在無人駕駛技術(shù)成為各大廠商的追求目標(biāo)時(shí)，ADAS高級駕駛輔助可以說是他們追逐道路上的第一步。主要是基于視覺攝像頭的應(yīng)用，配合GPS、雷達(dá)、激光傳感器等傳感器實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境監(jiān)測，并進(jìn)行系統(tǒng)的算法與分析，讓汽車自動(dòng)幫車主識(shí)別預(yù)判可能的危險(xiǎn)，并且第一時(shí)間提醒你、甚至進(jìn)行干預(yù)的功能。
盡管汽車安裝了 ADAS 安全系統(tǒng)，但作為一輛交通工具，事故仍有可能發(fā)生。你能否向保險(xiǎn)調(diào)研團(tuán)隊(duì)提供所需的數(shù)據(jù)，例如事故發(fā)生前幾秒不同傳感器的狀態(tài)?
就ADAS系統(tǒng)來說，從特定的傳感器采集并存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)到非易失性存儲(chǔ)器是非常重要的。同樣地對于汽車娛樂系統(tǒng)，在系統(tǒng)掉電的同時(shí)能存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置信息也是非常重要。GIS和信息娛樂系統(tǒng)都有高清圖形顯示不僅需要存儲(chǔ)與讀取啟動(dòng)程序還需要存儲(chǔ)與讀取非常大的配置從外部的非易失性存儲(chǔ)器。
除了滿足應(yīng)用的需求，非易失性存儲(chǔ)器還需確保足夠的讀寫次數(shù)來記錄至少 20 年數(shù)據(jù)。此外，為了達(dá)到汽車級認(rèn)證和資格，所有子系統(tǒng)應(yīng)采用符合 AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)器組件。同時(shí)，功能性安全性能符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)是另外一個(gè)要求在這種高安全性要求的系統(tǒng)。
ADAS 存儲(chǔ)器要求
ADAS 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)自動(dòng)操作/自動(dòng)調(diào)整/增強(qiáng)汽車系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)更安全、舒適的駕駛體驗(yàn)。安全性功能主要用于避免事故發(fā)生通過提醒駕駛員潛在的問題，或通過實(shí)施保護(hù)措施和接管控制汽車來避免碰撞。自適應(yīng)功能包括可以自動(dòng)照明、提供自適應(yīng)巡航控制、自動(dòng)剎車、結(jié)合 GPS/交通警告、連接到智能手機(jī)、提醒駕駛者有其他車輛或者危險(xiǎn)狀況、保持司機(jī)在正確的車道行駛以及顯示駕駛員的盲點(diǎn)。
圖 1. ADAS 系統(tǒng)框圖
圖 1 為 ADAS 系統(tǒng)如何利用 MRAM 和 NOR 閃存的簡化框圖。外部 NOR 閃存通常用于存儲(chǔ)啟動(dòng)代碼。然而，ADAS 系統(tǒng)中的各種傳感器通過 CAN(控制器局域網(wǎng))接口定期向 MCU 發(fā)送數(shù)據(jù)。MCU 運(yùn)行自適應(yīng)算法，檢查是否可能碰撞或已經(jīng)發(fā)生碰撞。處理算法的運(yùn)行時(shí)間變量和傳感器的當(dāng)前狀態(tài)則存儲(chǔ)在 MCU 的存儲(chǔ)器中。
當(dāng)算法檢測到事故時(shí)，安全氣囊控制模塊即時(shí)啟動(dòng)備用電源并打開安全氣囊，確保在事故期間斷電也能部署應(yīng)對。事故發(fā)生時(shí)的傳感器狀態(tài)也應(yīng)立即存儲(chǔ)到非易失性存儲(chǔ)器以作數(shù)據(jù)記錄。這些數(shù)據(jù)可以有效地幫助了解事故原因，促使汽車制造商生產(chǎn)更加先進(jìn)的安全系統(tǒng)，同時(shí)輔助保險(xiǎn)公司判斷索賠是否有效。
行車記錄儀 (EDR) 是用于記錄事故發(fā)生前各個(gè)重要子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)?？梢园惭b在 ADAS 主控單元，或者安裝在另一個(gè)接收重要傳感器數(shù)據(jù)并與 ADAS MCU 進(jìn)行通信的 MCU 中。如今，工程師可以使用多核設(shè)備為 EDR 功能提供一個(gè)專用的完整 CPU 核，
EDR 通過測量汽車前部壓力傳感器的撞擊力、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向輸入、油門位置、制動(dòng)狀態(tài)、安全帶狀態(tài)(檢測乘客)、輪胎氣壓、警告信號以及安全氣囊打開狀態(tài)，從而判斷碰撞嚴(yán)重程度。并且在汽車碰撞前和碰撞期間記錄以上數(shù)據(jù)。顯然，微控制器不能等到事故發(fā)生才開始記錄數(shù)據(jù)。因此，微控制器需要連續(xù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。所以，EDR 需要一個(gè)具有幾乎無限寫次數(shù)的非易失性存儲(chǔ)器。
MRAM 存儲(chǔ)器比 ADAS 的傳統(tǒng) EEPROM 擁有更多優(yōu)勢。無需寫等待時(shí)，幾乎可以實(shí)時(shí)存儲(chǔ)重要數(shù)據(jù)(實(shí)際10us 存儲(chǔ)時(shí)間)，這一點(diǎn)對 ADAS 來說至關(guān)重要。EEPROM 通常需要超過 10 毫秒的寫等待時(shí)間，因此不適用于高安全性應(yīng)用。 MRAM 同時(shí)具備無寫延遲和高速時(shí)鐘速度，非常適合需要快速寫入大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用。使用 SPI 時(shí)，設(shè)計(jì)師可以自由決定 MRAM的寫入字節(jié)數(shù)。把一個(gè)或兩個(gè)字節(jié)寫入 MRAM 的隨機(jī)位置時(shí)，寫入周期約為 1 微秒。反觀 EEPROM 或閃存，則需要 5 - 10 毫秒的寫入周期。
與 EEPROM 或閃存不一樣的是， MRAM 無需頁面緩沖區(qū)。在接收每個(gè)字節(jié)的第 8 位之后， MRAM 立即寫入每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)。這意味著，系統(tǒng)存儲(chǔ)器密度增長時(shí)，工程師不必?fù)?dān)心頁面緩沖區(qū)大小的變化。
就寫入耐久性而言，
MRAM可以支持100億次寫操作，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 EEPROM 的 100萬次以及閃存 的10萬次。因此，MRAM 可以用作追蹤數(shù)據(jù)記錄器，可以不斷寫入數(shù)據(jù)。此外，MRAM 的寫入和讀取的消耗功率非常低(例如，1 Mhz 時(shí)為 300 微安)，因此非常適用于事故引起斷電時(shí)需要使用低功率備用電源或通過電容寫入數(shù)據(jù)的 ADAS。與其他非易失性存儲(chǔ)器相比， MRAM 的待機(jī)電流也低得多(通常為 100 微安)。
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