保證ADAS的運行安全性，從而避免駕駛安全問題

“Advanced Driver Assistance System”高級駕駛員輔助系統(tǒng)——包括ACC自適應(yīng)巡航、AEB自動制動系統(tǒng)、車道偏離預(yù)警系統(tǒng)、車道保持系統(tǒng)、盲區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)等——是目前汽車邁向自動駕駛的重要組成部分。即便是L2級和L3級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)定運行。

當(dāng)前的ADAS系統(tǒng)組成主要有兩個部分：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。打個比方，ECU就像是一個小型電腦，它會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)行計算和預(yù)測，得出一個結(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作。

那么，保證ADAS的運行安全性，就好像我們在日常使用電腦的時候，要最大限度的保證系統(tǒng)不會出現(xiàn)“藍(lán)屏”或者數(shù)據(jù)丟失，從而避免出現(xiàn)運行（駕駛）安全問題。

可是，ADAS系統(tǒng)最有可能的弱點在哪里呢？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芯片上，也就是發(fā)生存儲數(shù)據(jù)差誤。在汽車上這一問題會更加明顯，因為汽車經(jīng)歷的震動、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)安全運行的關(guān)鍵所在。

之前駕仕派的文章提到過，大量的芯片級創(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)”。

“存儲的安全性和可靠性是自動駕駛和工業(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。”賽普拉斯在定義下一代系統(tǒng)對存儲器要求的時候，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閃存是相對于NAND閃存而言的產(chǎn)品，“比較適合頻繁隨機(jī)讀寫的場合，通常用于存儲程序代碼并直接在閃存內(nèi)運行”。一般來說，NOR閃存主要應(yīng)用于手機(jī)、相機(jī)存儲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，適用于存儲大量的程序代碼和頻繁寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

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

據(jù)賽普拉斯存儲器產(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%。“你可以把整個存儲想象成一整塊，它被切分成很多個小塊。每一個小塊可以擦除10萬次，我們會知道這個分區(qū)已經(jīng)擦除了10萬次，下面就到下一個分區(qū)，所以根據(jù)分區(qū)的數(shù)量就可以準(zhǔn)確的計算出可以擦除的周期。因為1Gb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。”實現(xiàn)這一功能，賽普拉斯依靠了一個叫“EnduraFlex架構(gòu)”的設(shè)計，Semper 閃存產(chǎn)品可以被劃分為多個分區(qū)，并對各個分區(qū)的耐用性和長期存儲能力進(jìn)行單獨優(yōu)化，從而也簡化了設(shè)計。

其實一般存儲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，對于賽普拉斯來說，NOR存儲器不僅僅只是一個單純的存儲芯片，更是一個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，同時也在接口上支持不同接口選擇。

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

這個具體到實際使用中，賽普拉斯方面表示，比如我們在車輛上啟動了ADAS功能后，Semper閃存可以實現(xiàn)瞬時啟動，系統(tǒng)馬上進(jìn)入工作狀態(tài)，這樣就不會有一個時滯，這點你可以想像一下以前機(jī)械硬盤和固態(tài)硬盤的啟動時長差別。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)計旨在打造無故障嵌入式汽車安全系統(tǒng)。

為此，這個產(chǎn)品是首款符合 ISO 26262的存儲產(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)計當(dāng)中可能會出現(xiàn)哪些故障，從而提供相應(yīng)的解決方案。”

事實上，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閃存更好的實現(xiàn)OTA空中升級功能，而不需要在車內(nèi)做MCU或外加低密度的存儲芯片來做。

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)到完全自動駕駛、以及從獨立系統(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，也會驅(qū)動NOR閃存使用的大幅增長，賽普拉斯的測算分別是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)大部分市場份額。