真正的汽車0級EEPROM支持下一代汽車特性
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作者:安森美半導(dǎo)體邏輯、開關(guān)和存儲(chǔ)事業(yè)群Julio Song
數(shù)字世界之所以存在,是因?yàn)槲覀兛梢暂p松地創(chuàng)建、交換、存儲(chǔ)、檢索和操作二進(jìn)制信息。如果電子產(chǎn)品仍然完全依賴模擬數(shù)據(jù),那就不那么先進(jìn)了;行業(yè)還沒有創(chuàng)造一種方法來可靠地存儲(chǔ)原始形式的模擬數(shù)據(jù),至少?zèng)]有一種能夠與數(shù)字存儲(chǔ)的密度和耐久性相當(dāng)?shù)姆绞?,而且在未來也不太可能在這個(gè)方向上投入太多的精力。雖然這需要將信息在數(shù)字和模擬間相互轉(zhuǎn)換,但數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的可重復(fù)性使得這負(fù)擔(dān)很小。
從根本上講,數(shù)字存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所采用的技術(shù)具有一個(gè)可分解的誤差幅度。在半導(dǎo)體中,這通常涉及存儲(chǔ)必須在相對較大的窗口內(nèi)的電荷;電路檢測電荷,并且每個(gè)邏輯電平的預(yù)定義上限和下限內(nèi)的任何內(nèi)容都被譯為邏輯0或邏輯1。正是由于電荷存儲(chǔ)的變化,使得模擬值難以準(zhǔn)確存儲(chǔ)。
對于可擦除的、非易失性的存儲(chǔ),業(yè)界已經(jīng)在兩項(xiàng)技術(shù)上進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化:Flash和EEPROM。在某些方面,EEPROM被視為過時(shí)的方案,但它在一些具有特定需求的應(yīng)用中提供顯著的優(yōu)勢。隨著我們向前邁進(jìn),很明顯,這些優(yōu)勢正越來越適用于未來的技術(shù)。
Rear Dimming Light(RDL):調(diào)光尾燈(RDL)
Anti Lock Braking / Active Suspension:防抱死系統(tǒng) / 主動(dòng)懸架
SPI / I2C EEPROM:串行外設(shè)接口(SPI) / I2C EEPROM
Power Doors Keyless Entry:電動(dòng)車門無匙進(jìn)入
Electronic Power Steering(PAS):電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(PAS)
Gasoline/Diesel Direct Injection / Hybrid Eco-converter/Transmission:汽油 / 柴油直噴 / 油電混合動(dòng)力轉(zhuǎn)換器 / 變速箱
Auto Grade 1 EEPROM:汽車1級EEPROM
Side vide camera:側(cè)視攝像機(jī)
ADAS:先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)
Bluetooth Antenna:藍(lán)牙天線
Engine Control Unit:發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元
HVAC:汽車空調(diào)
Infotainment / Navigation:信息娛樂 / 導(dǎo)航
Rear View Mirror:后視鏡
Backup display:倒車顯示
Body Control Module:車身控制模塊
Rear Camera:后視攝像機(jī)
圖1:EEPROM支持現(xiàn)代汽車中廣泛的功能
制造記憶
Flash內(nèi)存的主導(dǎo)地位在很大程度上要?dú)w功于消費(fèi)領(lǐng)域的多媒體應(yīng)用,這是非常適合的。該應(yīng)用的主要要求是密度、性能和成本,F(xiàn)lash技術(shù)非常善于平衡以滿足市場需求。例如,具有32 Gbit密度的NOR Flash器件采用8引腳SMD封裝,這似乎滿足了許多應(yīng)用需求。但與EEPROM相比,F(xiàn)lash技術(shù)也存在一些缺點(diǎn)。
首先,EEPROM被認(rèn)為比Flash更耐用,或讀寫次數(shù)更多。數(shù)據(jù)保存也很重要,在這方面,EEPROM也很出色。在消費(fèi)應(yīng)用中,耐用性和保存能力都不太重要,因?yàn)橄M(fèi)者是Flash內(nèi)存使用方式的主要決定因素。在其他行業(yè),內(nèi)存的使用方式大不相同,更高的耐用性和保存能力比密度和速度更重要,而這正是EEPROM技術(shù)可超越Flash的地方。
