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ISO2626功(gong)能(neng)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)設(she)計(ji)軟(ruan)硬(ying)件(jian)。如(ru)果(guo)開(kai)發(fa)商(shang)對(dui)此(ci)準(zhun)備(bei)不(bu)足(zu),那(na)麼(me)就(jiu)需(xu)要(yao)額(e)外(wai)投(tou)入(ru)資(zi)金(jin)和(he)時(shi)間(jian)來(lai)證(zheng)明(ming)其(qi)產(chan)品(pin)合(he)乎(hu)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun),從(cong)而(er)可(ke)能(neng)大(da)幅(fu)推(tui)遲(chi)上(shang)市(shi)時(shi)間(jian)、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cheOEM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ADASxitongzhongfahuizhongyaozuoyong,weizhongyaoderenwuguanjianxingshijiantigongqidongdaimacunchuheshujurizhijilu。suizhezhexiexitongzhinenghuashuipingdetigao,tamenxuyaoyigenggaojibiedekekaoxing,gengkuaidichuligengduodeshuju。ciwai,jibianADAS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)。banzaichuliqidewenshinenggoushixiangengzhinengdecunchu,congerchedigaibiangongchengshiliyongshancunkaizhanshejidefangshi。liru,zaiguoquweileyanchangshancundeshiyongshouming,xuyaoduisunhaojunhengruanjianshishidaliangdekaifagongzuo。erxianzai,sunhaojunhengwentiyoujichengMCU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
目(mu)前(qian),汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)正(zheng)在(zai)從(cong)駕(jia)駛(shi)輔(fu)助(zhu)向(xiang)全(quan)自(zi)動(dong)發(fa)展(zhan)。這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)將(jiang)要(yao)求(qiu)在(zai)各(ge)個(ge)層(ceng)麵(mian)上(shang)實(shi)現(xian)智(zhi)能(neng),以(yi)降(jiang)低(di)時(shi)延(yan),提(ti)高(gao)效(xiao)率(lv)。同(tong)時(shi),汽(qi)車(che)的(de)內(nei)部(bu)架(jia)構(gou)也(ye)正(zheng)在(zai)從(cong)主(zhu)要(yao)獨(du)立(li)運(yun)行(xing)的(de)分(fen)立(li)式(shi)係(xi)統(tong)向(xiang)互(hu)聯(lian)係(xi)統(tong)發(fa)展(zhan)。互(hu)聯(lian)係(xi)統(tong)能(neng)在(zai)係(xi)統(tong)間(jian)實(shi)時(shi)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju),並(bing)發(fa)揮(hui)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)和(he)機(ji)器(qi)學(xue)習(xi)的(de)作(zuo)用(yong)。此(ci)外(wai),從(cong)汽(qi)車(che)中(zhong)收(shou)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)還(hai)將(jiang)用(yong)於(yu)實(shi)施(shi)預(yu)測(ce)性(xing)維(wei)護(hu),以(yi)便(bian)汽(qi)車(che)在(zai)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)前(qian)就(jiu)能(neng)提(ti)示(shi)駕(jia)駛(shi)員(yuan)維(wei)護(hu)車(che)輛(liang)。為(wei)了(le)進(jin)行(xing)更(geng)加(jia)複(fu)雜(za)的(de)分(fen)析(xi)以(yi)及(ji)完(wan)成(cheng)從(cong)雲(yun)端(duan)到(dao)汽(qi)車(che)的(de)全(quan)新(xin)軟(ruan)件(jian)升(sheng)級(ji),還(hai)需(xu)要(yao)將(jiang)數(shu)據(ju)發(fa)送(song)到(dao)雲(yun)端(duan)。
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(yong)20年(nian)以(yi)上(shang)而(er)不(bu)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)。通(tong)過(guo)添(tian)加(jia)板(ban)載(zai)處(chu)理(li)器(qi),這(zhe)些(xie)存(cun)儲(chu)器(qi)現(xian)在(zai)能(neng)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)功(gong)能(neng)與(yu)可(ke)靠(kao)性(xing),同(tong)時(shi)卸(xie)載(zai)損(sun)耗(hao)均(jun)衡(heng)等(deng)存(cun)儲(chu)器(qi)管(guan)理(li)任(ren)務(wu),利(li)用(yong)加(jia)密(mi)保(bao)護(hu)強(qiang)化(hua)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)並(bing)開(kai)展(zhan)安(an)全(quan)關(guan)鍵(jian)型(xing)診(zhen)斷(duan)。
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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