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  Semper? NOR Flash

  英飛凌Semper?系列 NOR Flash是2018年推出的業(yè)界首款通過ASIL-B級功能安全(Functional Safety)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的外置存儲器， Semper? NOR Flash在架構(gòu)設(shè)計時充分考慮汽車行業(yè)應(yīng)用需求并符合ISO26262規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，提供了與之對應(yīng)的特性與功能，在汽車應(yīng)用常見的極端溫度下也可以提供業(yè)界最佳的讀取帶寬、瞬時啟動、高耐用性與長期的數(shù)據(jù)存儲能力，為構(gòu)建故障安全的嵌入式汽車系統(tǒng)提供更豐富的選擇。

  為了提供更好的性能與錯誤檢測與反饋，Semper?系列NOR Flash在內(nèi)部使用了ARM Cortex-M0的內(nèi)核來提升接口轉(zhuǎn)換和狀態(tài)采集的實時性，同時內(nèi)部還集成了多個可靠性和功能安全(Functional Safety)的診斷模塊，進一步提升系統(tǒng)整體魯棒性。

  英飛凌Semper?系列NOR Flash內(nèi)部的診斷模塊包含“數(shù)據(jù)一致性”，“錯誤告警”和“運行恢復(fù)”三大部分，對于數(shù)據(jù)一致性的校驗可以為主控提供Flash任意地址區(qū)間和接口傳輸數(shù)據(jù)的CRC(Cyclic Redundancy Check)校驗功能并輸出CRC32校驗值，以便系統(tǒng)檢測和判斷關(guān)鍵數(shù)據(jù)或是部分啟動代碼是否被篡改;同時Flash內(nèi)部集成了硬件ECC(Error Correction Code)數(shù)據(jù)糾錯模塊，可以在數(shù)據(jù)燒錄時自動生成ECC校驗值并在數(shù)據(jù)讀取過程中動態(tài)計算校驗碼并糾正bit反轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)錯誤，F(xiàn)lash內(nèi)每16byte搭配9bit ECC parity來實現(xiàn)SECDEC(1bit ECC糾錯和2bit ECC檢錯)功能。另外，F(xiàn)lash在內(nèi)部初始化、寄存器配置、讀寫擦工作過程中出現(xiàn)的大多數(shù)錯誤都具備實時檢測和告警的功能，有些封裝方式下還具備INT#管腳，可以將錯誤以硬中斷的方式輸出給主控，讓原本作為Slave從設(shè)備的NOR Flash具備錯誤的可感知、可告警、可恢復(fù)的功能，從而提升系統(tǒng)整體可靠性與穩(wěn)定性。

  英飛凌Semper?系列NOR Flash全面符合JEDEC xSPI (JESD-251A)規(guī)范，提供了 Quad SPI、Octal SPI 以及 HyperBus? 不同接口規(guī)格的產(chǎn)品。該系列同時提供AEC-Q100 汽車認(rèn)證產(chǎn)品，最高支持 -40°C 至 + 125°C 的擴展溫度范圍、1.8V 和 3.0V 工作電壓范圍、產(chǎn)品覆蓋從512Mb至4Gb 的容量范圍。

  英飛凌Semper?系列NOR Flash采用最新的45nm MirrorBit?制程工藝，其QSPI接口產(chǎn)品較上一代吞吐率從最高80MB/S提升至102MB/S，其Octal 和 HyperBus? 接口的產(chǎn)品作為高性能 x8 (8*I/O) NOR Flash，較上一代吞吐率從最高333MB/S提升至最高 400 MB/S 的讀取帶寬。

  Excelon? F-RAM

  英飛凌Excelon?系列F-RAM提供了業(yè)界領(lǐng)先的低功耗和大容量鐵電存儲器，通過將超低功耗操作與高速接口、即時非易失性和無限的讀寫周期持久性相結(jié)合，使其成為便攜式醫(yī)療、可穿戴、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、工業(yè)和汽車應(yīng)用的理想數(shù)據(jù)記錄存儲器。

