更智能的存儲如何提升自動駕駛汽車的可靠性
發布時間:2020-02-19 責任編輯:lina
【導讀】自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che的de問wen世shi將jiang極ji大da地di改gai變bian我wo們men的de出chu行xing習xi慣guan,並bing在zai交jiao通tong運yun輸shu行xing業ye掀xian起qi一yi場chang迅xun猛meng的de變bian革ge。汽qi車che行xing業ye的de數shu字zi化hua轉zhuan型xing將jiang帶dai來lai很hen多duo社she會hui效xiao益yi,例li如ru減jian少shao事shi故gu、降低碳排放、改善交通流量、降低汽車擁有成本、降低保險費用以及提高燃油效率和出行能力。
自zi動dong駕jia駛shi汽qi車che的de問wen世shi將jiang極ji大da地di改gai變bian我wo們men的de出chu行xing習xi慣guan,並bing在zai交jiao通tong運yun輸shu行xing業ye掀xian起qi一yi場chang迅xun猛meng的de變bian革ge。汽qi車che行xing業ye的de數shu字zi化hua轉zhuan型xing將jiang帶dai來lai很hen多duo社she會hui效xiao益yi,例li如ru減jian少shao事shi故gu、降低碳排放、改善交通流量、降低汽車擁有成本、降低保險費用以及提高燃油效率和出行能力。
然而,隨著在當今道路上開展的真實試驗,自動駕駛汽車必須支持的功能不斷擴展,其複雜程度也在迅速增大。這些自動係統將對性能、功耗、安全性、安全保障和可靠性的要求不斷提高。對於汽車OEM廠商而言,要確保自動駕駛汽車遵守安全規定,就需要按照ISO2626gongnenganquanbiaozhunshejiruanyingjian。ruguokaifashangduicizhunbeibuzu,namejiuxuyaoewaitouruzijinheshijianlaizhengmingqichanpinhehuanquanbiaozhun,congerkenengdafutuichishangshishijian、壓縮盈利空間並侵蝕市場份額。
自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)汽(qi)車(che)安(an)全(quan)性(xing)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)核(he)心(xin)目(mu)標(biao)是(shi)防(fang)止(zhi)人(ren)身(shen)傷(shang)害(hai)和(he)財(cai)產(chan)損(sun)壞(huai)。事(shi)故(gu)在(zai)什(shen)麼(me)時(shi)候(hou)發(fa)生(sheng),由(you)誰(shui)來(lai)承(cheng)擔(dan)事(shi)故(gu)責(ze)任(ren),也(ye)都(dou)是(shi)需(xu)要(yao)思(si)考(kao)的(de)法(fa)律(lv)問(wen)題(ti)。在(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)交(jiao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)下(xia),自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)麵(mian)臨(lin)眾(zhong)多(duo)法(fa)律(lv)問(wen)題(ti),發(fa)生(sheng)事(shi)故(gu)時(shi)如(ru)何(he)判(pan)定(ding)責(ze)任(ren)歸(gui)屬(shu),依(yi)然(ran)懸(xuan)而(er)未(wei)決(jue)。因(yin)此(ci),必(bi)須(xu)避(bi)免(mian)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。這(zhe)就(jiu)使(shi)得(de)汽(qi)車(che)OEM廠商和汽車市場供應商更加關注可靠性。因此,證明智能汽車中的每個組件都安全可靠顯得至關重要。
更智能、更可靠的存儲
采用自動駕駛技術的汽車配備有高級別的高級駕駛輔助係統(ADAS)功能。這類車輛擁有多部傳感器(攝像頭、激光雷達等)和控製裝置,能實現自動駕駛並避免碰撞。這些傳感器和控製裝置是任務關鍵型裝置,不能發生故障。圖1所示的是具備3、4、5級自動水平,能進行無監控駕駛的全自動駕駛係統的原理圖。

圖1:自動駕駛係統:3級/4級/5級係統原理圖
