行車(chē)記錄儀中的RAM存儲，你了解多少？

作為FRAM（鐵電存儲器）產(chǎn)品與技術(shù)的全球領(lǐng)先提供商，富士通電子的FRAM產(chǎn)品廣泛應用于計量、RFID、醫療電子、工業(yè)……其實(shí)，FRAM還可在大多數汽車(chē)子系統中用于非易失性數據記錄，如智能安全氣囊、穩定控制、動(dòng)力傳動(dòng)機構、儀表盤(pán)儀表、電池管理、發(fā)動(dòng)機控制和娛樂(lè )信息節目應用，且能夠承受更高級別的溫度范圍。

FRAM通過(guò)了AEC-Q100認證，具有高性能和高可靠性，適用于3級（-40℃ ~+85℃）和1級 （-40℃ ~ +125℃）汽車(chē)應用。高可靠性以及幾乎無(wú)限次（100萬(wàn)億）寫(xiě)周期，使其成為新一代汽車(chē)應用——高燃油效率、增強的安全特性、高端自動(dòng)化及控制的最佳選擇之一。今天我們說(shuō)說(shuō)FRAM在行車(chē)記錄儀中的應用情況。

愛(ài)車(chē)必備“神器”——行車(chē)記錄器

行車(chē)記錄儀在某種程度上類(lèi)似于飛機和火車(chē)中的數據記錄器，也被稱(chēng)為汽車(chē)“黑匣子”或“碰撞記錄器”，最初是用于獲取和記錄汽車(chē)單元內不同控制模塊的數據，并利用獲取的數據進(jìn)行分析，以提高未來(lái)設計中安全氣囊的性能。獲取的數據包括碰撞嚴重程度，通過(guò)測量沖擊力、車(chē)輛速度、引擎轉速、轉向輸入、油門(mén)位置、制動(dòng)狀態(tài)、安全帶狀態(tài)、輪胎氣壓、警告信號及安全氣囊展開(kāi)的記錄來(lái)獲取。

當事故發(fā)生時(shí)，來(lái)自不同位置的多個(gè)傳感器的診斷信息會(huì )發(fā)送到行車(chē)記錄儀，便于行車(chē)記錄儀內的控制器芯片進(jìn)行數據解析和起動(dòng)相應的控制行動(dòng)。碰撞檢測算法會(huì )根據傳感器輸入的數據確定是否打開(kāi)安全氣囊。碰撞傳感使用的預測算法以各種沖擊條件對應的校準值為基礎。此預測算法通常必須在沖擊發(fā)生后50毫秒內確定是否打開(kāi)安全氣囊。下圖為典型的行車(chē)記錄儀框圖。

行車(chē)記錄儀要求以粒度記錄數據，這是因為事故重建通常需要每5~8毫秒捕獲的數據樣本，以呈現并還原事故現場(chǎng)。在從各個(gè)傳感器采集到的數據被新的數據覆蓋前，需要存儲并保留在循環(huán)緩沖區內至少5到10秒。當安全氣囊傳感系統算法診斷沖擊時(shí)，緩沖區刷新會(huì )暫停，安全氣囊展開(kāi)并啟動(dòng)。安全氣囊展開(kāi)時(shí)，司機安全帶開(kāi)關(guān)狀態(tài)、乘客安全氣囊開(kāi)關(guān)狀態(tài)、警告燈狀態(tài)及展開(kāi)時(shí)間會(huì )被臨時(shí)捕獲并存儲在RAM內。用來(lái)確定是否展開(kāi)安全氣囊的關(guān)鍵參數值也捕捉到RAM中。執行算法后150ms，RAM中存儲的數據會(huì )轉移到非易失性?xún)却妗?span style="color:#ff0000;">使用EEPROM時(shí)，需要大約700毫秒，以記錄所有信息。

為防止重要數據丟失并確保數據安全地存儲在EEPROM中，安全氣囊控制模塊必須確保備用電源可持續供應700 ms，以便完整地記錄信息。未能提供要求的備用電源時(shí)，可能會(huì )從數據記錄器或EDR中恢復不到任何數據?？赡馨l(fā)生的一種情況就是電源在碰撞中發(fā)生災難性損失。在此情況下，安全氣囊控制模塊備用電源（通常是電容器）會(huì )優(yōu)先用于打開(kāi)安全氣囊，如果沒(méi)有剩余電量給記錄器，即使安全氣囊成功展開(kāi)，也不會(huì )有數據存儲。