這種強(qiáng)固性通常以性能為代價(jià);Flash傾向于比EEPROM更高的速度運(yùn)行(讀、寫),但這也伴隨著訪問部分內(nèi)存的方式的條件。通常,F(xiàn)lash內(nèi)存以塊的形式尋址,而EEPROM通??梢悦孔止?jié)的方式訪問。
所有這些特性在許多應(yīng)用領(lǐng)域都很重要,包括工業(yè)、醫(yī)療和汽車領(lǐng)域。事實(shí)上,當(dāng)數(shù)據(jù)的保留被視為安全至上時(shí),EEPROM將是首選。
圖2:在汽車應(yīng)用中,EEPROM比Flash有更多優(yōu)勢
在汽車應(yīng)用中使用EEPROM的原因
汽車市場對所有電子元器件的一個(gè)基本要求是符合汽車電子協(xié)會(huì)(通??s寫為AECQ)制定的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了應(yīng)力測試的許多方面,尤其是工作溫度范圍。對于大多數(shù)用于汽車應(yīng)用的半導(dǎo)體器件,特別是如果它們位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),最低要求是汽車1級。這表明,器件在-40°C至125°C的環(huán)境工作溫度范圍內(nèi)應(yīng)正常工作而不發(fā)生故障。閃存的制造商通常達(dá)到汽車3級(-40°C至85°C)或2級(-40°C至105°C),而很少有符合汽車1級標(biāo)準(zhǔn)的。
由于使用的半導(dǎo)體工藝,EEPROM更適合在更寬的溫度范圍內(nèi)可靠地工作,如安森美半導(dǎo)體的NV250x0LV,不僅滿足1級溫度要求,而且還可以在1.7V的電源電壓下(這比其他EEPROM器件要低得多)工作。由于汽車市場新興的趨勢,這一點(diǎn)很重要。
此外,安森美半導(dǎo)體成功地開發(fā)了行業(yè)唯一的EEPROM,以滿足定義為汽車0級的環(huán)境工作溫度范圍:-40°C至150°C。這一點(diǎn)具有重要意義,因?yàn)槠渌麉?shù)被定義的方式。
圖3:0級和1級EEPROM正在啟用新的功能
汽車應(yīng)用的新趨勢
如上所述,NV25080(8 Kbit)、NV25160(16 Kbit)、NV25320(32 Kbit)和NV2564(64 Kbit)是當(dāng)今行業(yè)唯一真正的汽車0級串行EEPROM,這一點(diǎn)非常重要,因?yàn)槠囀袌鲂屡d的趨勢。
制造商現(xiàn)在使用EEPROM來存儲(chǔ)配置和校準(zhǔn)數(shù)據(jù),以滿足更廣泛的駕駛功能。隨著汽車更自動(dòng)化,這些功能在發(fā)展且更為安全至上。對于安全至上的應(yīng)用,符合汽車1級是不夠的,制造商需要真正的汽車0級器件。安森美半導(dǎo)體的汽車0級EEPROM已被開發(fā),以提供高水平的耐用性和保存能力,這是相輔相成的,和依賴于基礎(chǔ)的工藝技術(shù)。通過開發(fā)一個(gè)提供真正的汽車0級的工藝,EEPROM能夠提供400萬次讀/寫周期的耐用性,保存200年。這些數(shù)字在25℃的環(huán)境溫度下獨(dú)立測試,在150℃時(shí),0級非易失性(NV)系列仍提供30萬次讀/寫周期,保存時(shí)間200年。沒有其他半導(dǎo)體制造商發(fā)布的數(shù)據(jù)與這種耐用性和數(shù)據(jù)保存水平相匹配。
如前所述,許多汽車應(yīng)用現(xiàn)在使用EEPROM存儲(chǔ)少量的關(guān)鍵數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在正常運(yùn)行期間可能會(huì)被多次覆蓋。它還被用于存儲(chǔ)諸如傳輸控制單元和發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元等應(yīng)用中的固件,以及前照燈單元的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。為了進(jìn)一步提高可靠性,安森美半導(dǎo)體的NV EEPROM還具有糾錯(cuò)碼,可檢測單比特故障,并校正1字節(jié)數(shù)據(jù)中的1位。
顯然,高水平的耐用性正越來越重要,但同樣重要的是要認(rèn)識(shí)到,許多這些新特性必須適用于現(xiàn)有的方案,因此尺寸和功率也是一個(gè)因素。安森美半導(dǎo)體的汽車EEPROM系列采用小外形封裝,包括UDFN-8和CSP,以及SOIC-8和TSSOP-8。其中許多封裝裝還支持可潤濕側(cè)翼,支持在生產(chǎn)流程中進(jìn)行自動(dòng)光學(xué)檢查。
總結(jié)
在汽車應(yīng)用中,耐久性和保存能力越來越重要,EEPROM比其他形式的非易失性存儲(chǔ)器提供更高的可靠性。隨著汽車制造商實(shí)施更多的駕駛員輔助功能和開發(fā)安全至上的要素,提供高度可靠的EEPROM正在成為支持下一代功能的基礎(chǔ)。
憑借一系列廣泛的方案,包括低壓1級和真正的0級EEPROM,安森美半導(dǎo)體完全能夠滿足原始設(shè)備制造商(OEM)和一級供應(yīng)商的需求。