃存的市場需求迅猛增長。
高級駕駛輔助係統
針對提高駕駛安全性的高級駕駛輔助係統(ADAS)的市場發展快速增長。目前,大部分ADAS 應用主要是基於攝像頭(如最常見的倒車攝像頭)來協助駕駛員識別附近的危險情況(見圖 1)。此外,還有更加先進的傳感攝像頭,為駕駛者提供自動防撞、車(che)道(dao)更(geng)換(huan)和(he)停(ting)車(che)等(deng)輔(fu)助(zhu)功(gong)能(neng)。由(you)於(yu)汽(qi)車(che)越(yue)來(lai)越(yue)自(zi)動(dong)化(hua),傳(chuan)感(gan)攝(she)像(xiang)頭(tou)市(shi)場(chang)預(yu)計(ji)將(jiang)繼(ji)續(xu)擴(kuo)大(da)。與(yu)觀(guan)察(cha)型(xing)攝(she)像(xiang)頭(tou)相(xiang)比(bi),傳(chuan)感(gan)攝(she)像(xiang)頭(tou)需(xu)要(yao)更(geng)為(wei)複(fu)雜(za)的(de)處(chu)理(li)程(cheng)序(xu),因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)高(gao)效(xiao)SoC來支持這種先進技術(見圖 2)。市場對高密度、高性能 NOR 閃存的需求也將隨著應用規模的擴大而持續增長。

圖 1:目前,高級駕駛助理係統 (ADAS) 利用觀察型攝像頭來協助駕駛員識別附近的危險情況。

圖 2:與觀察型攝像頭相比,傳感攝像頭需要更為複雜的處理程序。因此,市場對高密度、高性能表現的SoC和 NOR閃存的需求日益增加。
數字儀表盤
較早以前,汽車使用指針式儀表器向駕駛員顯示信息(見圖 3)。如今,越來越多新款式汽車使用配有輔助顯示器的數字儀表盤或嵌入式儀表板,在屏幕上顯示指針式儀表器。數字儀表盤通常為12英(ying)寸(cun)或(huo)以(yi)上(shang)的(de)全(quan)高(gao)清(qing)顯(xian)示(shi)器(qi),因(yin)此(ci)嵌(qian)入(ru)式(shi)顯(xian)示(shi)器(qi)的(de)尺(chi)寸(cun)也(ye)在(zai)不(bu)斷(duan)增(zeng)大(da)。相(xiang)應(ying)地(di),更(geng)大(da)的(de)顯(xian)示(shi)器(qi)尺(chi)寸(cun)導(dao)致(zhi)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)處(chu)理(li)更(geng)多(duo)的(de)內(nei)容(rong)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)單(dan)憑(ping)控(kong)製(zhi) MCU 的嵌入式閃存將無法處理負載量。我們需要外置的高密度 NOR 閃存來支持當今最先進的數字儀表盤,這進一步增加了市場對NOR 閃存的需求(見圖 4)。

圖 3:傳統意義上,汽車通過模擬指示器為駕駛者顯示信息(左)。如今很多汽車都安裝了全 TFT-LCD 液晶顯示屏嵌入式儀表。

圖 4:更大尺寸的數字儀表盤顯示器可處理更多的內容。單憑控製 MCU 的嵌入式閃存將無法處理負載量,因此需要外置高密度 NOR 閃存。
信息娛樂係統
傳統的信息娛樂係統使用 NOR 閃存來存儲引導代碼、應用程序以及實時操作係統。Linux 操作係統(適用於 Android 係統)被廣泛應用於信息娛樂係統中,大大增加了操作係統所需的內存。由於內存增加,操作係統不可以再單獨存儲在 NOR 閃存中。為了滿足操作係統和應用對存儲帶寬的需求,e.MMC卡和 SD 卡在信息娛樂係統中的應用日益普及。然而,工程師需要注意的是,eMMC和 SD 卡不能完全滿足高速運行,因此需要把高速運行的引導代碼和其他功能存儲在 NOR 閃存中。