一旦安全氣囊展開(kāi)記錄寫(xiě)入非易失性?xún)却?，就不能刪除、修改或者由服務(wù)或事故調查人員清空。所有的存儲數據可用適當的識別軟件和接口硬件恢復。

EEPROM不適于汽車(chē)應用，why？

與EEPROM和FLASH非易失性?xún)却嫦啾?，FRAM在行車(chē)記錄儀應用上有三大關(guān)鍵優(yōu)勢——

· 對于那些有精確時(shí)間要求的應用來(lái)說(shuō)，FRAM會(huì )立即具備非易失性。這些應用在系統發(fā)生故障時(shí)，最重要的數據，如數據記錄器通常會(huì )面臨風(fēng)險。

· FRAM擦寫(xiě)周期為10E+14，而EEROM為10E+6，FLASH為10E+5，。因此，FRAM是數據記錄器的理想選擇，其數據可持續寫(xiě)入。

· FRAM的讀寫(xiě)操作功耗低，對于具有獨立有限電源如電池或電容的應用來(lái)說(shuō)，尤其具有高效性。

FRAM更能適應外界溫度，這意味著(zhù)工作溫度升高時(shí)，其擦寫(xiě)周期和數據保留更能經(jīng)受考驗。許多EEPROM耐溫為85°C，在耐溫要求為125°C的汽車(chē)應用中，耐擦寫(xiě)能力會(huì )降到10E + 5，因此不適于汽車(chē)應用。

大多數現有的行車(chē)記錄儀解決方案是將連續數據記錄到RAM緩沖區，只有在事故期間觸發(fā)安全氣囊展開(kāi)算法時(shí)才轉移到非易失性?xún)却?。因此，如果事故幾乎致命，安全氣囊沒(méi)有打開(kāi)，且電源缺失，碰撞數據將有可能不會(huì )保存到非易失性空間。這樣，行車(chē)記錄儀就沒(méi)有最后一刻的數據，將無(wú)法進(jìn)行事故還原。由于FRAM可以存儲最后一刻碰撞數據，且不需要任何外部電源，因而可以在這種情況下發(fā)揮關(guān)鍵作用。

FRAM的關(guān)鍵優(yōu)勢

與傳統存儲器相比，富士通FRAM在汽車(chē)應用方面的關(guān)鍵優(yōu)勢：

· 非易失性

- 即使沒(méi)有上電，也可以保存所存儲的信息。

- 與SRAM相比，無(wú)需后備電池（環(huán)保產(chǎn)品）

· 更高速度寫(xiě)入

- 像SRAM一樣，可覆蓋寫(xiě)入

- 不要求改寫(xiě)命令

- 對于擦/寫(xiě)操作，無(wú)等待時(shí)間

- 寫(xiě)入循環(huán)時(shí)間 =讀取循環(huán)時(shí)間

- 寫(xiě)入時(shí)間： E2PROM的1/30，000

· 具有更高的讀寫(xiě)耐久性

- 確保最大1012次循環(huán)（100萬(wàn)億循環(huán)）/位的耐久力

- 耐久性：超過(guò)100萬(wàn)次的 E2PROM

· 具有更低的功耗

- 不要求采用充電泵電路

- 功耗：低于1/400的E2PROM

FRAM與其它存儲器產(chǎn)品特性PK

結論

相比于其他市場(chǎng)，汽車(chē)市場(chǎng)更為關(guān)注技術(shù)成熟度。EEPROM和Flash技術(shù)易于理解，且已在主要供應商建立了質(zhì)量控制基礎設施。通常，面對新引入的技術(shù)，人們總是遲遲不愿采納，技術(shù)人員必須在對其可靠性和可用性放心無(wú)憂(yōu)后才愿意采取行動(dòng)。目前，FRAM在汽車(chē)行業(yè)的銷(xiāo)售數量已超過(guò)5億臺，技術(shù)已相當成熟，汽車(chē)行業(yè)的客戶(hù)完全可以對此放心無(wú)憂(yōu)。