打通汽車(chē)電子系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)算的任督二脈

本次介紹的產(chǎn)品是目前業(yè)界首款、專(zhuān)門(mén)針對(duì)次世代汽車(chē)電子系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的內(nèi)存解決方案，它就是英飛凌的「SEMPER X1」LPDDR閃存。SEMPER X1它是目前業(yè)界首款的LPDDR閃存。那第一個(gè)疑問(wèn)就是，究竟什么是「LPDDR 閃存」？

首先，我們要先知道，閃存其實(shí)有兩種，一個(gè)就是NAND，另一個(gè)則是NOR，這兩者的性能與應(yīng)用不太相同。最主要的差異，就是NOR的讀取比較快，也具有XiP（Execute in place）芯片內(nèi)執(zhí)行的能力；NAND則是寫(xiě)入速度極快，同時(shí)單位密度也高，所以適合用于儲(chǔ)存。

今天介紹的SEMPER X1，則是屬于NOR閃存，因此在應(yīng)用上也就是屬于輔助運(yùn)算的領(lǐng)域。而SEMPER其實(shí)它原本是屬于Cypress的產(chǎn)品線，被英飛凌收購(gòu)之后，也就被納入旗下。

至于什么是LPDDR？它是指低功耗雙倍數(shù)據(jù)傳輸率（Low Power DDR）。DDR是「Double Data Rate」的縮寫(xiě)，是一種內(nèi)存的傳輸技術(shù)。顧名思義，就是可以降低內(nèi)存功耗，同時(shí)又擁有高傳輸效率的技術(shù)。

通常，LPDDR會(huì)與處理器緊密整合，透過(guò)更近的距離，讓連接內(nèi)存和處理器間的導(dǎo)線電阻更小，進(jìn)而降低功耗。

這款產(chǎn)品是專(zhuān)門(mén)針對(duì)次世代汽車(chē)電子電氣架構(gòu)的需求所設(shè)計(jì)，它具有實(shí)時(shí)代碼執(zhí)行、3.2GBytes/s帶寬的LPDDR4接口、400 Mbytes/s的Octal xSPI NOR帶寬，能提高8倍帶寬（相對(duì)于NOR），20倍的隨機(jī)訪問(wèn)速度。此外，也具多儲(chǔ)存庫(kù)架構(gòu)（Multi-bank ），以及零停機(jī)時(shí)間的OTA 更新機(jī)制。另外，也符合ISO26262 ASIL-B車(chē)輛安全標(biāo)準(zhǔn)。

順道一提，SEMPER這個(gè)NOR Flash內(nèi)存，采用一種叫做「MIRRORBIT」的技術(shù)，它能在每個(gè)單元格中儲(chǔ)存兩位，實(shí)現(xiàn)較高密度的NOR閃存，所以它所能夠提供的產(chǎn)品容量也會(huì)比較大。

至于應(yīng)用，我前面有提到它是專(zhuān)用新世代汽車(chē)電子電氣架構(gòu)所設(shè)計(jì)的，所以也就先看一下目前主流的汽車(chē)電子系統(tǒng)的運(yùn)算處理架構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，主流的處理單元芯片，多是采嵌入式非揮發(fā)性?xún)?nèi)存架構(gòu)，并透過(guò)SPI去連接外部NOR閃存。但隨著汽車(chē)處理單元的性能越來(lái)越強(qiáng)大，對(duì)內(nèi)存的效能也越來(lái)越高。而這些需求包含：實(shí)時(shí)性、高帶寬、多任務(wù)。

 
圖  SEMPER X1取消了嵌入式內(nèi)存，并改采LPDDR 4接口，大幅提高了傳輸?shù)膸?，再加上多路的設(shè)計(jì)，以支持域和區(qū)控制器的性能和密度要求。

為了滿足新一代車(chē)用處理器的需求，在架構(gòu)上，英飛凌的SEMPER X1內(nèi)存取消了嵌入式內(nèi)存，并改采LPDDR 4接口，大幅提高了傳輸?shù)膸?，再加上多路的設(shè)計(jì)，以支持域和區(qū)控制器的性能和密度要求。

這個(gè)就是SEMPER X1的應(yīng)用架構(gòu)示意圖。未來(lái)的汽車(chē)將會(huì)大量使用各種的數(shù)字電子控制系統(tǒng)，而且會(huì)以「domain」和「zone」的形式來(lái)進(jìn)行控制，為了要實(shí)時(shí)統(tǒng)合各個(gè)區(qū)與域的訊息，就是需要使用具有實(shí)時(shí)運(yùn)算性能的處理器．此時(shí)也就會(huì)需要更高性能的內(nèi)存，因此英飛凌提出了SEMPER X1產(chǎn)品。

而具體的場(chǎng)景和應(yīng)用，其實(shí)非常的多。包含各種道路與行駛的感測(cè)，例如光達(dá)、雷達(dá)、輪胎轉(zhuǎn)速、路線偏移、車(chē)距等，以及汽車(chē)本身的機(jī)電偵測(cè)等，像是引擎、變速箱、電力與馬達(dá)監(jiān)控等。