|
作者：賽普拉斯半導體公司 Susie Gao 在過去幾年里，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制等方面。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系統 (ADAS)、數字儀表盤和信息娛樂等系統對NOR 閃存的市場需求迅猛增長。 高級駕駛輔助系統 針對提高駕駛安全性的高級駕駛輔助系統 （ADAS） 的市場發展快速增長。目前，大部分ADAS 應用主要是基于攝像頭（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、車道更換和停車等輔助功能。由于汽車越來越自動化，傳感攝像頭市場預計將繼續擴大。與觀察型攝像頭相比，傳感攝像頭需要更為復雜的處理程序，因此需要高效 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，高級駕駛助理系統 (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復雜的處理程序。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英寸或以上的全高清顯示器，因此嵌入式顯示器的尺寸也在不斷增大。相應地，更大的顯示器尺寸導致系統需要處理更多的內容。這意味著單憑控制 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。單憑控制 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。 信息娛樂系統 傳統的信息娛樂系統使用 NOR 閃存來存儲引導代碼、應用程序以及實時操作系統。Linux 操作系統（適用于 Android 系統）被廣泛應用于信息娛樂系統中，大大增加了操作系統所需的內存。由于內存增加，操作系統不可以再單獨存儲在 NOR 閃存中。為了滿足操作系統和應用對存儲帶寬的需求，e.MMC 卡和 SD 卡在信息娛樂系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：信息娛樂系統需要引導代碼、實時操作系統和應用程序代碼。
圖 6：信息娛樂系統廣泛使用 Linux，顯著增加了操作系統的內存需求量，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系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、數字儀器盤和信息娛樂系統選擇內存解決方案時，需要考慮到汽車在發動機啟動時，這三種應用也必須快速啟動運行。然而，系統的大數據量使之難以實現快速啟動。其中一種解決方法是，將數據連續存儲在 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。 因此，快速讀取存儲在閃存中的數據，是實現發動機啟動時快速啟動應用的關鍵。如果這個問題只是與閃存的讀取速度有關，可以使用多個閃存和加大數據總線寬度。然而，考慮到引腳的數量，這并不是理想的解決方案。另一種可行的解決方法是，在傳輸數據過程中進行數據壓縮。然而，圖像壓縮會導致圖像質量變差，這可能對依賴汽車應用圖像提供安全提示的駕駛者帶來嚴重后果（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 并行 512Mb NOR 閃存等傳統并行 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制（見圖 9）。這有助制造商保持小尺寸封裝，并限制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，使汽車系統制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，使汽車系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復雜精細，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系統、數字儀表盤和信息娛樂系統的具體要求，并從快速應用啟動、大屏幕優質圖像顯示、性能以及引腳數量等方面考慮，從而靈活地為不同類型的汽車選擇合適的閃存解決方案。 |
