這4年，NOR閃存改變的不只是名字

2018年，一貫低調(diào)做事的賽普拉斯(Cypres)突然s變得高調(diào)起來(lái)，尤其是在汽車領(lǐng)域，用“火力全開(kāi)”一詞形容毫不為過(guò)。

5月中旬，賽普拉斯全球應(yīng)用及銷售執(zhí)行副總裁邁克•貝羅(Michael Balow)帶領(lǐng)汽車業(yè)務(wù)部門幾乎全部的高層集體訪華，暢談了公司針對(duì)汽車市場(chǎng)智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化和自動(dòng)化新趨勢(shì)所做出的前瞻性部署;21天后，賽普拉斯存儲(chǔ)器產(chǎn)品部門執(zhí)行副總裁Sam Geha再次出現(xiàn)在媒體面前，這次，他帶來(lái)的是面向汽車和工業(yè)領(lǐng)域的全新Semper NOR閃存產(chǎn)品系列。

NOR閃存需求旺盛

先讓我們把時(shí)鐘撥回到2014年。

那一年年中，尚未被Cypress收購(gòu)的Spansion公司發(fā)布了最新的HyperBus接口，以及首個(gè)基于該新接口的產(chǎn)品家族—Spansion HyperFlash NOR閃存系列。當(dāng)時(shí)，HyperFlash NOR閃存的讀取吞吐量達(dá)到了驚人的333兆字節(jié)每秒，創(chuàng)業(yè)內(nèi)之最。比同期市場(chǎng)上可見(jiàn)速度最快的四口SPI的五倍還快，而引腳數(shù)量卻僅是并行NOR閃存的三分之一。

之所以花費(fèi)精力設(shè)計(jì)HyperBus接口，Spansion方面稱其最重要的推動(dòng)力來(lái)自于提供功能豐富且交互度頗高的用戶體驗(yàn)，已經(jīng)成為嵌入式設(shè)計(jì)工程師的重要任務(wù)。以汽車電子的演進(jìn)為例，短短數(shù)年內(nèi)，數(shù)字儀表盤、高級(jí)信息影音系統(tǒng)、ADAS等配置已廣泛普及。那么，對(duì)于實(shí)現(xiàn)此技術(shù)和即時(shí)啟用的交互式圖形用戶界面來(lái)說(shuō)，性能和速度就變得至為重要。

隨著2014年12月Cypress以16億美元的價(jià)格收購(gòu)Spansion，相關(guān)技術(shù)也自然歸入Cypress名下。而此次發(fā)布的Semper NOR閃存，在Sam Geha看來(lái)不僅僅是HyperFlash NOR閃存的升級(jí)版，更是一款顛覆性、開(kāi)創(chuàng)性的產(chǎn)品。

賽普拉斯方面認(rèn)為，從2017年2022年，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷從駕駛輔助到完全自動(dòng)駕駛、從獨(dú)立系統(tǒng)到車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，NOR閃存芯片的復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到6%，其中ADAS系統(tǒng)中的使用將達(dá)到22%。此外，工業(yè)和5G無(wú)線連接基礎(chǔ)設(shè)施也會(huì)驅(qū)動(dòng)NOR閃存使用的大幅增長(zhǎng)，兩者的增長(zhǎng)幅度預(yù)計(jì)將分別達(dá)到4%和10%。

不久前，Cypress宣布將逐步退出中低密度NOR閃存市場(chǎng)的消息“一石激起千層浪”，Sam Geha對(duì)此回應(yīng)稱，消費(fèi)電子類產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)激烈，市場(chǎng)起伏不定，而公司制定的戰(zhàn)略是希望服務(wù)于汽車/工業(yè)等比較穩(wěn)定的市場(chǎng)，因此縮減在消費(fèi)電子領(lǐng)域的布局也在情理之中。根據(jù)他給出的規(guī)劃，Cypress希望在未來(lái)三年內(nèi)，將在汽車NOR閃存65%-70%的市場(chǎng)份額提升至80%-90%。

“快”，不是最重要的

根據(jù)Cypress給出的數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)Semper NOR的分區(qū)配置，512Mb密度的產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)高達(dá)128萬(wàn)次的程序擦除，而1Gb密度的產(chǎn)品則可實(shí)現(xiàn)高達(dá)256萬(wàn)次程序擦除。對(duì)于代碼和配置存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，通過(guò)配置單個(gè)分區(qū)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)25年之久的數(shù)據(jù)留存。而這一功能的實(shí)現(xiàn)，則要依賴EnduraFlex架構(gòu)，它將Semper閃存產(chǎn)品劃分為多個(gè)分區(qū)，并對(duì)各個(gè)分區(qū)的耐用性和長(zhǎng)期存儲(chǔ)能力進(jìn)行單獨(dú)優(yōu)化，從而使系統(tǒng)的設(shè)計(jì)得以簡(jiǎn)化。

