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嵌入式非易失性存储器在汽车系统中的应用

上网日期: 2007年10月26日 ?? 作者: Charles Ng ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:非易失性存储器? KVM? 一次性可编程?

随着汽车逐渐发展成为高度集成的交通、信息和娱乐系统,其半导体成分不断增多。如今的汽车包含了数以十计的处理器、大量的传感器和各类控制、安全、舒适及通信系统。所有这些系统都需要非易失性存储。

车载系统的存储器有多种不同形式,其容量少则只有数百位,用于存储ID和传感器数据,多则高达数兆字节,用于保存复杂的固件程序。不同系统对非易失性存储器(NVM)的要求不同,但无一例外都希望它便宜、可靠、安全并易于在系统中实现。本文深入探讨了一些常见应用,阐述了它们所需要的存储器要求和特性。

固件存储

如今的汽车可谓是真正的个人汽车系统,其中包含了众多依赖MCU工作的电子子系统,如制动系统、电子稳定装置、巡航控制、发动机控制、电源管理和仪表板等。这些处理器需要总计数百万行的软件代码,而所有代码都必须存储在NVM中。目前存储这些代码的技术是与MCU相嵌在一起的闪存。

除了闪存,也可以选用一次性可编程(OTP)存储器,如用掩膜可配置ROM来存储代码。不过,这种方法缺乏现场可编程能力,此后就不可能对代码进行升级以修正问题或是增强系统的功能组合。现场可编程能力还让MCU制造商得以延长其车载产品的寿命,支持新的汽车款式。

MCU供应商已经转向采用嵌入式闪存来进行固件存储,因为嵌入式闪存现场可编程。但嵌入式闪存需要浮栅技术,这使得MCU芯片的制造成本增加了30-50%。此外,由于通过电压对比或其它扫描技术就可以读取代表着MCU厂商知识产权的闪存内容,闪存在固件存储方面还存在着安全隐患。

如果现场可编程OTP存储器外型小巧的话,通过在系统级将其设计为“数次可编程”,可以利用它来代替闪存以存储程序。MCU供应商能做的,就是除了存储现有程序代码的扇区外,还在OTP存储器中留出一个或多个未指定扇区。若需对某个程序代码模块进行升级,就把被升级的模块编程入一个未用存储扇区,让控制逻辑转而指向升级后的模块(见图1)。这种技术还可用于其它车载系统,如传感器校准和数字版权管理(DRM)密钥,本文稍后将对此进行探讨。

对于价格不贵而又性能可靠的嵌入式NVM而言,在嵌入式MCU中进行可编程固件存储是一个理想的应用领域。这种存储器价格必须非常低廉,不会增加任何额外的芯片制造成本。此外,它必须高度可靠,必须能够在汽车的高温工作环境中正常运行。

图1、MCU供应商在OTP存储器中预留未编程扇区,使得汽车制造商能够通过把升级内容下载到初始未编程扇区中来对MCU的程序模块进行升级。
图1、MCU供应商在OTP存储器中预留未编程扇区,使得汽车制造商能够通过把升级内容下载到初始未编程扇区中来对MCU的程序模块进行升级。


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