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非易失性MRAM存储在ADAS 安全系统

非易失性MRAM存储在ADAS 安全系统

在无人驾驶技术成为各大厂商的追求目标时,ADAS高级驾驶辅助可以说是他们追逐道路上的第一步。主要是基于视觉摄像头的应用,配合GPS、雷达、激光传感器等传感器实现周围环境监测,并进行系统的算法与分析,让汽车自动帮车主识别预判可能的危险,并且第一时间提醒你、甚至进行干预的功能。尽管汽车安装了
ADAS
安全系统,但作为一辆交通工具,事故仍有可能发生。你能否向保险调研团队提供所需的数据,例如事故发生前几秒不同传感器的状态?
ADAS系统来说,从特定的传感器采集并存储实时数据到非易失性存储器是非常重要的。同样地对于汽车娱乐系统,在系统掉电的同时能存储系统设置信息也是非常重要。GIS和信息娱乐系统都有高清图形显示不仅需要存储与读取启动程序还需要存储与读取非常大的配置从外部的非易失性存储器。  

       除了满足应用的需求,非易失性存储器还需确保足够的读写次数来记录至少
20
年数据。此外,为了达到汽车级认证和资格,所有子系统应采用符合
AEC-Q100
标准的存储器组件。同时,功能性安全性能符合ISO 26262标准是另外一个要求在这种高安全性要求的系统。
  ADAS
存储器要求
  ADAS
系统主要设计自动操作/自动调整/增强汽车系统以实现更安全、舒适的驾驶体验。安全性功能主要用于避免事故发生通过提醒驾驶员潜在的问题,或通过实施保护措施和接管控制汽车来避免碰撞。自适应功能包括可以自动照明、提供自适应巡航控制、自动刹车、结合
GPS/
交通警告、连接到智能手机、提醒驾驶者有其他车辆或者危险状况、保持司机在正确的车道行驶以及显示驾驶员的盲点。


 



    图
1. ADAS
系统框图
  
      图
1

ADAS
系统如何利用
MRAM

NOR
闪存的简化框图。外部
NOR
闪存通常用于存储启动代码。然而,ADAS
系统中的各种传感器通过
CAN(
控制器局域网)接口定期向
MCU
发送数据。MCU
运行自适应算法,检查是否可能碰撞或已经发生碰撞。处理算法的运行时间变量和传感器的当前状态则存储在
MCU
的存储器中。
当算法检测到事故时,安全气囊控制模块即时启动备用电源并打开安全气囊,确保在事故期间断电也能部署应对。事故发生时的传感器状态也应立即存储到非易失性存储器以作数据记录。这些数据可以有效地帮助了解事故原因,促使汽车制造商生产更加先进的安全系统,同时辅助保险公司判断索赔是否有效。当算法检测到事故时,安全气囊控制模块即时启动备用电源并打开安全气囊,确保在事故期间断电也能部署应对。事故发生时的传感器状态也应立即存储到非易失性存储器以作数据记录。这些数据可以有效地帮助了解事故原因,促使汽车制造商生产更加先进的安全系统,同时辅助保险公司判断索赔是否有效。


探索未知领域
行车记录仪 (EDR) 是用于记录事故发生前各个重要子系统数据的系统。可以安装在 ADAS 主控单元,或者安装在另一个接收重要传感器数据并与ADAS MCU 进行通信的 MCU 中。如今,工程师可以使用多核设备为 EDR 功能提供一个专用的完整 CPU 核,  EDR 通过测量汽车前部压力传感器的撞击力、车速、发动机转速、转向输入、油门位置、制动状态、安全带状态(检测乘客)、轮胎气压、警告信号以及安全气囊打开状态,从而判断碰撞严重程度。并且在汽车碰撞前和碰撞期间记录以上数据。显然,微控制器不能等到事故发生才开始记录数据。因此,微控制器需要连续存储数据。所以,EDR 需要一个具有几乎无限写次数的非易失性存储器。  MRAM 存储器比 ADAS 的传统 EEPROM 拥有更多优势。无需写等待时,几乎可以实时存储重要数据(实际10us 存储时间),这一点对 ADAS 来说至关重要。EEPROM 通常需要超过 10 毫秒的写等待时间,因此不适用于高安全性应用。


    MRAM 同时具备无写延迟和高速时钟速度,非常适合需要快速写入大量数据的应用。使用 SPI 时,设计师可以自由决定 MRAM的写入字节数。把一个或两个字节写入 MRAM 的随机位置时,写入周期约为 1 微秒。反观 EEPROM 或闪存,则需要 5 - 10 毫秒的写入周期。  与 EEPROM 或闪存不一样的是, MRAM 无需页面缓冲区。在接收每个字节的第 8 位之后, MRAM 立即写入每个数据字节。这意味着,系统存储器密度增长时,工程师不必担心页面缓冲区大小的变化。就写入耐久性而言, 


      MRAM可以支持100亿次写操作,远远超过 EEPROM 的 100万次以及闪存的10万次。因此,MRAM 可以用作追踪数据记录器,可以不断写入数据。此外,MRAM的写入和读取的消耗功率非常低(例如,1 Mhz 时为 300 微安),因此非常适用于事故引起断电时需要使用低功率备用电源或通过电容写入数据的 ADAS。与其他非易失性存储器相比, MRAM 的待机电流也低得多(通常为 100 微安)。
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