MirrorBit技術(shù)是Cypress NOR閃存的基礎(chǔ)架構(gòu)。Sam Geha認(rèn)為45nm是一個(gè)最具成本效應(yīng)的技術(shù)節(jié)點(diǎn)，盡管32nm工藝會(huì)使存儲(chǔ)芯片具備更高的密度，但他提醒說(shuō)，“看問(wèn)題要全面”。因?yàn)槌酥圃旒夹g(shù)本身外，Semper自帶的其它功能同樣非常有價(jià)值。而且就目前的市場(chǎng)狀況來(lái)看，客戶最大的需求也就是4Gb，45nm技術(shù)已經(jīng)足夠應(yīng)對(duì)，因此Cypress暫時(shí)不會(huì)考慮采用32nm工藝制造。從長(zhǎng)期來(lái)看，需要著力解決的，反倒是如何擴(kuò)大MirrorBit產(chǎn)品的產(chǎn)能。

在高安全性方面，Semper閃存產(chǎn)品系列包括了AEC-Q100汽車認(rèn)證產(chǎn)品，支持-40°C至+125°C的擴(kuò)展溫度范圍、1.8V和3.0V工作電壓范圍、512Mb至4Gb的存儲(chǔ)密度，是首款符合ISO 26262功能性安全標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)產(chǎn)品，也完全符合汽車行業(yè)的要求和ASIL-B的功能性安全標(biāo)準(zhǔn)。該產(chǎn)品提供了Quad SPI、Octal SPI以及HyperBus接口的不同選擇。其中，Octal和HyperBus接口的產(chǎn)品作為高性能x8 NOR 閃存符合JEDEC xSPI 標(biāo)準(zhǔn)，并提供400 Mbps的讀取帶寬。

像玩樂(lè)高一樣構(gòu)建NOR閃存平臺(tái)

Semper NOR閃存其實(shí)已經(jīng)超越了傳統(tǒng)存儲(chǔ)芯片的概念，更像是一個(gè)平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)中既包含了45nm MirrorBit NOR閃存陣列、ARM Cortex-M0芯片、Quad SPI/Octal SPI/HyperBus接口等決定產(chǎn)品性能表現(xiàn)的單元，也包含了以診斷、安全重啟、SafeBoot、分區(qū)保護(hù)、接口CRC、數(shù)據(jù)CRC為代表的功能安全性，以及ECC、EnduraFlex架構(gòu)等對(duì)可靠性至關(guān)重要的組件。

“安全性和可靠性是我們?cè)O(shè)計(jì)Semper NOR閃存架構(gòu)的核心思想和最高準(zhǔn)則。”Sam Geha說(shuō)，用戶可以簡(jiǎn)單直觀的將Semper NOR閃存架構(gòu)理解為用樂(lè)高顆粒搭建模型的過(guò)程。比如一些低端車型如果只需要閃存這一基本功能，那么其它額外的功能就會(huì)被從架構(gòu)中拿掉，用戶也無(wú)需為此付費(fèi)，從而最大程度的滿足不同需求。而對(duì)Cypress來(lái)說(shuō)，他們今后也會(huì)非常便捷的在該平臺(tái)上添加更多的產(chǎn)品和功能，不用每次都走一遍設(shè)計(jì)流程，從而使總體的擁有成本降低到最低。

“我們花了一年半的時(shí)間來(lái)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(cè)和故障模式影響跟診斷的分析，也就是說(shuō)你要知道在設(shè)計(jì)當(dāng)中可能會(huì)出現(xiàn)哪些故障，從而提供相應(yīng)的解決方案。”Sam Geha說(shuō)汽車產(chǎn)品中一般用PPM來(lái)表示故障率，數(shù)據(jù)單位是百萬(wàn)分之一，而賽普拉斯的閃存芯片故障率是用PPB來(lái)要求的，即十億分之一。

他同時(shí)列舉了Semper NOR閃存在ADAS系統(tǒng)和汽車儀表盤系統(tǒng)中的應(yīng)用。當(dāng)車輛啟動(dòng)ADAS功能后，Semper閃存可以實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)啟動(dòng)，避免系統(tǒng)產(chǎn)生時(shí)滯。如果出現(xiàn)問(wèn)題，則可以確保系統(tǒng)順利進(jìn)入安全模式，保障程序代碼或者數(shù)據(jù)的可靠性。此外，最高4Gb的存儲(chǔ)密度，也能夠更好的支持汽車中越來(lái)越多的傳感器數(shù)據(jù)。

而在汽車儀表盤系統(tǒng)解決方案中，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(huì)出現(xiàn)諸如“黑屏”一類的情況;二來(lái)可以借助于Semper閃存更好的實(shí)現(xiàn)OTA空中升級(jí)功能，而不需要在車內(nèi)額外增加MCU或其它低密度存儲(chǔ)芯片。

目前，賽普拉斯512Mb Semper閃存產(chǎn)品處于為重要客戶提供樣品的階段，成熟的樣品將于 2018年4季度推出。使用24-ball柵陣列(BGA)、16-pin SOIC以及8-contact WSON封裝的產(chǎn)品，預(yù)計(jì)將于2019年第一季度量產(chǎn)。