美光的汽車(chē)內存：展現汽車(chē)黑匣子的實(shí)力

　　Gil Golov （美光科技 汽車(chē)架構與戰略營(yíng)銷(xiāo) 高級經(jīng)理）

　　汽車(chē)的黑匣子是用來(lái)記錄傳感器數據的，這些數據用于重現并確定事故的根本原因。L3至L5級別的自動(dòng)駕駛汽車(chē)對黑匣子記錄功能的要求越來(lái)越高，而相關(guān)監管部門(mén)正在制定這類(lèi)要求，不同國家的要求往往也各不相同。美國機動(dòng)車(chē)輛管理部（Department ofMotor Vehicles，DMV）發(fā)表了一篇文章（此處節選其中部分），要求自動(dòng)駕駛汽車(chē)至少保存碰撞事故發(fā)生前最后30 s的傳感器數據。

　　除了法律要求的所有其他機制之外，自動(dòng)駕駛汽車(chē)還有一種單獨的機制：汽車(chē)在自動(dòng)駕駛模式下，與另一輛車(chē)、物體或者自然人發(fā)生碰撞之前，必須采集并存儲至少30 s的自主技術(shù)傳感器數據。該機制應采集自主技術(shù)傳感器數據并以只讀格式進(jìn)行存儲，數據一直保存不變，直至外部設備下載并存儲數據，利用這種機制提取出了數據。如果發(fā)生了碰撞，自碰撞之日起，數據應保存3年。

　　圖1顯示了黑匣子記錄器的結構圖，其輸入是匯集了來(lái)自多個(gè)傳感器的連續數據流。出于成本和安全方面的考慮，有些系統首先對數據進(jìn)行壓縮，然后再加密。傳感器數據帶寬主要是被圖像傳感器占用的。一輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)會(huì )包含多達12個(gè)圖像傳感器，其中遠程攝像頭的分辨率高達800萬(wàn)像素，每秒60幀。生成的數據流能夠達到20 GB/s。

　　對于成本敏感的應用，H.265壓縮技術(shù)能夠將最終比特數減少50%，從而降低了整體存儲需求。H.265/HVEC是一種有損壓縮算法，它去掉了人類(lèi)視覺(jué)系統不太敏感的部分數據。然而，一些人工智能（AI）算法可能對這種數據失真很敏感，當算法根據記錄再現事故的根本原因時(shí)，這種壓縮技術(shù)可能會(huì )導致AI算法運行產(chǎn)生失真。因此，一些系統，特別是機器人出租車(chē)中使用的系統，傾向于避免使用數據壓縮技術(shù)，或者使用非常低的壓縮比。消費類(lèi)汽車(chē)往往對壓縮的使用較為寬容，特別是較低級別的自動(dòng)駕駛。

　　為記錄事故發(fā)生前一段時(shí)間（例如，事故發(fā)生前最后30 s）的數據，使用了循環(huán)緩沖區。循環(huán)緩沖區是可以基于DRAM或者閃存的內存，要有足夠的容量才能滿(mǎn)足一定長(cháng)度緩沖區的存儲要求。例如，為了采集事故發(fā)生前30 s的數據，假設1 GB/s的未壓縮傳感器數據速率，那么，循環(huán)緩沖區的存儲容量應為30 GB。

　　通常，人們采用閃存來(lái)實(shí)現循環(huán)緩沖區，因為它被設計成在斷電時(shí)不會(huì )丟失數據，而DRAM則需要備用電源才能保證在主電池斷開(kāi)連接時(shí)收集的數據不會(huì )丟失。與閃存技術(shù)相關(guān)的難點(diǎn)是整體耐久性。舉一個(gè)極端的例子，一輛機器人出租車(chē)24 小時(shí)工作并持續近5年，將導致連續運行近4.5萬(wàn)小時(shí)。假設1 GB/s持續傳感器數據流的極端情況下，那么所要求的耐久性將在150PB范圍內。以目前的閃存技術(shù)而言，要實(shí)現這一級別的耐久性確實(shí)是很大的挑戰，甚至是有些不切實(shí)際。

　　圖1中循環(huán)緩沖區后面的NVM存儲器，則為與事故或者潛在事故相關(guān)的30 s數據快照提供了長(cháng)期存儲位置。該系統依靠加速度計（G傳感器）和AI傳感器的分析結果來(lái)確定什么時(shí)候會(huì )發(fā)生事故或者有可能發(fā)生事故。當循環(huán)緩沖區中的數據應被寫(xiě)入這一長(cháng)期NVM存儲器時(shí)，這些傳感器會(huì )進(jìn)行標記。這種長(cháng)期存儲器件通?；陂W存，而且與循環(huán)緩沖區不同，它的耐久性要求要低得多。

　　美光系統架構師與我們的一級客戶(hù)和原始設備制造商密切合作，設計黑匣子等系統級解決方案，以確保以最優(yōu)的成本、性能和功耗滿(mǎn)足最苛刻的應用需求。他們還要確保系統集成商在設計應用程序時(shí)，一定要防止任何可能出現的內存故障對數據、人員或者財產(chǎn)造成損害。

　　憑借28年來(lái)對汽車(chē)市場(chǎng)的持續耕耘，并提供覆蓋最全面的汽車(chē)內存系列產(chǎn)品，美光成為主流汽車(chē)內存供應商。

　?。ㄗⅲ罕疚膩?lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第07期。）