  其中Excelon? Auto系列F-RAM提供從2Mb到16Mb容量產(chǎn)品并且符合ISO26262功能安全規(guī)范，除了1.8V到3.6V的寬電壓范圍外，還支持1.71V到1.89V的工作電壓范圍。Excelon? Auto系列F-RAM提供經(jīng)過AEC-Q100 Grade 1汽車認(rèn)證的最高-40°C 至 + 125°C 的擴展溫度范圍的產(chǎn)品，同時支持高達(dá)108MHz的QSPI接口，具有1013次的寫續(xù)航能力、快速即時讀寫的特性。

  英飛凌車用外置非易失存儲器在ADAS系統(tǒng)中的應(yīng)用

  為了讓車輛更加自主智能并輔助駕駛員提升車輛行駛安全性和舒適度，ADAS技術(shù)應(yīng)運而生。而在車廠打造產(chǎn)品差異化和消費者對新技術(shù)青睞的助推下，ADAS技術(shù)逐漸普及并且在功能上不斷推陳出新。隨著新能源汽車為主的本土供應(yīng)商崛起，使得新能源汽車更具搭載ADAS的價值，也推動著ADAS系統(tǒng)的不斷更新迭代。

  早期的ADAS 系統(tǒng)主要以被動式報警為主，當(dāng)車輛檢測到潛在危險時，會發(fā)出警報提醒駕車者注意異常的車輛或道路情況。對于新的ADAS 系統(tǒng)來說，主動式危險感知和干預(yù)也越來越多的應(yīng)用于實際車輛的感知與控制中。

  Image/Radar/Lidar Sensing System (Semper NOR Flash)

  目前ADAS系統(tǒng)功能模塊中，無論是360°全景影像、自適應(yīng)巡航、駕駛員監(jiān)測系統(tǒng)，還是前方碰撞及行人檢測、車道保持和偏離預(yù)警系統(tǒng)，大部分還是需要攝像頭、雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲及紅外等傳感器的參與。這些傳感器將所采集的圖像/傳感數(shù)據(jù)進行處理、校正、拼接或是融合之后的信息傳輸給主控制芯片進行進一步的運動、行人、距離檢測并最終做出決斷、告警和車輛控制。

  在采集傳感端的ASIC/MCU/MPU和中央處理側(cè)的MPU/SoC都會有啟動代碼、關(guān)鍵日志、傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)暫存的需求，并且由于所應(yīng)用位置為ADAS的核心部件并且事關(guān)系統(tǒng)整體穩(wěn)定與車輛安全行駛，因此對于外部NOR Flash的容量、速度、可靠性提出了更高要求。

  英飛凌Semper?系列 NOR Flash針對這一使用場景，利用Flash內(nèi)部集成了硬件ECC(Error Correction Code)數(shù)據(jù)糾錯模塊，可以在數(shù)據(jù)燒錄時自動生成并存儲ECC校驗值，在數(shù)據(jù)讀取過程中動態(tài)計算校驗碼并自動糾正bit反轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)錯誤，這樣可以最大限度保證數(shù)據(jù)的正確性，在出現(xiàn)問題時及時感知并糾正錯誤，以提升系統(tǒng)整體可靠性。

