鐵電存儲(chǔ)器(FRAM)在汽車行駛記錄儀中的優(yōu)勢(shì)

2004年6月A版

　　中國(guó)的汽車行駛記錄儀中的數(shù)據(jù)應(yīng)該包括兩個(gè)部分，一部分為汽車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(存放汽車發(fā)生事故前后的數(shù)據(jù))，另一部分為汽車歷史數(shù)據(jù)(存放汽車過去一段時(shí)間內(nèi)的行駛狀況)。汽車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)主要是用于分析事故發(fā)生的原因和事故的責(zé)任，汽車歷史數(shù)據(jù)作為事故分析的參考依據(jù)和對(duì)汽車和司機(jī)的運(yùn)行狀況考核，歷史數(shù)據(jù)是以當(dāng)前汽車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為依據(jù)。整個(gè)汽車行駛記錄儀記錄的是2個(gè)輸入量(如速度,剎車)的狀況，其他可以根據(jù)廠商的要求存儲(chǔ)7個(gè)開關(guān)量的數(shù)據(jù)(轉(zhuǎn)向燈,車門等)，比較高級(jí)的還會(huì)記錄發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度和其他的一些輸入量的狀況。由于行駛記錄儀的數(shù)據(jù)是如此重要，所以對(duì)存儲(chǔ)器的要求很高。

　　存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器大家都比較容易選擇，目前大容量的Flash和U盤，很多廠商都能提供。但是汽車的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器比較難選擇，因?yàn)閷?shí)時(shí)數(shù)據(jù)比歷史數(shù)據(jù)更為重要，而且要求掉電后數(shù)據(jù)能保存(發(fā)生事故時(shí),汽車系統(tǒng)可能會(huì)沒有電源)，為了保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，要求輸入量的檢測(cè)周期越短越好,據(jù)目前我們了解，國(guó)標(biāo)要求最大0.2秒采集一次數(shù)據(jù)，以20秒為一個(gè)存儲(chǔ)單位，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)10次20秒的數(shù)據(jù)，也就是說需要存儲(chǔ)200秒的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，到了200秒后，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)抽樣送入歷史記錄中，然后實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)被重新覆蓋，由此可見，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)對(duì)存儲(chǔ)器的要求很高。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)對(duì)儲(chǔ)器具體要求要求如下：

目前實(shí)現(xiàn)這種要求的方式有以下幾種：

下面是幾種方案的性能比較。

SRAM+電池+電源管理IC+EEPROM

　　由于EEPROM和FLASH的擦寫次數(shù)的限制，檢測(cè)的數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)寫入其中，只能存儲(chǔ)在SRAM中，當(dāng)?shù)揭欢ǖ臅r(shí)間或檢測(cè)到掉電后，再把數(shù)據(jù)寫入EEPROM和FLASH中，EEPROM存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，此方案的特點(diǎn):是：系統(tǒng)價(jià)格比較便宜，但是性能卻很不可靠，發(fā)生事故時(shí)整個(gè)系統(tǒng)都可能掉電，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到掉電時(shí)，再把SRAM的數(shù)據(jù)寫入EEPROM和FLASH中，已經(jīng)沒有足夠的時(shí)間和電量，而且汽車系統(tǒng)的環(huán)境比較復(fù)雜，我們都知道SRAM+電池的存儲(chǔ)方式很不可靠，目前很少有工程師采用這種方案設(shè)計(jì)。

NVRAM+電池管理

　　NVRAM有二種,一種為SRAM+電池型，另一種為SRAM +EEPROM型。不管是哪一種，首先價(jià)格都比較貴，大家都知道，黑匣子是一種民用品(3.5噸以上的貨車和9人以上的私家車都需要裝黑匣子)，如果價(jià)格高，不利于市場(chǎng)推廣。

　　另外在性能方面，如果NVRAM是SRAM+電池型，有電池用完的危險(xiǎn)，我們都知道，電池的壽命只有3-5年時(shí)間，這之后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)將非常不可靠.。

　　如果NVRAM是SRAM+ EEPROM型，由于此存儲(chǔ)器的原理是在工作時(shí)，MCU操作的是SRAM，在檢測(cè)到掉電后再把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到EEPROM中，這樣也存在發(fā)生事故時(shí)數(shù)據(jù)寫不進(jìn)的危險(xiǎn)，所以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)也不是很可靠。

FRAM的存儲(chǔ)方式

　　在了解第三種方案之前我們先了解FRAM的基本特點(diǎn)。

　　美國(guó)Ramtron公司鐵電存貯器（FRAM）的核心技術(shù)是鐵電晶體材料，這一特殊材料使得鐵電存貯產(chǎn)品同時(shí)擁有隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和非易失性存儲(chǔ)產(chǎn)品的特性。產(chǎn)品的主要特點(diǎn)如下：

　　由于FRAM有SRAM的速度和擦寫次數(shù),又有Flash和EEPROM的非易失性的特點(diǎn)，掉電后數(shù)據(jù)能保存，同時(shí)多功能的FRAM芯片還有電源管理功能，所以用FRAM首先可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的電路，降低系統(tǒng)的成本，另外由于FRAM的諸多特點(diǎn)，提高了系統(tǒng)的可靠性。

　　目前歐美和韓國(guó)等一些汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車黑匣子都是采用FRAM做為他們的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。

Ramtron公司簡(jiǎn)介

　　Ramtron公司成立于1984年，總部設(shè)在美國(guó)科羅拉多州的Colorado Springs市，公司于1992年在美國(guó)納斯達(dá)克上市，Ramtron是當(dāng)今領(lǐng)先的鐵電存儲(chǔ)器技術(shù)和產(chǎn)品供應(yīng)商，世界上絕大部分重要的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器制造商都向Ramtron申請(qǐng)授權(quán)專利來做鐵電存儲(chǔ)器的研究，他們包括日本的Toshiba、Hitachi、Fujistu、Rohm、Asahi,韓國(guó)的Samsung和德國(guó)的Infineon。

　　在未來的幾年里，Ramtron會(huì)繼續(xù)努力,不斷降低成本。另外，將在明年上半年推出兆級(jí)(Mbit)密度的鐵電存儲(chǔ)器，大密度的鐵電體(FRAM)將來會(huì)取代各類存儲(chǔ)器，成為真正的“超級(jí)存儲(chǔ)器”。■