车用电子系统与嵌入式内存的成长趋势

车用电子系统与嵌入式内存的成长趋势

王帅

关键词：车用；电子系统；嵌入式；成长趋势

一、发展背景

根据调研机构Frost&Sullivan于2016年针对全球CEO调查未来车辆商业模式，发现「安全」为未来车辆主要关注和投入的项目；为此，各家车厂也不断推出主／被动式安全辅助系统以适应多变的路况。为能确保车辆行驶时的环境分析和检测，并提供预警或修正功能，先进驾驶辅助系统（AdvancedDriverAssistanceSystems，ADAS）为重要的基石之一。该技术是利用多个传感器相互连结，来判读行车时的周遭环境、车辆、行人及动物等信息，并主动提供给驾驶者适时协助。

鉴此，为了迅速处理大量的信息，内存所占相对于芯片面积的比重也将日益增加，SemicoResearch指出，在SoC（SystemonChip）中，内存的面积所占比例从1999年的20%，预估到了2020年，将成长到占比88%左右。内存比例增加，首先需要面对的就是内存出错的机会也会相对的增加，除了需要有机制能够找出内存的错误，更需要进一步能够进行内存的修复，以保证芯片能够正常的运作。这在运作环境严苛的车用电子系统中，尤为重要。

在相关标准方面，ISO26262《道路车辆功能安全》国际标准是针对总重不超过3.5吨八座乘用车，以安全相关电子电气系统的特点所制定的功能安全（Functionalsafety）标准，其中也规范了安全机制（safetymechanism），用于检测和减轻/容忍/控制/避免故障以维持预期的功能或达到/维持安全状态。而内存的失效，将造成数据判断错误，也是造成车辆不安全的重要因素。

二、内存测试与修复的整合性开发环境

1特点

①透过可配置性设定，协助用户经过简单的设定，即可快速的产生内存测试与修复电路。

②「内存测试与修复的整合性开发环境」产生的内存修复电路，以硬件共享的方式，减少产生的测试电路面积，大幅降低测试成本并提升芯片良率，增加产品竞争力。

2Soft-Repair建立流程

2.1使用BIST（Built-InSelfTest）FeatureList（BFL）配置文件进行Soft-Repair建立流程

2.1.1BIST的一般选项

（1）{OPTION}设定区段

●verilog_path：

◆Setcustomer’sVerilogfilepathsforSTART.

●top_module_name：

◆Settopmodulenameofsystemdesignwhich

includesmemorymodules.

●top_hierarchy：

◆SetdesignhierarchyforBISTcircuitinserted.

●auto_group：

◆Groupmemorymodelsbasedonsettingsin

“GROUP”

◆Pleasesettoyesifrepairmodeisenabled

●insertion：

◆Thisoptionisusedtointegrategenerated

MBISTcircuitsandoriginalsystemdesigns.

●work_path：

◆SetpathforSTARToutputresults.

（2）{BIST}设定区段

●bist_interface：

◆Basic，IEEE1500，IEEE1149.1，mini-bist

◆PleaseselectIEEE1500ifrepairmodeis

enabled

●clock_switch_of_memory：

◆MemoryclocksourceissameasBISTlogics

duringBISTmode（如下图）

2.1.2BISR（Build-inSelfRepair）相关设定

（1）{OPTION}设定区段

●repair_prefix：RP

◆Prefixforrepairrelatedmodule.

（2）{BIST}设定区段

●repair_mode：Repairmodewithredundancy

memorymodel.

●soft_repair：yes=softrepair，no=hardrepair

3使用Soft-Repair的优势

（1）高度自动化的BIST/BISR建立流程

（2）灵活的设定与易于使用的GUI设定环境

（3）优化的硬件共享架构，节省测试与修复电路面积

（4）有效降低设计成本

（5）提高芯片的质量和稳定性

（6）提高产品寿命

（7）无需额外的eFuse或是OTP及其控制电路，节省电路面积与芯片成本

（8）每次启动皆会进行测试与修复，让芯片维持在最佳状态

4易于使用的Soft-Repair

使用Soft-Repair无需额外设定或操作，芯片在启动后即会由BIST电路进行内存测试，其功能区块如下图所示，测试完成后，若侦测到内存错误，则由BISR根据测试结果进行修复，之后就直接进入芯片正常的功能运作。

由于每次启动都会自动检测内存并修复，无形中延长了芯片的使用寿命。即使制程的良率下降，也可以因为使用了Soft-Repair的机制而自动修复成能正常工作的状态，降低芯片量产的成本。

三、结束语

ISO26262以安全相关电子电气系统的特点所制定的功能安全标准，制定了在线检测的规范，包含诊断测试时间间隔（diagnostictesttimeinterval），或是从检测到故障到达安全状态或到达紧急操作的时间（faultreactiontimeinterval）等等，都是为了让系统能尽快恢复运作。START的Soft-Repair非常适合检测新的内存错误并进行修复，让芯片立即恢复正常的功能。

参考文献：

[1]J.Labrosse邵贝贝，等译.嵌入式实时操作系统μC/OS-II[M].北京航空航天大学出版社，2013.

[2]夏玮玮，沈连丰.嵌入式系统关键技术分析与开发应用[J].单片机与嵌入式系统应用，2013.

[3]王晓，陈永春嵌入式数据库关键技术及发展趋势[J].哈尔滨师范大学自然科学学报，2012，28（1）：66-69

[4]史恒亮，白光一嵌入式数据库的现状和发展趋势[J].计算机系统应用，2010（2）：198-202

[5]SushilJajodiaDatabasesecurityandprivacy[J].ACMComputingSurveys（CSUR），1996（1）：36-41