  同時，針對ADAS系統(tǒng)模塊軟件在線升級時外部存儲器上啟動代碼被意外篡改和數(shù)據(jù)被非法入侵等痛點，英飛凌Semper?系列 NOR Flash也具備硬件CRC(Cyclic Redundancy Check)的循環(huán)冗余校驗功能。在系統(tǒng)分階段啟動的過程中，MCU/SoC可以通過配置Flash內(nèi)部寄存器(CRC計算起始地址寄存器，CRC計算結(jié)束地址寄存器，CRC32校驗值寄存器)直接讓Flash計算并輸出CRC32校驗值，由于數(shù)據(jù)不需要從Flash內(nèi)部拷貝到RAM上進行計算，因此節(jié)約了大量總線傳輸和MCU/SoC計算時間和算力。MCU/SoC可以通過Flash內(nèi)部計算的啟動代碼/數(shù)據(jù)的CRC32校驗值并與升級文件的校驗值比對來快速判斷代碼/數(shù)據(jù)是否被篡改，從而在保證數(shù)據(jù)一致性的前提下進一步提升系統(tǒng)啟動速度。

  EDR (F-RAM)

  在ADAS系統(tǒng)輔助駕駛等級不斷提升的過程中，由機器參與的感知、判斷和決策的比例越來越高，在車輛出現(xiàn)事故時責(zé)任的認(rèn)定和原因調(diào)查成為了必要的環(huán)節(jié)，因此對車輛事故前后的緊急數(shù)據(jù)存儲提出了更高的需求。

  事件數(shù)據(jù)記錄器(EDREvent Data Recorder)作為汽車上的黑匣子，它幾乎記錄了汽車的任何動作以及駕駛員對汽車所做的一切。例如汽車發(fā)生事故前后的數(shù)據(jù)(如：速度、剎車、轉(zhuǎn)向燈、車門、發(fā)動機溫度等)，對于還原事故真相至關(guān)重要。

  英飛凌Excelon? Auto系列F-RAM完美匹配了此類應(yīng)用的需求，在可以與其他內(nèi)存(如SRAM、EEPROM或是SPI NOR Flash)使用相同的主機處理器接口的同時，利用其近乎為0等待的快速寫入來消除其他技術(shù)所需的“浸泡時間”或頁/扇區(qū)緩沖而造成的寫延遲。即時寫操作消除了由于意外掉電或電壓跌落而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失或是未完全寫入的風(fēng)險。

  此外，英飛凌Excelon?Auto系列F-RAM提供行業(yè)領(lǐng)先的16Mb大容量商品，覆蓋最高車規(guī)AEC-Q100Grade1(-40°C至125°C)在認(rèn)證產(chǎn)品的同時，在嚴(yán)格的工作條件下，仍有超高的寫入壽命頻率(1013次)和較長的數(shù)據(jù)保存時間，85次℃數(shù)據(jù)在結(jié)溫下仍能維持近121年，Excelon?Auto系列F-RAM與超低功耗相比，商品功耗超低，EEPROM并發(fā)寫入時，產(chǎn)品功耗低127倍，休眠時電流只有0.1uA，有利于ADAS事故發(fā)生時，系統(tǒng)需要使用低功率備用電源或盡可能存儲關(guān)鍵子系統(tǒng)或傳感器數(shù)據(jù)，甚至壓縮圖像信息，為后續(xù)事故原因分析和責(zé)任判斷提供更有效的證據(jù)。

  在車輛日益智能化、功能不斷完善的過程中，越來越多的系統(tǒng)模塊被設(shè)計和運用到車輛運動的感知、控制和決策中。為了保證系統(tǒng)的可靠性和安全運行，每個子系統(tǒng)都需要使用特定的非易失性存儲器來存儲數(shù)據(jù)、參數(shù)、日志和代碼。由于性能和特點不同，不同的系統(tǒng)模塊對外部非易失性存儲器有不同的要求。

  英飛凌擁有30年的非易失性存儲設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)積累和嚴(yán)格高標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量控制體系。針對這些不同應(yīng)用的不同場景，它帶來了一些相應(yīng)的高性能、大空間、高質(zhì)量的外置非易失性存儲器，以確保數(shù)據(jù)在車輛運行的惡劣自然條件下的可靠性、穩(wěn)定性和高吞吐量，幫助新一代汽車電子設(shè)計，不斷為汽車智能網(wǎng)絡(luò)化提供可靠的解決方案。