意法半導體xMemory技術(shù)提升車(chē)用MCU靈活設計與功能擴展

隨著(zhù)E/E架構和軟件定義汽車(chē)技術(shù)對車(chē)內微控制器的性能與應用場(chǎng)景要求越來(lái)越高，存儲單元的技術(shù)也面臨著(zhù)巨大的設計挑戰，一方面要求存儲單元規格盡可能豐富，另一方面又需要存儲單元能夠滿(mǎn)足更強可擴展計算平臺的實(shí)際需求。

 針對這樣的市場(chǎng)趨勢，意法半導體新推出的Stellar微控制器內置了xMemory技術(shù)，作為Stellar系列汽車(chē)微控制器內置的新一代可改變存儲配置的存儲器，它為正在發(fā)展的軟件定義汽車(chē)以及不斷進(jìn)化的電動(dòng)汽車(chē)架構提供了一個(gè)更為簡(jiǎn)單且具有更強可擴展性的計算平臺。xMemory基于意法半導體專(zhuān)有相變存儲器 (PCM) 技術(shù)，預計2025年底投產(chǎn)，它可改變存儲配置讓汽車(chē)廠(chǎng)商能夠不斷開(kāi)發(fā)創(chuàng )新應用，包括更多需要大容量?jì)却娴娜斯ぶ悄軕?/p>

汽車(chē)市場(chǎng)在不斷轉型，意法半導體汽車(chē)MCU業(yè)務(wù)部門(mén)Davide Santo介紹，在車(chē)規級的微控制器應用方面，意法半導體更加關(guān)注于電子控制單元，因為電子控制單元進(jìn)一步的聚合，以及包括它的控制能力，能夠為車(chē)輛未來(lái)的功能迭代和功能發(fā)展創(chuàng )造新的可能性。得益于擁有完成汽車(chē)半導體設計和制造能力，意法半導體通過(guò)進(jìn)一步的迭代和創(chuàng )新MCU及存儲技術(shù)實(shí)現對車(chē)規級MCU的功能擴展。

意法半導體一直處于汽車(chē) MCU 從閃存向嵌入式非易失性存儲器 (eNVM) 技術(shù)過(guò)渡的前沿，推出了首個(gè)車(chē)規 28nm eNVM技術(shù)，同時(shí)這也是 xMemory 的核心技術(shù)。與RRAM、MRAM、閃存等 NVM 技術(shù)相比，ST的嵌入式相變存儲器 (ePCM) 在能效、性能、面積 (PPA) 指標上表現更好。PCM 擁有業(yè)界最小的 eNVM存儲單元，18nm和28nm PCM的存儲密度是其他技術(shù)的兩倍。 

意法半導體eNVM 的PCM技術(shù)具是有非常獨特的特性的。首先也是最重要的，它提供了同類(lèi)最小的存儲單元，存儲單元小不僅能夠帶來(lái)進(jìn)一步的物理優(yōu)勢，同時(shí)也可以集成在嵌入式的微控制器當中，實(shí)現最小的存儲區。更重要的一點(diǎn)是，這一項技術(shù)本身有非常強的耐高溫性能，也有非常強的耐輻射性能。更重要的一點(diǎn)，它能夠在惡劣工況之下也保持較低的功耗，這一項技術(shù)從二十年前一直發(fā)展到現在，它的技術(shù)成熟度的水平已經(jīng)非常高了。 

當將現有的PCM的技術(shù)和其他的一些競爭對手在汽車(chē)當中所使用的技術(shù)來(lái)進(jìn)行對比的時(shí)候，意法半導體需要清楚的考量，為什么高密度的內存，以及包括內存密度會(huì )如此重要。PCM技術(shù)能夠幫助主機廠(chǎng)在提供技術(shù)可能性的同時(shí)，在同樣大小的物理空間當中能夠擁有兩倍以上的信息存儲量。對于這個(gè)技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，意法半導體決定要使用它來(lái)進(jìn)一步的提升我們產(chǎn)品新的屬性，稱(chēng)之為xMemory，它最主要的一個(gè)特性是可以實(shí)現內存芯片的可擴展性，也就是說(shuō)，不管是在開(kāi)發(fā)過(guò)程當中，甚至是在產(chǎn)品本身的生命周期當中，可擴展性都是產(chǎn)品非常重要的功能，因為它可以允許我們把在不增加總體運算和成本的情況下進(jìn)一步的豐富產(chǎn)品的屬性。如果每次考慮到產(chǎn)品成本的時(shí)候，它和傳統的產(chǎn)品的可擴展性是不一樣的，在傳統產(chǎn)品的擴展性當中，我們所提到的是物理尺度的可擴展，而今天我們所提到的產(chǎn)品擴展性是更加屬性，以及包括功能的可擴展，與此同時(shí)，不需要去增加進(jìn)一步的成本提升。這個(gè)技術(shù)對客戶(hù)來(lái)說(shuō)有什么樣的價(jià)值呢？意味著(zhù)客戶(hù)可以在他們如今的產(chǎn)品當中，進(jìn)一步釋放產(chǎn)品的潛力，而無(wú)需從本質(zhì)上去改變產(chǎn)品本身。因為就產(chǎn)品本身來(lái)說(shuō)，它仍然是同一款產(chǎn)品，它仍然是以同樣的開(kāi)發(fā)目的在使用,使用在同樣的場(chǎng)景當中。 

