保證ADAS的運(yùn)行安全性，從而避免駕駛安全問題

“Advanced Driver Assistance System”高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)——包括ACC自適應(yīng)巡航、AEB自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、車道保持系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等——是目前汽車邁向自動(dòng)駕駛的重要組成部分。即便是L2級(jí)和L3級(jí)功能也需要最大程度的考量安全性和可靠性，也就是保證ADAS系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

當(dāng)前的ADAS系統(tǒng)組成主要有兩個(gè)部分：大量的攝像頭、各種雷達(dá)、紅外線收發(fā)裝置等組成的傳感器系統(tǒng)，和電子控制單元ECU。打個(gè)比方，ECU就像是一個(gè)小型電腦，它會(huì)將傳感器收集到的所有信息進(jìn)行整合分析，然后交給中央處理器進(jìn)行計(jì)算和預(yù)測(cè)，得出一個(gè)結(jié)果后再給到車輛指令，看是需要保持當(dāng)前行駛還是進(jìn)行提醒或者剎車等動(dòng)作。

那么，保證ADAS的運(yùn)行安全性，就好像我們?cè)谌粘Ｊ褂秒娔X的時(shí)候，要最大限度的保證系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)“藍(lán)屏”或者數(shù)據(jù)丟失，從而避免出現(xiàn)運(yùn)行（駕駛）安全問題。

可是，ADAS系統(tǒng)最有可能的弱點(diǎn)在哪里呢？在駕仕派看來，和電腦、手機(jī)一樣，最容易出問題地方之一是在存儲(chǔ)芯片上，也就是發(fā)生存儲(chǔ)數(shù)據(jù)差誤。在汽車上這一問題會(huì)更加明顯，因?yàn)槠嚱?jīng)歷的震動(dòng)、溫差和散熱性都要遠(yuǎn)比一般IT設(shè)備嚴(yán)苛，所以提供高安全性的閃存芯片也是保證ADAS系統(tǒng)安全運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

之前駕仕派的文章提到過，大量的芯片級(jí)創(chuàng)新都是由半導(dǎo)體廠商創(chuàng)造，然后提供給Tier 1和Tier 2做集成。這次在ADAS系統(tǒng)上的存儲(chǔ)芯片也同樣如此——近日，作為全球汽車產(chǎn)業(yè)NOR閃存芯片市占率第一的半導(dǎo)體企業(yè)，賽普拉斯發(fā)布了下一代的NOR閃存解決方案，被稱之為“SEMPER NOR閃存產(chǎn)品系列架構(gòu)”。

“存儲(chǔ)的安全性和可靠性是自動(dòng)駕駛和工業(yè)應(yīng)用的首要考量因素。因此，我們專門推出了全新的Semper閃存產(chǎn)品系列，它符合功能性安全的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而能夠規(guī)避系統(tǒng)故障?！辟惼绽乖诙x下一代系統(tǒng)對(duì)存儲(chǔ)器要求的時(shí)候，是把安全性和可靠性放在首要位置的。

先科普一下什么是NOR閃存。NOR閃存是相對(duì)于NAND閃存而言的產(chǎn)品，“比較適合頻繁隨機(jī)讀寫的場(chǎng)合，通常用于存儲(chǔ)程序代碼并直接在閃存內(nèi)運(yùn)行”。一般來說，NOR閃存主要應(yīng)用于手機(jī)、相機(jī)存儲(chǔ)卡這類需要大量頻繁寫入小數(shù)據(jù)塊的設(shè)備，而NAND閃存則是用在電腦上，用于替代傳統(tǒng)硬盤。由此可見，適用于汽車子系統(tǒng)的閃存需要NOR型，適用于存儲(chǔ)大量的程序代碼和頻繁寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

那么，Semper閃存有多可靠呢？

根據(jù)賽普拉斯給出的數(shù)據(jù)，新的512Mb 密度的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)高達(dá)128 萬次的程序擦除，而 1Gb 密度的產(chǎn)品則可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 256 萬次程序擦除；同時(shí)對(duì)于代碼和配置存儲(chǔ)來說，通過配置單個(gè)分區(qū)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)25年之久的數(shù)據(jù)留存。

據(jù)賽普拉斯存儲(chǔ)器產(chǎn)品部門執(zhí)行副總裁Sam Geha博士解釋，普通芯片大概的擦除循環(huán)周期差不多在100萬次左右，而賽普拉斯新的512Mb產(chǎn)品又提升了25%，1Gb產(chǎn)品則是提升了250%。“你可以把整個(gè)存儲(chǔ)想象成一整塊，它被切分成很多個(gè)小塊。每一個(gè)小塊可以擦除10萬次，我們會(huì)知道這個(gè)分區(qū)已經(jīng)擦除了10萬次，下面就到下一個(gè)分區(qū)，所以根據(jù)分區(qū)的數(shù)量就可以準(zhǔn)確的計(jì)算出可以擦除的周期。因?yàn)?Gb是512Mb的2倍，所以它的分區(qū)數(shù)量也是它的2倍，這就是為什么它擦除的周期也是它的2倍?！睂?shí)現(xiàn)這一功能，賽普拉斯依靠了一個(gè)叫“EnduraFlex架構(gòu)”的設(shè)計(jì)，Semper 閃存產(chǎn)品可以被劃分為多個(gè)分區(qū)，并對(duì)各個(gè)分區(qū)的耐用性和長(zhǎng)期存儲(chǔ)能力進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，從而也簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。