非易失性存儲器器件在ADAS係(xi)統(tong)中(zhong)發(fa)揮(hui)重(zhong)要(yao)作(zuo)用(yong),為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)任(ren)務(wu)關(guan)鍵(jian)型(xing)事(shi)件(jian)提(ti)供(gong)啟(qi)動(dong)代(dai)碼(ma)存(cun)儲(chu)和(he)數(shu)據(ju)日(ri)誌(zhi)記(ji)錄(lu)。隨(sui)著(zhe)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)智(zhi)能(neng)化(hua)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao),它(ta)們(men)需(xu)要(yao)以(yi)更(geng)高(gao)級(ji)別(bie)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing),更(geng)快(kuai)地(di)處(chu)理(li)更(geng)多(duo)的(de)數(shu)據(ju)。此(ci)外(wai),即(ji)便(bian)ADAS設計在其他方麵表現可靠,如果存儲器未受保護(即未在啟動時或器件運行過程中驗證存儲器位是否發生變化),也很容易形成薄弱環節。
由於NOR閃shan存cun能neng提ti供gong受shou高gao可ke靠kao性xing和he集ji成cheng診zhen斷duan功gong能neng支zhi持chi的de非fei易yi失shi存cun儲chu,因yin此ci對dui於yu任ren務wu關guan鍵jian型xing應ying用yong來lai說shuo,它ta是shi理li想xiang的de存cun儲chu器qi技ji術shu。集ji成cheng診zhen斷duan功gong能neng可ke確que保bao數shu據ju完wan整zheng性xing,檢jian測ce可ke能neng的de故gu障zhang,甚shen至zhi進jin行xing糾jiu錯cuo。此ci外wai,即ji時shi啟qi動dong功gong能neng和he高gao性xing能neng快kuai速su係xi統tong啟qi動dong時shi間jian等deng優you勢shi在zai汽qi車che加jia電dian時shi有you助zhu於yu立li即ji訪fang問wen代dai碼ma、配置數據和圖形圖像。
如今,為了滿足ISO26262等deng汽qi車che功gong能neng安an全quan標biao準zhun,存cun儲chu器qi器qi件jian係xi列lie均jun需xu要yao從cong頭tou開kai始shi進jin行xing設she計ji。這zhe些xie新xin一yi代dai存cun儲chu器qi不bu僅jin能neng提ti供gong更geng高gao的de可ke靠kao性xing,而er且qie還hai能neng提ti高gao性xing能neng,大da幅fu降jiang低di功gong耗hao並bing減jian少shao總zong體ti擁yong有you成cheng本ben。
集成
簡化係統最有效的途徑之一是集成。當係統由眾多組件構成時,每個組件及其與其他組件的互聯都可能是潛在的故障點。例如,將MCU與存儲器進行集成後,數據和代碼訪問速度更快、處理效率更高、可靠性更強、成本更低。此外,由於以往必須由開發人員集成至更大係統中的組件現在可由MCU進行內部管理,因此簡化了開發工作。
集成的優勢現在也擴展到NOR閃存。隨著存儲器製造商開始將存儲器與Arm Cortex-M0等處理器進行集成,為了維護高密度、高速存儲器的可靠性,需要完成種種複雜的處理工作(參見圖2)。板(ban)載(zai)處(chu)理(li)器(qi)的(de)問(wen)世(shi)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)更(geng)智(zhi)能(neng)的(de)存(cun)儲(chu),從(cong)而(er)徹(che)底(di)改(gai)變(bian)工(gong)程(cheng)師(shi)利(li)用(yong)閃(shan)存(cun)開(kai)展(zhan)設(she)計(ji)的(de)方(fang)式(shi)。例(li)如(ru),在(zai)過(guo)去(qu)為(wei)了(le)延(yan)長(chang)閃(shan)存(cun)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),需(xu)要(yao)對(dui)損(sun)耗(hao)均(jun)衡(heng)軟(ruan)件(jian)實(shi)施(shi)大(da)量(liang)的(de)開(kai)發(fa)工(gong)作(zuo)。而(er)現(xian)在(zai),損(sun)耗(hao)均(jun)衡(heng)問(wen)題(ti)由(you)集(ji)成(cheng)MCU進行內部管理。

圖2:智能閃存存儲中的集成式Arm Cortex M0
