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使用F-RAM®打造轿车安全气囊使用

未来几年,汽车的安全系统将会变得更加复杂。本文将探讨在这些系统中使用F-RAM非易失性存储技术的主要技术优势。铁电RAM(F-RAM)存储器被

未来几年,轿车的安全体系将会变得愈加杂乱。本文将讨论在这些体系中运用F-RAM非易失性存储技能的首要技能优势。铁电RAM(F-RAM)存储器被用在一系列广泛的运用中,其间包含工业操控体系、工业自动化、使命要害型运用和轿车体系等。未来几年,轿车的安全体系将会变得愈加杂乱。推进该趋势的一个首要动力是预期的监管办法,它们将对轿车安全气囊和安稳操控体系的配售率和老练度产生影响。

本文讨论在这些体系中运用F-RAM非易失性存储技能的首要技能优势。

“安全气囊体系”正在产生两大改变。首要,一切新式安全气囊都配有一个智能传感器,用于检测车内是否有乘客。安全气囊的每一次误弹出都会导致极高的替换本钱以及相应的保护、人工和部件本钱。可以继续监测乘客的分量和存在的智能传感器可以为安全气囊的运转添加一个“可变性”,然后既能防止安全气囊误触发对乘客形成损伤,也能在严峻磕碰时为乘客供给保护。

其次,“安全气囊体系”在事端产生之前将“实践信息或数据”收集到行车记载仪(EDR)里。这关于往后的诉讼或稳妥索赔有很大的价值。EDR功用一般内置于安全气囊电子操控单元(ECU)中。这是一种天然组合,由于EDR并不需求像飞机黑匣子那么高的耐受性要求,并且安全气囊操控器是接纳各类重要传感器输入的首要器材,此外,轿车上没有装置独立EDR的空间。

这两个要求导致咱们需求一个可读写次数极高、存取速度较快的非易失性存储器。关于“智能”安全气囊而言,规划人员期望布置磕碰时弹力可变的安全气囊。对存储的要求是:频频记载座位方位以及乘客的分量和存在/实践方位。在保护前史方面,存储器有满足的空间来存储最终15–20秒的信息。由于一辆一般轿车一般可以运转30多年,这个存储器应具有较快的写速度、即时非易失性和极高的可读写次数。

F-RAM是一种十分合适这些要求的存储器技能。与其它技能相同,它也供给非易失性存储功用。F-RAM的首要优势是极高的可写次数和写速度。有了F-RAM,体系将能以全总线速度继续存储数据,并且无需额定的存储器、开支或损耗均衡等技能来办理存储器的可读写次数。这是由于F-RAM具有即时非易失性特色,无需额定准备时刻 即可存储信息。其可写次数高达1014量级。与此比较,大多数EEPROM和闪存的惋惜次数还缺乏 106。

安全气囊规划


图一:安全气囊规划

鉴于安全性和极高的替换本钱,轿车制造商增添了各类用于记载乘客方位的传感器,其间包含用于发动安全气囊子体系的乘客压力传感器,和一系列用于提高安全气囊体系有效性的方位传感器。方位数据需求频频更新,并且有必要存储到点,乃至是体系布置时刻。将方位数据继续记载和存储到一个非易失性存储器之中的要求使得高性能、低功耗、高读写次数的F-RAM成为一个抱负挑选。


图二:高档非易失性存储器比照

比较浮技能的优势


图三:安全气囊体系的典型框图

跟着轿车规划要求的杂乱性不断增高,浮栅技能的局限性变得日益显着。例如,浮栅存储的编程进程需求数微秒,这关于安全要害型运用而言是一段很长的时刻。假如磕碰时忽然产生停电,那么只要很少的信息可以存储在浮栅存储器中。

编程进程也会损坏绝缘层,因而,这类存储器的可写次数很有限,仅为100,000到1,000,000次。例如在客载传感器中,数据更新量远远高于这个极限。假定典型的要求是数据每一秒更新一次,浮栅存储器不到12天就会损耗殆尽。断电时将数据缓存到RAM中并写入浮栅存储器,就会给EDR带来数据速度问题,因而不可行。

在智能安全气囊体系中,不只需求在磕碰时存储数据,并且最好可以存储事端产生前的数据。抱负的解决方案是运用一个翻滚日志存储磕碰前数据,但实践证明这种办法不适用于浮栅存储器,由于它们的可写次数有限。由于安全气囊模块配有大%&&&&&%器,而它们存储有满足的电能来发动安全气囊的电能,因而,磕碰产生后或许仍有剩余电能满足支撑从缓冲器写入数据。但其所能写入的数据量和存储写入速度取决于可用的电量。一个典型的2K字节的浮栅存储器每5ms约可写入4字节,因而,写满整个浮栅存储器或许需求一秒以上时刻。


图四:非易失性数据缓冲器

赛普拉斯F-RAM的可写次数 Vs EEPROM和闪存的可写次数

由于具有极高的可写次数,F-RAM可被用作数据缓冲器。MCU可在运转时将事情继续直接写入 F-RAM。由于F-RAM是一种固有的非易失性存储器,它可以在断电后保存数据。因而,即便主电源被堵截,最终一刻的数据也不会遭到损坏。由于数据是被直接写入F-RAM的,因而不需求将最终一刻的数据从SRAM传送到EEPROM或闪存等非易失性存储空间。F-RAM不需求体系备用电源来保存最终一刻的磕碰数据。

无写时延

为了捕获悉数细节,一些事情需求每秒被记载100到 1000次。这给现有根据EEPROM或闪存的记载器带来了应战。EEPROM选用逐页方法存储数据,在将两页写入EEPROM之间需求数微秒的存储时延,然后约束了数据记载才能。“无延时”写入F-RAM可让体系规划人员以体系总线速度捕获和写入实时数据。

快速写入和低功耗


图五:赛普拉斯F-RAM的写功耗 vs EEPROM和闪存的写功耗

凭仗同类最佳的非易失性写速度,F-RAM中的高速串行SPI及I2C接口和/或高速并行存取让操控器可以将数据更快地写入F-RAM。此外,低功耗F-RAM 只需其它非易失性存储技能所需总功耗的很小一部分。

高可靠性

EDR的数据可靠性关于完成准确性、耐受性、数据检索以及要害的耐用性方针来说十分重要。由于这种存储空间被用于存储重要的传感器数据,高可靠性和数据完整性关于轿车运用而言是不可或缺的。


图六:EDR的数据可靠性关于完成准确性、耐受性、数据检索和要害的耐用性来说十分重要

老练度

与其它类型的运用比较,轿车市场愈加重视技能老练度。EEPROM和闪存技能已为人熟知,首要供给商都具有老练的质量操控体系。由于技能界对一项技能的可靠性和可用性有必要一目了然,引进新技能天然会让人优柔寡断。F-RAM在轿车环境(包含到达125°C极点温度的引擎盖内运用)中出货量现已到达5亿多件,可以说其现已老练到了足以让轿车客户无忧无虑的程度。

与闪存、EEPROM、电池供电型SRAM和其它相似技能比较,F-RAM可下降体系本钱,提高体系功率,下降杂乱性,并大幅下降功耗。

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