圖 5:信息娛樂係統需要引導代碼、實時操作係統和應用程序代碼。

圖 6:信息娛樂係統廣泛使用 Linux,顯著增加了操作係統的內存需求量,因此無法單獨使用 NOR 閃存。需要高速運行的引導代碼及其他功能要存儲在 NOR 閃存中以滿足處理時限。
ADAS、數字儀表盤和信息娛樂係統這三款汽車應用是 NOR 閃存需求的主要來源。這些應用擁有更多功能以及更大尺寸的顯示屏,導致需要處理更多的數據。因此,需要高密度、高性能的 NOR 閃存來滿足實時要求。
為 ADAS、數shu字zi儀yi器qi盤pan和he信xin息xi娛yu樂le係xi統tong選xuan擇ze內nei存cun解jie決jue方fang案an時shi,需xu要yao考kao慮lv到dao汽qi車che在zai發fa動dong機ji啟qi動dong時shi,這zhe三san種zhong應ying用yong也ye必bi須xu快kuai速su啟qi動dong運yun行xing。然ran而er,係xi統tong的de大da數shu據ju量liang使shi之zhi難nan以yi實shi現xian快kuai速su啟qi動dong。其qi中zhong一yi種zhong解jie決jue方fang法fa是shi,將jiang數shu據ju連lian續xu存cun儲chu在zai RAM (DRAM) 中。但是,這個方法的缺點是,在 RAM (DRAM) 中保留大量數據會導致待機電流增加,耗盡汽車電池。
因yin此ci,快kuai速su讀du取qu存cun儲chu在zai閃shan存cun中zhong的de數shu據ju,是shi實shi現xian發fa動dong機ji啟qi動dong時shi快kuai速su啟qi動dong應ying用yong的de關guan鍵jian。如ru果guo這zhe個ge問wen題ti隻zhi是shi與yu閃shan存cun的de讀du取qu速su度du有you關guan,可ke以yi使shi用yong多duo個ge閃shan存cun和he加jia大da數shu據ju總zong線xian寬kuan度du。然ran而er,考kao慮lv到dao引yin腳jiao的de數shu量liang,這zhe並bing不bu是shi理li想xiang的de解jie決jue方fang案an。另ling一yi種zhong可ke行xing的de解jie決jue方fang法fa是shi,在zai傳chuan輸shu數shu據ju過guo程cheng中zhong進jin行xing數shu據ju壓ya縮suo。然ran而er,圖tu像xiang壓ya縮suo會hui導dao致zhi圖tu像xiang質zhi量liang變bian差cha,這zhe可ke能neng對dui依yi賴lai汽qi車che應ying用yong圖tu像xiang提ti供gong安an全quan提ti示shi的de駕jia駛shi者zhe帶dai來lai嚴yan重zhong後hou果guo(參見圖 7)。

圖 7:使用數據壓縮來補償存儲器讀取速度時,圖像質量會變差。
HyperFlash內存可以提供高達 333MB/s 的高速讀取性能來解決以上問題。HyperFlash內存比賽普拉斯 GL512S 並行 512Mb NOR 閃存等傳統並行 NOR 產品的讀取性能快三倍,比賽普拉斯 FL512 SPI512Mb NOR 閃存的 QSPI 產品快五倍(見圖 8)。

圖 8:HyperBlash與HyperBus的速度比其他內存替代方案的快三到五倍,同時保持使用最少的引腳數。
事實證明,讀取速度的大幅度提高能有效縮短發動機啟動時的應用啟動時間。此外,HyperFlash內存最多可以使用十二個終端進行控製(見圖 9)。這有助製造商保持小尺寸封裝,並限製接口到內存所需的引腳數量。HyperFlash內存能夠提供高性能 NOR Flash 功能,使汽車係統製造商在不影響響應能力的情況下可以增加功能和加大顯示屏幕尺寸。

圖 9:HyperFlash內存能夠提供高性能 NOR Flash 功能,使汽車係統能夠在不影響響應能力的情況下增加功能和加大屏幕尺寸。
綜上所述,NOR 閃存具備多個優勢,而隨著互聯汽車發展變得越來越複雜精細,配備全新的、安全度更高的娛樂、導航功能,NOR 閃存的需求也將會不斷增加。選擇閃存解決方案時,工程師可以通過測試高級駕駛輔助係統、數字儀表盤和信息娛樂係統的具體要求,並從快速應用啟動、大屏幕優質圖像顯示、性能以及引腳數量等方麵考慮,從而靈活地為不同類型的汽車選擇合適的閃存解決方案。
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