采用16nm FinFET技術生產的新一代複雜SoC還不能將閃存存儲器嵌入到晶片中。因此它們必須依賴更智能、更可靠的外部NOR閃(shan)存(cun)技(ji)術(shu)。板(ban)載(zai)處(chu)理(li)器(qi)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)管(guan)理(li)存(cun)儲(chu)器(qi)存(cun)儲(chu)的(de)所(suo)有(you)安(an)全(quan)關(guan)鍵(jian)型(xing)領(ling)域(yu),而(er)且(qie)還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)管(guan)理(li)存(cun)儲(chu)器(qi)的(de)網(wang)絡(luo)安(an)全(quan)領(ling)域(yu),防(fang)範(fan)惡(e)意(yi)攻(gong)擊(ji)。將(jiang)集(ji)成(cheng)處(chu)理(li)器(qi)納(na)入(ru)閃(shan)存(cun)存(cun)儲(chu)器(qi)後(hou),這(zhe)些(xie)單(dan)元(yuan)均(jun)由(you)存(cun)儲(chu)器(qi)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)自(zi)我(wo)管(guan)理(li),且(qie)能(neng)通(tong)過(guo)快(kuai)速(su)配(pei)置(zhi)滿(man)足(zu)應(ying)用(yong)的(de)特(te)定(ding)要(yao)求(qiu)。
不斷變化的要求
muqian,qichexingyezhengzaicongjiashifuzhuxiangquanzidongfazhan。zhexiexitongjiangyaoqiuzaigegecengmianshangshixianzhineng,yijiangdishiyan,tigaoxiaolv。tongshi,qichedeneibujiagouyezhengzaicongzhuyaoduliyunxingdefenlishixitongxianghulianxitongfazhan。hulianxitongnengzaixitongjianshishichuanshushuju,bingfahuirengongzhinenghejiqixuexidezuoyong。ciwai,congqichezhongshoujidaodeshujuhaijiangyongyushishiyucexingweihu,yibianqichezaifashengguzhangqianjiunengtishijiashiyuanweihucheliang。weilejinxinggengjiafuzadefenxiyijiwanchengcongyunduandaoqichedequanxinruanjianshengji,haixuyaojiangshujufasongdaoyunduan。
智zhi能neng閃shan存cun存cun儲chu居ju於yu這zhe些xie係xi統tong的de核he心xin位wei置zhi,因yin為wei在zai極ji端duan環huan境jing下xia,存cun儲chu在zai這zhe些xie非fei易yi失shi性xing存cun儲chu器qi中zhong的de關guan鍵jian代dai碼ma和he數shu據ju仍reng需xu具ju備bei可ke靠kao性xing,並bing且qie能neng夠gou持chi續xu使shi用yong20nianyishangerbufashengguzhang。tongguotianjiabanzaichuliqi,zhexiecunchuqixianzainengtigonggenggaoshuipingdegongnengyukekaoxing,tongshixiezaisunhaojunhengdengcunchuqiguanlirenwu,liyongjiamibaohuqianghuaxitonganquanbingkaizhananquanguanjianxingzhenduan。
自動駕駛是一個快速發展的行業,全新的安全特性和安全保障特性也將以同樣的速度完成開發並符合規範。OEM廠chang商shang需xu要yao一yi種zhong靈ling活huo架jia構gou來lai及ji時shi適shi應ying這zhe些xie標biao準zhun並bing引yin入ru能neng增zeng強qiang長chang期qi可ke靠kao性xing的de高gao級ji功gong能neng。例li如ru,當dang存cun儲chu器qi能neng預yu測ce特te定ding類lei型xing的de故gu障zhang時shi,它ta就jiu能neng開kai始shi優you先xian處chu理li。
為了幫助汽車OEM廠商打造合規係統,存儲器製造商需要提供符合ISO 26262規範的安全文檔,包括詳盡的安全性分析報告,如安全手冊、故障模式的影響與診斷分析(FMEDA)、相依故障分析(DFA)和情景無關安全元素(SEooC)。此外,存儲器製造商還需要積極製定並遵守這些標準,確保他們生產的組件持續符合法規要求。
Cypress的Semper NOR閃存等存儲器器件專為應對新一代汽車和工業係統麵臨的挑戰而開發,能滿足各項質量、可靠性和安全標準。
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