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          美光的汽車內(nèi)存:展現(xiàn)汽車黑匣子的實力

          作者:Gil Golov 時間:2020-06-29 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            Gil Golov ( 汽車架構(gòu)與戰(zhàn)略營銷 高級經(jīng)理)

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202006/414828.htm

            汽車的是用來記錄傳感器數(shù)據(jù)的,這些數(shù)據(jù)用于重現(xiàn)并確定事故的根本原因。L3至L5級別的自動駕駛汽車對記錄功能的要求越來越高,而相關(guān)監(jiān)管部門正在制定這類要求,不同國家的要求往往也各不相同。美國機動車輛管理部(Department ofMotor Vehicles,DMV)發(fā)表了一篇文章(此處節(jié)選其中部分),要求自動駕駛汽車至少保存碰撞事故發(fā)生前最后30 s的傳感器數(shù)據(jù)。

            除了法律要求的所有其他機制之外,自動駕駛汽車還有一種單獨的機制:汽車在自動駕駛模式下,與另一輛車、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(shù)據(jù)。該機制應(yīng)采集自主技術(shù)傳感器數(shù)據(jù)并以只讀格式進行存儲,數(shù)據(jù)一直保存不變,直至外部設(shè)備下載并存儲數(shù)據(jù),利用這種機制提取出了數(shù)據(jù)。如果發(fā)生了碰撞,自碰撞之日起,數(shù)據(jù)應(yīng)保存3年。

            圖1顯示了記錄器的結(jié)構(gòu)圖,其輸入是匯集了來自多個傳感器的連續(xù)數(shù)據(jù)流。出于成本和安全方面的考慮,有些系統(tǒng)首先對數(shù)據(jù)進行壓縮,然后再加密。傳感器數(shù)據(jù)帶寬主要是被圖像傳感器占用的。一輛自動駕駛汽車會包含多達12個圖像傳感器,其中遠(yuǎn)程攝像頭的分辨率高達800萬像素,每秒60幀。生成的數(shù)據(jù)流能夠達到20 GB/s。

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            對于成本敏感的應(yīng)用,H.265壓縮技術(shù)能夠?qū)⒆罱K比特數(shù)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,它去掉了人類視覺系統(tǒng)不太敏感的部分?jǐn)?shù)據(jù)。然而,一些人工智能(AI)算法可能對這種數(shù)據(jù)失真很敏感,當(dāng)算法根據(jù)記錄再現(xiàn)事故的根本原因時,這種壓縮技術(shù)可能會導(dǎo)致AI算法運行產(chǎn)生失真。因此,一些系統(tǒng),特別是機器人出租車中使用的系統(tǒng),傾向于避免使用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),或者使用非常低的壓縮比。消費類汽車往往對壓縮的使用較為寬容,特別是較低級別的自動駕駛。

            為記錄事故發(fā)生前一段時間(例如,事故發(fā)生前最后30 s)的數(shù)據(jù),使用了循環(huán)緩沖區(qū)。循環(huán)緩沖區(qū)是可以基于DRAM或者閃存的內(nèi)存,要有足夠的容量才能滿足一定長度緩沖區(qū)的存儲要求。例如,為了采集事故發(fā)生前30 s的數(shù)據(jù),假設(shè)1 GB/s的未壓縮傳感器數(shù)據(jù)速率,那么,循環(huán)緩沖區(qū)的存儲容量應(yīng)為30 GB。

            通常,人們采用閃存來實現(xiàn)循環(huán)緩沖區(qū),因為它被設(shè)計成在斷電時不會丟失數(shù)據(jù),而DRAM則需要備用電源才能保證在主電池斷開連接時收集的數(shù)據(jù)不會丟失。與閃存技術(shù)相關(guān)的難點是整體耐久性。舉一個極端的例子,一輛機器人出租車24 小時工作并持續(xù)近5年,將導(dǎo)致連續(xù)運行近4.5萬小時。假設(shè)1 GB/s持續(xù)傳感器數(shù)據(jù)流的極端情況下,那么所要求的耐久性將在150PB范圍內(nèi)。以目前的閃存技術(shù)而言,要實現(xiàn)這一級別的耐久性確實是很大的挑戰(zhàn),甚至是有些不切實際。

            圖1中循環(huán)緩沖區(qū)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(shù)據(jù)快照提供了長期存儲位置。該系統(tǒng)依靠加速度計(G傳感器)和AI傳感器的分析結(jié)果來確定什么時候會發(fā)生事故或者有可能發(fā)生事故。當(dāng)循環(huán)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)應(yīng)被寫入這一長期NVM存儲器時,這些傳感器會進行標(biāo)記。這種長期存儲器件通?;陂W存,而且與循環(huán)緩沖區(qū)不同,它的耐久性要求要低得多。

            美光系統(tǒng)架構(gòu)師與我們的一級客戶和原始設(shè)備制造商密切合作,設(shè)計黑匣子等系統(tǒng)級解決方案,以確保以最優(yōu)的成本、性能和功耗滿足最苛刻的應(yīng)用需求。他們還要確保系統(tǒng)集成商在設(shè)計應(yīng)用程序時,一定要防止任何可能出現(xiàn)的內(nèi)存故障對數(shù)據(jù)、人員或者財產(chǎn)造成損害。

            憑借28年來對汽車市場的持續(xù)耕耘,并提供覆蓋最全面的汽車內(nèi)存系列產(chǎn)品,美光成為主流汽車內(nèi)存供應(yīng)商。

            (注:本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第07期。)



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