不同于因需要不同存儲容量而使用多個(gè)不同芯片從而引發(fā)不同芯片相關(guān)的開(kāi)發(fā)和測試成本，內置xMemory的Stellar微控制器是當前市場(chǎng)首款可改變存儲配置的創(chuàng )新產(chǎn)品，為客戶(hù)提供了高能效和高性?xún)r(jià)比的解決方案。采用從一開(kāi)始就簡(jiǎn)化的方法，汽車(chē)制造商能夠使他們的汽車(chē)設計更具前瞻性。這種方法不僅在開(kāi)發(fā)周期的后期為創(chuàng )新提供了更大的空間，還有助于降低開(kāi)發(fā)成本，并通過(guò)簡(jiǎn)化供應鏈流程來(lái)加快產(chǎn)品的上市時(shí)間。Stellar P6 MCU是首款采用 xMemory的Stellar微控制器，主要用于電動(dòng)汽車(chē)的電驅系統新趨勢和架構，計劃將于 2025 年底投產(chǎn)。 

汽車(chē)制造商需要無(wú)縫集成軟硬件，最大限度地提高軟硬件跨平臺二次使用率，延長(cháng)汽車(chē)生命周期，并增強數字化功能。隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)不斷推出新功能、新法規和對內存容量需求很大的人工智能和機器學(xué)習應用，以及無(wú)線(xiàn) (OTA) 更新功能，軟件變得日益復雜，內存容量成為汽車(chē)發(fā)展的瓶頸。為解決這一挑戰，意法半導體的 xMemory 存儲技術(shù)可以在開(kāi)發(fā)階段或車(chē)輛使用過(guò)程中擴大內存容量，讓汽車(chē)應用程序更新升級不再受內存空間的限制。

在軟件定義汽車(chē)生命周期開(kāi)始階段選擇正確的MCU，可確保微控制器能夠為未來(lái)的軟件開(kāi)發(fā)提供充足的存儲空間。選擇存儲容量過(guò)高的芯片會(huì )增加成本，而選擇存儲容量過(guò)低的芯片則可能需要后期尋找存儲空間更大的MCU，并重新測試，從而增加了開(kāi)發(fā)復雜性、成本和時(shí)間。內置xMemory的Stellar MCUs 的價(jià)格具有競爭力，可以節省更多成本，簡(jiǎn)化OEM供應鏈，并延長(cháng)產(chǎn)品壽命，最大限度擴大跨項目二次使用率，縮短檢測時(shí)間，從而加快產(chǎn)品上市。

對于xMemory來(lái)說(shuō)，Davide Santo介紹它的第三大優(yōu)勢就是進(jìn)一步加速上市時(shí)間。對于傳統的汽車(chē)主機廠(chǎng)而言，對于汽車(chē)概念開(kāi)發(fā)，以及包括后期的車(chē)輛生產(chǎn)，往往需要很長(cháng)的時(shí)間，一年時(shí)間來(lái)做產(chǎn)品概念生成，三年時(shí)間來(lái)做研發(fā)，甚至更長(cháng)的時(shí)間來(lái)做汽車(chē)的生產(chǎn)。但是目前的情況是，在亞洲地區，特別是在中國，很多新的車(chē)企的平臺開(kāi)發(fā)速度要快很多，較之傳統的主機廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，這一進(jìn)程已經(jīng)縮短了40%，而很多的車(chē)輛在現有的成熟平臺上來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，它甚至可以將上市時(shí)間縮短60%。甚至很多車(chē)型不到18個(gè)月就可以上市。為了能夠進(jìn)一步的確保我們和汽車(chē)行業(yè)的上市速度保持同步，整個(gè)半導體行業(yè)要必須要采取行動(dòng)。就半導體行業(yè)而言，產(chǎn)品和驗證是需要時(shí)間的，整個(gè)芯片的開(kāi)發(fā)，包括制造和準備都需要較長(cháng)的時(shí)間。而對于xMemory來(lái)說(shuō)，它本身的可改變存儲配置，就能夠幫助去滿(mǎn)足未來(lái)平臺不斷演進(jìn)當中的需求，并且它非常的靈活，可以進(jìn)行重復性的使用，更加面向未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢，可以隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)當中技術(shù)的推移而產(chǎn)生相應的適應性的變化，并且能夠在未來(lái)的產(chǎn)品當中滿(mǎn)足多功能的復雜需求，而不需要主機廠(chǎng)進(jìn)行重新設計，或者是重新制造零件。 

總結xMemory的價(jià)值，Davide Santo認為意法半導體現在擁有一個(gè)設計靈活的車(chē)規級微控制器產(chǎn)品組合，其中就包括產(chǎn)品多樣的Stellar系列，而隨著(zhù)xMemory的推出，它能夠為意法半導體帶來(lái)一個(gè)更加靈活的產(chǎn)品組合。Stellar with xMemory微控制器獨特的價(jià)值是它能夠幫助車(chē)企以及包括客戶(hù)進(jìn)一步降低開(kāi)發(fā)成本和復雜性，并且進(jìn)一步的加速產(chǎn)品的上市時(shí)間，降低客戶(hù)開(kāi)發(fā)成本。