其實(shí)一般存儲(chǔ)芯片只能做到可靠性和安全性二者選一，據(jù)賽普拉斯說現(xiàn)在Semper閃存是唯一兩者兼顧的產(chǎn)品。在高安全性方面，對(duì)于賽普拉斯來說，NOR存儲(chǔ)器不僅僅只是一個(gè)單純的存儲(chǔ)芯片，更是一個(gè)MCU微控制芯片組，包含了一塊ARM Cortex M0芯片，并具有一些特別的功能，包括診斷、安全重啟、SafeBoot、保護(hù)、接口CRC、很多數(shù)據(jù)的CRC，來確保數(shù)據(jù)安全性，同時(shí)也在接口上支持不同接口選擇。

最終Semper芯片實(shí)現(xiàn)了符合JEDEC xSPI標(biāo)準(zhǔn)的400MB/s的最高讀取速度、瞬時(shí)啟動(dòng)、更低的使用電量等等，同時(shí)可以及早發(fā)現(xiàn)潛在的故障，并很快地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)恢復(fù)。關(guān)于這個(gè)400MB/s的讀取速度，一個(gè)對(duì)比是現(xiàn)在我們用的相機(jī)存儲(chǔ)卡讀取速度一般也就90MB/s。

這個(gè)具體到實(shí)際使用中，賽普拉斯方面表示，比如我們?cè)谲囕v上啟動(dòng)了ADAS功能后，Semper閃存可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)啟動(dòng)，系統(tǒng)馬上進(jìn)入工作狀態(tài)，這樣就不會(huì)有一個(gè)時(shí)滯，這點(diǎn)你可以想像一下以前機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤的啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)差別。而且出現(xiàn)問題的話，系統(tǒng)也保證能夠進(jìn)入安全模式，程序代碼或者數(shù)據(jù)的可靠性得到保障。另外就是高密度的存儲(chǔ)可以更好的支持現(xiàn)在車輛越來越多的傳感器，Semper芯片最大可以支持到4Gb，已經(jīng)非常領(lǐng)先了。

賽普拉斯方面表示，汽車產(chǎn)品中一般用PPM來表示故障率，數(shù)據(jù)單位是百萬分之一，而賽普拉斯的閃存芯片故障率是用PPB來要求，即十億分之一。所以，這次新的Semper 閃存產(chǎn)品系列的架構(gòu)和設(shè)計(jì)旨在打造無故障嵌入式汽車安全系統(tǒng)。

為此，這個(gè)產(chǎn)品是首款符合 ISO 26262的存儲(chǔ)產(chǎn)品、是符合汽車行業(yè)的要求和 ASIL-B 的功能性安全標(biāo)準(zhǔn)。Sam GeHa博士解釋說：“我們花了一年半的時(shí)間來明確ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)的定義具體內(nèi)容，大家可以看到相關(guān)的安全文檔，我們必須要有這些安全手冊(cè)和故障模式影響跟診斷的分析，也就是說你要知道在設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)哪些故障，從而提供相應(yīng)的解決方案?！?/p>

事實(shí)上，Semper閃存不僅僅可以使用在ADAS系統(tǒng)里面，還可以應(yīng)用到汽車儀表盤系統(tǒng)解決方案中，這樣一是可以讓系統(tǒng)加載和顯示內(nèi)容更快、在任何情況下都不會(huì)出現(xiàn)諸如“黑屏”一類的情況；二來可以借助于Semper閃存更好的實(shí)現(xiàn)OTA空中升級(jí)功能，而不需要在車內(nèi)做MCU或外加低密度的存儲(chǔ)芯片來做。

結(jié)語：

賽普拉斯認(rèn)為，從2017年2022年，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷從駕駛輔助系統(tǒng)到完全自動(dòng)駕駛、以及從獨(dú)立系統(tǒng)到車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，因此NOR閃存芯片的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到6%，其中ADAS系統(tǒng)中的使用將達(dá)到22%。此外，包括工業(yè)領(lǐng)域和5G無線連接基礎(chǔ)設(shè)施等，也會(huì)驅(qū)動(dòng)NOR閃存使用的大幅增長(zhǎng)，賽普拉斯的測(cè)算分別是4%和10%。這些數(shù)據(jù)揭示了為什么賽普拉斯在不斷地提升閃存芯片的功能安全性——而Semper閃存產(chǎn)品的推出，將延續(xù)其全球頂級(jí)NOR閃存供應(yīng)商的地位，并維持其在汽車行業(yè)中占據(jù)大部分市場(chǎng)份額。